餐厨垃圾和厨余垃圾厌氧消化产生沼渣的脱水性能分析
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餐厨垃圾厌氧消化残余物的利用现状及展望摘要:随着国内消费水平提高,餐厨垃圾的产量也逐渐递增。
根据灵动核心数据显示,2020年中国餐厨垃圾年产生量达到约1.16亿吨,2021年预计突破1.3亿吨,2022~2026年我国餐厨垃圾年复合增长率将保持12%~15%的增量持续增长。
餐厨垃圾成分复杂,营养物质丰富,若不及时处理容易腐烂变质,并发出强烈恶臭,传播细菌和病毒,对环境造成很大的影响。
通过调查分析我国餐厨垃圾厌氧消化后沼渣沼液的理化特性,笔者认为厌氧消化技术是目前处理餐厨垃圾的主流技术,结合当今社会的主要发展趋势,探索更合理的餐厨垃圾消化残余物的资源化利用途径,从而提高餐厨垃圾处理的经济效益,为餐厨垃圾厌氧消化残余物的利用提供支持。
关键词:餐厨垃圾;厌氧消化;沼渣;沼液引言餐厨垃圾(FW)是餐饮垃圾和厨余垃圾的总称,是城市固体废物(MSW)的重要组成部分。
随着我国经济水平的提高、人口逐年增长和饮食习惯的改变,餐厨垃圾的产量以及在城市固体废物中的比例逐年递增。
据联合国粮食及农业组织(FAO)的统计,目前全球每年产生的餐厨垃圾约为16亿吨,预计到2025年,全球每年餐厨垃圾的产量可达25亿吨。
餐厨垃圾的大量堆积及其可持续管理已逐渐成为一个全球性问题,由于其具有有机质高、水分含量高等特点,采用填埋、焚烧或堆肥等传统处理方式极易污染地下水并产生恶臭等问题,给环境造成极大压力。
利用餐厨垃圾进行厌氧消化可产生清洁能源——沼气和制作有机肥的原料——沼渣与沼液,是应对全球不断增长的能源需求、燃料费用、大气污染和废水处理极好的解决方案。
1餐厨垃圾的资源性和危害性餐厨垃圾可以通过合理的回收利用转化为良好的生物能源。
一方面,由于它含有大量的有机物质,它可以通过堆肥等工艺转化为肥料和饲料,也可以发酵生产沼气,然后作为发电的能源材料。
另一方面,其高湿度、高盐度、高脂肪含量和高有机物含量在较高温度下具有较高的分解速度,引起难闻的气体气味和环境污染。
HEBEINONGJI摘要:本文在认清餐厨垃圾主要特征的基础之上,描述了目前餐厨垃圾的具体危害,主要的处理过程以及相应的优缺点。
同时,从具体的减量化,无害化以及资源利用的具体角度总结过去的相关经验,具体的介绍一种餐厨垃圾处理的综合技术方法,并展望餐厨垃圾未来的发展趋势。
关键词:餐厨垃圾;厌氧消化;技术餐厨垃圾厌氧消化及综合利用技术分析莱芜职业技术学院郑文红前言随着人们生活水平的迅速提高,“垃圾围城”的现象已经成为了一种社会问题,这种情况不容忽视。
餐厨垃圾具有的特征:高水分、高养分以及高含油量,当收集、存储以及处置的任何一个环节出现问题时,都会对相应的公共安全以及环境造成一定程度的危害。
餐厨垃圾会产生很多的细菌,严重的威胁着人体健康。
1国内外的技术现状目前,国内的餐厨处理技术主要是使用无害化的方法,而国外的资源利用的程度更高。
主要有垃圾填埋场,焚化,厌氧消化以及具体的有氧发酵过程等。
在许多地方,也有粉粹以及饲料转化的具体加工方法。
粉粹之后直排很容易产生油污并堵塞管道,还会增加市政管网污水处理负荷。
饲料的相关转化面临着蛋白质同源性的具体问题,前景非常的不明确。
1.1垃圾填埋场的方法在中国,垃圾填埋场的方法仍然占据主导地位。
一些餐厨垃圾与生活垃圾进行混合式的填埋。
这种方法的主要优点是投资比较少,工艺比较简单。
