餐廚垃圾與脫水污泥聯(lián)合厭氧消化產甲烷實驗研究.pdf

1、餐廚垃圾和城市污水處理廠脫水污泥都是城市固體垃圾的重要組成部分，且產生量逐年增加。餐廚垃圾含水率高(75％～95％)、油脂含量也高(粗脂肪占餐廚垃圾干燥物的21.82％)，收集、運輸和處理難度大，且易腐爛發(fā)臭、滋生病原菌，對周邊環(huán)境和地下水造成污染，造成疾病的傳播。餐廚垃圾有機質含量高，含氮、磷、鈣等營養(yǎng)元素，資源化回收再利用價值高。城市脫水污泥含水率很高（85％左右），容易腐爛產生臭味，含有大量病原菌和寄生蟲卵，另一方面工業(yè)廢水污泥還

2、含有鉻、汞等重金屬和一些難降解的有毒有害物質，如不合理處置，會對地下水和土壤等造成二次污染。由此可見，開發(fā)經濟高效的餐廚垃圾資源化技術是當前急需解決的任務。
　　厭氧消化技術是指在厭氧（無氧）條件下，利用厭氧微生物將復雜的大分子有機物轉化成甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等簡單化合物的過程，是將有機廢棄物轉化為可利用資源的一種處理技術。由于餐廚垃圾有機質含量高且易降解，具有高產甲烷潛能，但由于水解酸化階段快，容易造成有機酸積累，導致

3、系統(tǒng)pH值下降，抑制產甲烷菌的活性，系統(tǒng)的穩(wěn)定性能差。而脫水污泥有機質多為難降解性物質，水解酸化階段是限速階段，進入產甲烷階段慢，又因為碳氮比較低，易形成氨抑制作用，所以脫水污泥厭氧消化時甲烷產率較低。兩者聯(lián)合厭氧消化以期望有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和產氣性能。
　　本論文選取食堂餐廚垃圾和城市污水處理廠脫水污泥為處理對象，接種污泥為污泥處理廠厭氧消化污泥，餐廚垃圾與城市脫水污泥按不同VS比例混合，采用半連續(xù)式進料方式進行中溫厭氧消化，反

4、應溫度為37℃，振動頻率為150 rpm。將餐廚垃圾與城市脫水污泥按VS混合比例分別為1∶0，0∶1，3∶1，1∶1，1∶3進行聯(lián)合厭氧消化。首先系統(tǒng)研究厭氧消化的性能，具體參數(shù)包括:產氣性能、有機酸濃度、TS/VS、熱值等。然后采用TG/DTG和FTIR技術表征厭氧穩(wěn)定化過程，并考查厭氧消化殘渣的熱解和燃燒特性。取得了以下幾方面的結論:
　　(1)隨著混合基質中餐廚垃圾所占比例增大，消化系統(tǒng)的產氣速率和甲烷產率隨之增大，所產氣體

5、中甲烷的含量降低。向污泥厭氧消化系統(tǒng)中添加餐廚垃圾可以在保持消化反應器體積不變的前提下，大幅提高有機負荷和單位體積反應器產氣量。
　　(2)有機降解率隨混合基質中餐廚垃圾所占比例的增加而呈增大趨勢，餐廚垃圾與脫水污泥混合比例為1∶0、3∶1、1∶1、1∶3和0∶1時VS去除率分別為76.47％、58.63％、47.96％、31.25％和19.49％。
　　(3)消化系統(tǒng)內VFA含量、氨氮濃度都隨餐廚垃圾所占比例的增加而下降，