餐厨垃圾特性和厌氧消化处理技术

第][[]秦文娟。餐厨垃圾厌氧消化的实验研究[D].西南交通大学。2021，12]。[]秦文娟。餐厨垃圾厌氧消化的实验研究[D].西南交通大学。2021，12在实际应用过程中，厌氧消化技术又有很多种方法。根据废物中有机固体的浓度大小可分为干法厌氧消化和湿法厌氧消化。根据反响级数可分为，单相厌氧消化和两相厌氧消化。根据运行的连续性，厌氧消化技术可分为连续厌氧消化和间歇厌氧消化。根据厌氧消化过程甲烷菌的适应温度范围可分为常温，中温〔30-40℃〕，高温(50-60℃)消化工艺。各种厌氧消化工艺的比照分别列表如下[[[]王星，王德汉。餐厨垃圾的厌氧消解技术现状分析[J].中国沼气，2006，24〔2〕：35-39表1-3厌氧消化处理有机垃圾的优缺点优点缺点工艺稳定，对水分要求不严格反响器内生物量启动时间长。减少补充N,P的费用对碱度要求高，必要时需补充一定量碱。回收甲烷，节省外能源量输入低温下动力学速率低。生态环境友好，沼渣，沼液可做有机肥低浓度有机质处理能量不平衡。可降解好氧过程中不可降解物质尾气污染水处理过程中减少剩余污泥处理费用甲烷菌对环境条件敏感表1-4干法厌氧消化和湿法厌氧消化优缺点比照干法厌氧消化湿法厌氧消化物料浓度为20-40%，高于60%加水稀释物料浓度需用水稀释低于15%有机负荷率高，产气效率高产气率易受到氨氮，盐分抑制处理能力大处理能力低设备昂贵，设备效率高设备本钱相对低物料浓度高易受中毒物质和传质影响预处理复杂表1-4单相厌氧消化和两相厌氧消化优缺点比照单相厌氧消化技术两相厌氧消化技术投资少，运行维护简单投资多，运行维护复杂产酸菌和甲烷菌会相互影响产酸菌和甲烷菌提供各种生存环境挥发有机酸积累抑制甲烷产气反响器有机负荷高，产气效率高表1-5连续厌氧消化和间歇厌氧消化优缺点比照连续厌氧消化技术间歇厌氧消化技术连续进料间歇加料无法实现各阶段最正确反响条件渗透液回流循环或后处理难实现较高的产甲烷效率用水淋垃圾，进料浓度为30-40%表1-6常温中温高温厌氧消化优缺点比照常温厌氧消化中温厌氧消化高温厌氧消化常温30-40℃50-60应用较少实际应用较多，工艺成熟消化速度快，反响时间短能耗低较低能耗，较高处理能力处理负荷高，反响容积小不能杀灭病菌对温度变化适应性强有机废物降解和病原菌杀灭率高过程稳定稳定性好NH3浓度高毒性抑制强，稳定性差3．餐厨垃圾的联合消化联合消化是通过厌氧消化同时处理两种或多种有机废物。餐厨垃圾混合城市生活垃圾厌氧消化是处理餐厨垃圾的一种突破传统处理的方式。大量研究说明，混合消化与餐厨垃圾的单独消化相比，具有不可比较的优势：可以在消化物料间建立一种良性互补。主要表达在以下几个方面[[]Sosnowskip,WiecczorekA,[]Sosnowskip,WiecczorekA,LedakowiczS.Anaerobicco-digestionofsewagesludgeandorganicfractionofmunicipalsolidwaster.AdvancesinEnvironmentalResearch,2003,7:609-616国内外开展现状联合消化技术在丹麦、瑞典有广泛的应用[[]徐清艳，徐剑波。城市生活垃圾的厌氧消化处理[J].闽江学院学报。2007,28(2):93-97]。城市生活垃圾与污泥联合消化最初由Cecchi和Traverso在1986年提出，在应用中取得较好的效果，实现了垃圾的减量化。伍珂[[]]进展了市政污泥与食品废弃物混合发酵产酸的研究，结果说明：市政污泥与食品废弃物都是高资源化价值的固体废弃物，两者混合发酵产酸可以提高目标产物VFA浓度，提高底物有机质的降解率与转化率，增强污泥产酸工业化可行性。PatFalletta等[[]AlexanderProracki,PatFalletta,PeterSeto.etal.Biohydrogenproductionbyanaerobicco-digestionofmunicipalfoodwasteandsewagesludges[J].InternationalJournalofHydrocenEnercy.2021,33,3651–3659]进展了餐厨垃圾和污泥共混厌氧消化产氢的研究，研究说明餐厨垃圾、初沉污泥和活性污泥在生物制氢方面存在碳水化合物和总氮，总磷和一些金属元素等互补的性质。餐厨垃圾具有低的PH缓冲能力，而初沉污泥和活性污泥具有相对较高的PH指缓冲能力。厌氧消化毒性研究，这些原料的对产氢没有毒性抑制。餐厨垃圾和污泥的混合消化相对于单独消化显著的提高了产氢性能。