缺点就是占地面积比较大,渗滤液的处理以及二次污染的问题比较麻烦。
随着社会的不断发展以及土地资源的相对匮乏,垃圾填埋的处置方法所占比例逐渐下降。
1.2焚烧的相关方法生活垃圾多采用焚烧法处理。
然而,餐厨垃圾的水分含量比较高,发热量比较低,焚烧的经济价值也比较低,对于垃圾焚烧厂而言,投资比较大,并且在处理的过程当中可能会导致燃烧不是很充分,从而出现致癌物质。
1.3厌氧消化的方法厌氧消化方法是微生物在厌氧条件下分解有机物并产生甲烷等的一个过程。
厌氧消化是一种比较理想的处理方法,应用范围十分广泛,运行成本比较低。
餐厨垃圾水力制浆耦合厌氧消化的效果分析朱浩;刘晓吉;仲跻胜;吴义祥;刘钊;张莹莹;孙岩松;王勇群【期刊名称】《环境工程技术学报》【年(卷),期】2024(14)1【摘要】根据餐厨垃圾高含水的特点,从水力模拟、浆化物料特性、设备运行关键指标及项目运行效果等方面对餐厨垃圾水力浆化预处理技术进行综合评价。
计算流体力学(CFD)的水力模拟结果表明,浆化过程中流体质点螺旋式汇聚至转叶,形成三股内旋状涡流,在流体内部产生明显的流速差和正负压分区现象,水力作用下可快速实现餐厨垃圾的浆化。
浆料和杂质特征分析表明,浆化产物颗粒细小,有机质损失率低,杂质去除率高,可与后端不同资源化技术(如厌氧消化、好氧堆肥等)高度融合。
以水力浆化与厌氧消化技术相结合的餐厨垃圾资源化项目为例,餐厨垃圾经水力浆化预处理后,有机质损失率约为8.5%;不可生物降解杂质分选率约94%;粗油脂提取率约91%,吨餐厨垃圾平均产油率为3.76%,产气率为85.57 m^(3)(以标态计)。
该处理方式较机械式预处理具有更高的资源化利用率,可大幅提升项目的经济效益。
【总页数】8页(P216-223)【作者】朱浩;刘晓吉;仲跻胜;吴义祥;刘钊;张莹莹;孙岩松;王勇群【作者单位】中国环境保护集团有限公司;中节能(肥西)环保能源有限公司;瑞科际再生能源股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】X705【相关文献】1.餐厨垃圾和厨余垃圾厌氧消化产生沼渣的脱水性能分析2.水热耦合厌氧消化技术处理餐厨垃圾沼渣沼液及工艺能耗分析3.美国铝业推出高强度新型高强度6×××系列铝合金4.谫论王尔烈文化的价值和传承5.CaO_(2)预处理耦合ZVI强化含油餐厨垃圾厌氧消化因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究餐厨垃圾是指由生活饮食、食品加工、餐厅及食堂等场所所产生的果皮、菜叶、鱼骨、肉骨头等有机质废弃物,其产生的数量非常庞大,同时也是一种生物可降解物质。
在处理餐厨垃圾时,传统的处理方式通常是填埋或焚烧,但这些方法会对环境造成严重污染。
为了解决这一问题,厌氧消化工艺被广泛应用于餐厨垃圾处理中。
厌氧消化是一种高效的有机废弃物处理方法,可将废物中有机物质转化为能源和肥料。
餐厨垃圾具有以下特性:1. 水分含量较高:餐厨垃圾中的水分含量通常在60%以上,这意味着在处理餐厨垃圾时需要控制好湿度以确保良好的发酵过程。
2. 碳氮比低:餐厨垃圾中含有大量的氮,但碳的含量较少。
为了保持良好的厌氧消化过程,需要添加一些含碳材料来提高碳氮比,如秸秆等。
3. 酸度高:餐厨垃圾本身具有较高的酸性,特别是当垃圾中含有发酵了的食物残渣时。
高酸度环境不仅会影响发酵过程,还会对厌氧消化过程造成危害。
