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餐厨垃圾与污泥共发酵脱氮技术的研究

time:2015-12-23 16:01:25浏览次数:217 来源:http://www.dlhmhgj.cn

  餐厨垃圾与污泥是城市垃圾的重要组成部分,作为可再生资源,目前餐厨垃圾与城市污泥共发酵产甲烷成为国内外垃圾能源化利用的主要方法。氨氮浓度是抑制发酵效率的一个影响因素,在中温(37℃)厌氧条件下,以餐厨垃圾与污泥1∶1混合发酵,为提高发酵效率,进行发酵过程中脱氮研究;试验研究了发酵过程中氨氮的变化规律,确定发酵第15天为最佳脱氮时间;建立L16(45)正交设计,研究了吹脱时间、吹脱强度、pH值、絮凝剂(PAM)添加量对脱氮的影响。对正交试验结果进行分析,得出吹脱时间为10h、pH值为12、吹脱强度为20L/h、絮凝剂(PAM)投加量为2.5mg∕0.2L是最佳脱氮工艺条件。
  目前,餐厨垃圾的处理方式主要以资源化利用为导向,以饲料化、好氧堆肥和厌氧消化回收沼气等生物处理工艺为主。其中,厌氧消化技术不仅具有很高的废物处理效率,而且可以产生高肥效的有机物和沼气能源,成为目前研究的重点利用方法。
  在有机物的厌氧消化过程中,氨氮是非常重要的控制条件。虽然氨氮为微生物新陈代谢提供重要的氮源,而且在反应过程中能够中和厌氧消化产生的挥发性有机酸,对系统的pH具有缓冲作用,但若其浓度过高,将会影响微生物的活性。对于高含氮废物(餐厨垃圾)的厌氧消化产氢,尤其是高固体浓度的系统,随着反应的进行,蛋白质在代谢过程中生成的氨氮在反应器内会逐渐累积,从而对反应造成影响[6]。降低高浓度氨氮对发酵微生物的抑制作用将提高厌氧发酵工艺的效率。
  目前,国内关于通过在发酵过程中降低氨氮浓度以期提高发酵工艺效率的研究较少。在厌氧消化两阶段理论的基础上,提出新的二次发酵方法。依据氨氮浓度的变化,当氨氮浓度趋于最大值时定义为一级发酵,一级发酵物离心后对上清液采取脱氮处理;处理后的上清液与发酵底物混合进行二级发酵。因此,在发酵过程中选择合适的脱氮时间与脱氮方法,成为本课题的研究核心,探索氨氮在发酵过程中的变化规律,即以一级发酵时间及一级发酵的上清液作为脱氮的研究对象确定去除氨氮最佳发酵天数;采用正交试验方法,研究氨氮最佳去除条件;将脱氮后的上清液与发酵底物混合进行后期发酵,为餐厨垃圾与污泥厌氧消化产甲烷性能的优化提供一定借鉴。
 

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