在不同的混合比例中，发现餐厨垃圾与污泥1:1的比例是最正确产氢的比例。混合消化使得氢的产量增加了112ml/gVS。等[[]P.Sosnowski,A.Wieczorek,S.Ledakowicz。Anaerobicco-digestionofsewagesludgeandorganicfractionofmunicipalsolidwastes[J].AdvancesinEnvironmentalResearch2003(7):609–616]介绍了活性污泥和城市有机废物混合发酵产甲烷试验。通过分析发酵过程的沼气含量和产气量,pH值、总悬浮和挥发性固体、污泥的元素含量(C、H、N、S),接种有机废物量，总有机碳、总碱度、挥发性脂肪酸含量的指标变化。结果说明，混合发酵dm3/gVSSadd。在元素分析中发现污泥中的N含量明显比城市有机废物高，而碳含量那么相反，这可能是混合发酵有利于提高甲烷产量的原因。Sang-HyounKim等[[]Sang-HyounKim,Sun-KeeHan,Hang-SikShin.Feasibilityofbiohydrogenproductionbyanaerobicco-digestionoffoodwasteandsewagesludge[J].InternationalJournalofHydrogenEnergy.2004,29:1607–1616]研究了食物垃圾和污水污泥混合厌氧发酵生物制氢理论的可行性。发现食品垃圾和污水污泥的混合比例为87:13时产氢能力最大，到达122.9mL/g。说明食品垃圾作为主要基质，污泥作为辅助的基质的共混发酵产氢的效率高。Brinkman[[[]徐清艳，徐剑波。城市生活垃圾的厌氧消化处理[J].闽江学院学报。2007,28(2):93-97[][]AlexanderProracki,PatFalletta,PeterSeto.etal.Biohydrogenproductionbyanaerobicco-digestionofmunicipalfoodwasteandsewagesludges[J].InternationalJournalofHydrocenEnercy.2021,33,3651–3659[]P.Sosnowski,A.Wieczorek,S.Ledakowicz。Anaerobicco-digestionofsewagesludgeandorganicfractionofmunicipalsolidwastes[J].AdvancesinEnvironmentalResearch2003(7):609–616[]Sang-HyounKim,Sun-KeeHan,Hang-SikShin.Feasibilityofbiohydrogenproductionbyanaerobicco-digestionoffoodwasteandsewagesludge[J].InternationalJournalofHydrogenEnergy.2004,29:1607–1616[]BrinkmanJ．Anaerobicdigestionofmixedwasteslurriesfromkitchens，slaughterhousesandmeatprocessingindustries[c]//Mata-AlvarezJ，TilcheA，CecchiF．Proceedingsofthesecondinternationalsymposiumonanaerobicdigestionofsolidwastes.Spain：Barcelona：GrMaiqucs，1999．[]GriffinME，McMahonKD，MackicRI．Mcthanogcnicpopulation．dynamicsduringstart-upofanaerobicdigesterstreatingmR-nicipalsolid-wasteandbiosolids．Biotechnol[J].Bioeng,1998,57(3):342-355．餐厨垃圾的厌氧消化处理技术能实现减量化，无害化和资源化目的。从文献报道可知，中温厌氧发酵对于产气和系统稳定性优于高温厌氧发酵。两相厌氧发酵产气效率优于一相厌氧发酵方法。但是因为一相法投资少，运行操作简单，目前工业上应用较多的还是一相法。提高餐厨垃圾分类收集，逐步实现餐厨垃圾的分类和标准化管理，将是加大餐厨垃圾资源化处理的必要途径。现在，随着城市固体废弃物处理技术的不断深入开展，同时餐厨垃圾量不断的增加，人们对餐厨垃