通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾,优点在于其可回收利用有机物质,将其转化为沼气和肥料。
厌氧消化过程还可以减轻环境的负担,同时降低垃圾填埋的需求,减少有害气体的排放,从而保护环境。
在厌氧消化过程中,需要控制好温度、湿度和PH值,以确保良好的发酵效果。
此外,需要对发酵前的餐厨垃圾进行预处理,如粗碎和分选等,以提高其处理效果。
总结而言,餐厨垃圾具有高水分、低碳氮比和高酸度等特性,通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾可保护环境、节约资源,并使其转化为可再利用的沼气和肥料。
在实际操作中,需要严格控制各项参数以确保厌氧发酵的高效进行。
餐厨垃圾是我们日常生活中产生量最大的垃圾之一,其处理和回收再利用具有重要意义。
根据统计数据,中国每年餐饮行业所产生的餐厨垃圾约占城市垃圾总量的30%,而这些垃圾中含有大量的有机物质,因此具有广泛的可回收利用价值。
就餐厨垃圾的特性而言,其水分含量较高,通常在60%以上。
据统计,我国每天约有300万吨的餐厨垃圾需要处理,其中每吨餐厨垃圾含水量大约为800kg左右,这也给餐厨垃圾的处理带来了一定的困难。
污泥和餐厨垃圾协同厌氧发酵沼液脱氮工艺的选择——以九江市城镇污泥和餐厨垃圾处理处置工程为例摘要:在城镇污泥与餐厨垃圾协同处理处置工程中,常选用“厌氧消化”工艺作为主工艺步骤。
由于餐厨垃圾的加入,导致厌氧消化沼液脱水清液具有总氮、氨氮浓度很高的特征。
为保障沼液的下一步处理工艺有效、经济,避免碳源的过度投加,需在生化反应前加入脱氮工艺。
经工艺比较,选用原位pH脱氨技术作为前置脱氮工艺。
关键词:污泥处置;消化沼液;高氮废水;脱氮处理;原位pH脱氨技术1工程简介九江市城镇污泥和餐厨垃圾处理处置工程设计规模为150 t/d污泥(含水率80%)和200 t/d餐厨垃圾。
涉及的主要处理工艺流程有:预处理、厌氧消化、沼渣脱水及干化、滤液处理、沼气利用等。
图1总体工艺流程图在滤液处理工艺环节中,由于餐厨垃圾中蛋白质含量较高,经过厌氧消化后转化为氨氮,沼液脱水清液总氮、氨氮浓度较高,氨氮浓度一般在1500 mg/L以上,要求处理工艺具备较高的脱氮能力。
2污水处理规模由物料平衡计算,本工程经厌氧发酵后,产生沼渣147.74 t/d、沼液404.16 t/d;沼渣经干化处理产生的冷凝水一并纳入沼液进行污水处理。
因此本工程污水设计规模为500 t/d,包括调节池、混凝沉淀预处理、气浮预处理及氨汽提预处理等单元。
除此之外,本工程生产废水还包括车间地面及设备冲洗水、废气洗涤废水等,因此本工程生物处理单元后设计规模均为600 t/d,包括两级A/O、MBR、超滤系统等处理单元。
综上,本工程水处理预处理单元设计规模500 t/d,预处理单元后设计规模600 t/d。
3、设计进水水质由类似工程项目运行数据可知,镇江市餐厨废弃物及生活污泥协同处理一期项目沼液COD范围在1100~9820mg/L之间、氨氮在522~1250mg/L之间、总氮在951~2000mg/L之间、总磷在17.1~50.9mg/L之间。
浙江桐庐县餐厨垃圾资源化和无害化处置项目水质数据如下:COD范围在5210~16833 mg/L之间、氨氮在1165~1370之间、总氮在1319~2020之间。
餐厨垃圾厌氧消化处理技术相关分析发布时间:2021-07-01T01:12:41.349Z 来源:《河南电力》2021年3期作者:王焕青[导读] 餐厨垃圾在现代社会垃圾中所占比例是比较大的,同时也是环保工作所要关注的重点问题,因此在实际工作中需要加强对餐厨垃圾处理技术的有效优化以及了解,从而提升实际的处理效果。
(深高蓝德环保科技集团股份有限公司南京分公司)摘要:餐厨垃圾在现代社会垃圾中所占比例是比较大的,同时也是环保工作所要关注的重点问题,因此在实际工作中需要加强对餐厨垃圾处理技术的有效优化以及了解,从而提升实际的处理效果。
在实际实施过程中,需要根据餐厨垃圾本身较高的有机物含量来利用这一特点进行微生物的降解操作,从而实现垃圾的有效处理。
本文论述了我国餐厨垃圾处理的现状以及厌氧消化的基本概况。
关键词:餐厨垃圾;厌氧消化;处理技术一、我国餐厨垃圾处理现状分析在餐厨垃圾处理工作中融入厌氧消化处理技术之前,需要了解我国餐厨垃圾的基本现状,从而为后续工作指明正确的方向,随着我国经济的不断发展,城市化进程也在不断加快,城市生活垃圾在不断的增多,对社会环境造成严重的影响,也会限制我国经济稳定性发展,所以在实际工作中需要加强对餐厨垃圾的有效处理及优化,从而满足相关的标准。
在现在社会中对垃圾进行无害化的处理已经成为环保部门关注的问题,对于城市发展而言,对于生活垃圾的处理水平也是反映城市发展现状的重要基础,因此在实际工作中需要选择正确的垃圾处理技术,从而避免对周边环境造成一定的影响。
餐厨垃圾主要是指餐厨固有形态的有机垃圾,比如食物残渣和其他有机垃圾等等,在实际工作中需要采取生化的方法来进行有效的降解,通常餐厨垃圾在处理时要通过焚烧和填埋进行处理,但是这一处理方法会对周边环境造成一定的破坏,无法满足现代化的处理标准,所以在实际工作中需要选择厌氧消化技术来提升实际的处理效果。
在厨余垃圾中分类是非常复杂的,比如包含淀粉类和食物纤维类等一些有机物质,再加上我国各个地区饮食习惯存在一定的差异性,对于我国的餐厨垃圾来说,类型是非常复杂的,一些地方很容易将餐厨垃圾和普通垃圾进行处理,但是餐厨垃圾中含水率较高在填埋时会容易会出现一些渗滤液对周边环境造成二次污染,同时一些有机物质含量较高,在腐烂后会产生不小的恶臭,对于空气污染问题是非常严重的。
**餐厨垃圾项目厌氧系统现状分析报告一、厌氧系统现状**餐厨垃圾项目项目水解酸化罐指标表现为pH值4.0左右,温度57℃,挥发酸含量1000mg/L;厌氧罐指标表现为pH值降低,由8.04降至7.78,;挥发酸含量由升高,由1080mg/L逐步升至1900mg/L,且在降低厌氧进料量后挥发酸无明显降低;酸碱比由0.1升至0.22;吨进料产气由60m³降至53m³;11月7日和11月15日送沼科所化验的厌氧系统数据显示丙酸含量有上升趋势。
二、原因分析1、水解酸化效果差水解罐pH值过低,抑制了水解酸化菌的水解酸化作用,导致大量大分子有机物进入厌氧系统进行酸化作用,造成厌氧系统挥发酸增长,pH值降低。
水解罐温度过高,造成消化系统中氢分压的提高, 间接造成丙酸的累积, 同时阻碍了产生氢气的丁酸型产酸发酵过程。
2、系统受到负荷冲击11月1日至11月6日期间,厌氧控制系统由于CPU问题导致系统频繁故障,影响厌氧系统按时进料和总进料量,进料量波动较大;在排除CPU故障后,厌氧进料量提量过快,在5天内从186m³提至270m ³,对系统稳定性产生冲击。
3、系统受到丙酸抑制由于餐厨垃圾中微量元素含量极少,伴随进料、出料,系统内微量元素含量不断下降,同时在较高负荷下运行,限制了氢营养型甲烷菌和甲烷八叠球菌属的生长和代谢,甲烷产量最先受到系统失衡影响,对系统失衡的敏感度和预警有效性优于 VFA 浓度的变化。
甲烷鬃菌属取代甲烷八叠球菌属成为优势甲烷菌属,而氢营养型甲烷菌消失殆尽,同时产甲烷菌群落多样性显著下降,导致产甲烷菌群落功能下降,H2/CO2 产甲烷途径被阻断,氢分压上升引发对丙酸代谢的反馈抑制,导致丙酸累积。
三、解决方案1、调节水解罐pH值与温度水解酸化菌最适环境pH值为5.5-6.5,可通过提高沼液回流比的方式或投碱进行调节。
目前沼液回流量为20m³/d,回流比为9%,受水解罐液位高度影响,回流量有限,投碱最为直接,间歇投碱保证pH值一周后可使pH值维持在5.5-6.5之间。
餐厨垃圾碳源资源化处置厌氧沼液的应用研究摘要:自国家实行生活垃圾分类以来,分类效果显著。
对于餐厨垃圾(含餐饮垃圾和厨余垃圾),各地纷纷建立集中处置设施。
目前,餐厨垃圾处理的工艺主要有填埋、焚烧、生产饲料、好氧堆肥、厌氧消化和亚临界水解处理等,其中厌氧消化产沼技术是主流技术路线。
关键词:餐厨垃圾;碳源资源化处置;厌氧沼液;应用1厌氧消化技术处理餐厨垃圾的应用现状厌氧消化技术是处理餐厨垃圾产生沼气的一种合适技术。
在国内,大多数餐厨垃圾处理工程采用厌氧消化技术,约50%的工程采用该技术。
采用厌氧消化处理餐厨垃圾,可以实现资源化利用和减量化处理。
通过厌氧消化,餐厨垃圾中的有机物质可以在缺氧的环境下被微生物分解,产生沼气。
沼气可以作为清洁能源利用,同时还可以制成有机肥料,回收利用,从而实现资源化利用。
但是,沼气中含有一定量的污染物,同时沼渣沼液也难以处理。
若随意排放,会造成营养元素的流失和二次污染环境。
因此,在厌氧消化处理餐厨垃圾时,需要对沼气进行净化处理,同时还需要对沼渣沼液进行妥善处理,以避免对环境造成污染。
总的来说,厌氧消化技术是一种有效的餐厨垃圾处理技术,它能够实现餐厨垃圾的资源化利用和减量化处理。
但是,在使用该技术时,需要注意对沼气和沼渣沼液的处理,以避免对环境造成污染。
2生化预处理技术研究进展2.1酸碱处理法酸碱处理法是指向底物中加入酸性或碱性物质,破坏大分子有机物结构,释放小分子可溶性有机物,增加底物的生物可降解性。
稀乙酸处理餐厨垃圾能够显著提高微生物的附着性和基质可利用性,增强产甲烷菌的活性,甲烷产量(以VS 计)较对照组提高了10%(55.58mL/g)。
利用稀硫酸处理餐厨垃圾发酵产乳酸,乳酸产量达到60.3g/L,较对照组提高了11%。
Ca2+可以破坏化学键,提高复杂化合物分解成可溶性蛋白、单体糖和其他简单化合物的能力。
在CaO浓度为1%时,VFAs产量较空白组提高了67.29%。
发现以每100g含5gTS的剂量投加KOH可以提高餐厨垃圾与污泥的发酵效能,沼气产量较空白组提高了40%,同时增加了沼渣中氮和磷的回收率。
餐厨垃圾和厨余垃圾厌氧消化产生沼渣的脱水性能分析
摘要:随着我国餐饮行业的快速发展,餐饮企业的数量大幅增加,每天的餐厨垃圾产生量巨大。
因此,要及时对餐厨垃圾进行处理,以餐厨垃圾和厨余垃圾为原料进行中温厌氧消化反应,对不同时间产生的沼渣的脱水性能进行研究,沼渣的脱水性能主要受厌氧消化时间的影响。
本文主要对餐厨垃圾和厨余垃圾厌氧消化产生沼渣的脱水性能进行分析。
关键词:餐厨垃圾;厌氧消化;脱水性能
餐厨垃圾的特点
餐厨垃圾又称泔脚,是居民生活消费中产生的生活废物,容易腐烂、传播病菌。
其主要成分是面粉、米类食物残渣、肉骨与动植物油等,化学组成中有脂类、淀粉、纤维素与无机盐等。
餐厨垃圾营养元素非常丰富,含有大量的微生物菌种,具有较高的产甲烷能力,兼具资源与废物二重性;另外,餐厨垃圾处理难度大。
餐厨垃圾的固体含量通常在20%左右,含水率高65%~95%,油脂含量通常在1%~5%,脱水性能差;热值为2100~3100kJ/kg,与生活垃圾一同焚烧,不能达到垃圾焚烧发电所要求的5000kJ/kg热值。
在高温条件下,餐厨垃圾变质速度快,其降低了回收利用价值。
二、厌氧消化原理
厌氧消化是有机物在无氧条件下,依靠兼性厌氧菌和专性厌氧菌的作用转化成二氧化碳与甲烷等,同时合成自身细胞物质的生物学过程,是实现有机固体废物资源化、无害化的一种有效的方法。
其机理如图1所示。
图1 厌氧消化有机废弃物反应机理图
厌氧消化由于它较高的经济性和产能效益己经引起越来越多的关注,在处理垃圾放方面主要有以下几个优点:
(1)厌氧消化不需要氧气,可以减少动力消耗、节约能源、减少成本;
对有机负荷承受力强,反应器效能高,容积小,占地面积小,可降低基建成本,又能达到很好的处理效果;
(3)、厌氧过程中没有与氧相随的微生物合成,因此剩余污泥量少,减少了处置费用且生成的污泥较稳定;
(4)、可以回收沼气能源、降低污染负荷,同时也减少了温室效应气体的排放量;
(5)、发酵残留物可经过灭菌等操作转化为土壤添加剂或肥料,增加其经济效益;
总之,厌氧消化实现了“无害化、减量化与资源化”,在生物质有效利用方面有着巨大的贡献。
厌氧消化分类及特点
根据不同标准,厌氧消化可以划分为不同类别。
按照废物中有机固体浓度大小的不同,厌氧消化可分为湿法厌氧消化与干法厌氧消化。
湿法厌氧消化是固体含量小于15%的情况下,酸化、液化与产气在一个反应器中进行,具有投资少、工艺简单易管理等特征;干法厌氧消化,就是在不改变原始固体废物状态的情况下进行厌氧消化,具有运行稳定性好、成本低,对物料的适应性较强等特征,能在高温下进行。
依据反应级数的不同,厌氧消化又可分为单相厌氧消化与两相厌氧消化,其中单相厌氧消化投资少,运行维护简单;两相厌氧消化产气效率高,然而维护却复杂。
根据运行是否连续,厌氧消化可以分为间歇厌氧消化与连续厌氧消化,间歇厌氧消化时,进出料不连续,但其出料的脱水滤液可部分回流循环处理;连续厌氧消化能够实现连续进料,提升单位时间的餐厨垃圾处理量,然而产甲烷效率不高。
依据厌氧消化中甲烷菌的适应温度不同可分为常温、中温(30~40℃)、高温(50~60℃)厌氧消化,其中常温厌氧消化不能杀灭病菌,在实践中较少采用;中温厌氧消化工艺成熟,能耗低,应用较多;高温厌氧消化的消化速度快,然而稳定性差。
餐厨垃圾厌氧消化实验分析
实验材料
餐厨垃圾和厨余垃圾均取自某餐厨垃圾中转站,厌氧接种物为某中温(35℃)厌氧消化罐的沼,该厌氧消化罐用于处理热水解污泥(158℃,0.6MPa,30min)和餐厨垃圾。
厌氧消化实验
厌氧反应器在35℃中温条件下运行,反应器中物料总重为20kg,挥发性固体含量(VS)均为5.1,接种物与原料的VS含量之比为4:1(干基质量比)。
厌氧反应原料有4种组合,分别是餐厨垃圾、餐厨垃圾中添加废纸(卫生纸)、厨余垃圾、厨余垃圾中添加废纸(卫生纸),其中餐厨垃圾和厨余垃圾都破碎成粒径约为3cm后加入厌氧反应器中,而废纸宽约9.5cm不进行处理,废纸的添加
量为反应器中物料干重的5,添加纸以期在厌氧消化前期为微生物提供载体,促进有机物降解和甲烷产生。
实验分析方法
气体样品中甲烷浓度采用气相色谱测定,沼气体积通过排水法测定(室温,0.1MPa)。
累计甲烷产量曲线采用修正后的Gompertz三参数模型分析。
评价脱水性能主要有5个常用指标:模化毛细吸水时间(NCST)和过滤比阻(SRF)可以表征沼渣脱水速率,而结合水含量(BW)含固率(TS)和离心后含固率(CTS)可以反映沼渣脱水程度。
本文对不同厌氧反应阶段产生沼渣的上述5个脱水指标都进行了测定。
模化CST为毛细吸水时间与沼渣浓度的比值,采用CST测定仪测定,单位为s·L·(gTS)-1,以消除物料固体浓度的影响。
SRF 采用布氏漏斗通过抽滤法测定。
结合水一般被定义为不能以机械手段去除的水分,物料的结合水含量采用抽滤法测定,当物料经真空抽滤后,剩余的水分为结合水;结果以抽滤后含水量与干基(TS)的比值表示。
沼渣的含固率(TS)、挥发性固体(VS)和离心后含固率采用APHA法测定,离心脱水条件为2000g下离心10min。
样品经冷冻干燥研磨后,采用元素分析仪测定其中碳(%)和氮(%)的元素含量。
实验结果
1、脱水性能评价
图2反映了厌氧反应器运行不同阶段获得沼渣的脱水性能。
图2 不同原料沼渣脱水性能指标随时间的变化
含固率,离心后含固率和结合水含量反映了沼渣脱水程度,而模化CST和过滤比阻则可以表征沼渣脱水速率。
综合以上分析结果,以餐厨垃圾为原料的沼渣在离心时间较长的条件下可以达到较高的脱水程度,但以厨余垃圾为原料的沼渣的脱水速率较快,而在原料中添加纸对沼渣脱水性能的影响不显著。
需要指出的是,在衡量物料脱水性能时,不同研究者选取的评价指标不尽相同,即使评价指标相同,也存在测试方法和参数选取的差异,使得不同研究文献中物料脱水性能的比较分析困难,这也是今后研究和评价物料脱水性能需要改进的地方。
脱水指标主成分分析
多元统计分析可以消除各类脱水性能表征指标的差异,消除少数样品由于不均匀取样或测试误差导致的或然性。
图3为沼渣5个脱水性能指标主成分分析结果。
图3 不同原料沼渣脱水性能指标的主成分分析结果
沼渣脱水性能的各指标在反应器运行期间波动较大(图2)为了进一步地了解两种生物质废物原料以及在原料中添加废纸对沼渣脱水性能产生的影响,通过上述主成分分析后可以发现,沼渣的脱水性能主要受厌氧反应时间的影响。
在实际生产中,生物质物料的停留时间通常根据有机物甲烷转化的最佳时间设定,其厌氧消化程度要求尽可能彻底,没有考虑物料停留时间对沼渣脱水性质的影响,忽视了沼渣的后续处理与处置。
但是,生物质废物的资源化利用需要全过程优化,而不仅仅是局部优化。
因此,在实际操作中为了改善沼渣的脱水性能,以利于沼渣的后续处理与处置,在设置适宜物料停留时间时需要将其对沼渣性质的影响纳入反应条件优化体系中。
从提高物料产气率和改善沼渣的脱水性能两方面综合考虑,以餐厨垃圾和厨余垃圾为原料的厌氧消化工艺物料停留时间应大于8d,但不宜超过30d。
脱水后的沼渣经过进一步的后续处理后,可以用于农作物肥料、土壤改良剂、花卉栽培以及吸附剂等,从而实现其资源化利用。
总之,基于餐厨垃圾和厨余垃圾两种生物质废物为原料的中温厌氧消化反应,得出沼渣的脱水性能受原料厌氧消化时间的影响最大。
在采用厌氧消化处理餐厨垃圾时,产生的沼渣、沼液可以用作有机肥等,实现了废物的综合利用,应用前景广阔,具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。
参考文献
[1]华云,王丽莉,张波.中国餐厨垃圾处理现状及主要处理技术应用情况[J].城市管理与科技,2009(02).
[2]贺雅静,白红娟.餐厨垃圾厌氧消化技术研究进展[J].山西化工,2012(01).。