稻秸、廚余垃圾人糞尿混合厭氧發(fā)酵技術(shù)研究.pdf

1、將稻秸、廚余垃圾和人糞尿作為沼氣池原料進行混合厭氧發(fā)酵,一方面解決了農(nóng)村環(huán)境污染問題,另一方面也產(chǎn)生了清潔能源沼氣,滿足了環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的雙重需要。本文以改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境為宗旨,開展了溫度對廚余垃圾和人糞尿混合液水解酸化的影響,稻秸、廚余垃圾和人糞尿混合發(fā)酵特性以及營養(yǎng)鹽對稻秸產(chǎn)氣效率促進作用的研究,為處理農(nóng)村固體廢棄物、保護農(nóng)村環(huán)境提供理論依據(jù)。
　　 將廚余垃圾和人糞尿按1:5(W/W)混合(以下稱生活污水),考察了4

2、個溫度條件(25℃、35℃、45℃、55℃)對生活污水水解酸化的影響。研究發(fā)現(xiàn),水解36h后,溫度越高,水解液中銨氮濃度越高,水解96h,55℃處理銨氮濃度達到1700mg/L;不同溫度條件下,水解酸化速率不同,揮發(fā)性有機酸(VFA)的產(chǎn)量也不同,45℃、55℃的VFA產(chǎn)生速率較快,24h便達到最高峰,分別為101.7mmol/L和78.5mmool/L,但VFA最大產(chǎn)量在35℃處理96h獲得,達到139.8mmol/L;35℃處理混合

3、液懸浮固體濃度(SS)降解率最高為30.44％,但對糞大腸菌群無滅殺作用,55℃溫度下糞大腸菌群去除率最高,達99%。以上結(jié)果表明,35℃是廚余垃圾和人糞尿混合液酸化水解的最佳溫度,但從環(huán)境衛(wèi)生角度考慮,要解決后續(xù)滅菌消毒的問題。
　　 在中溫(35℃)條件下,研究了稻秸中添加不同比例生活污水對厭氧發(fā)酵過程的影響。研究發(fā)現(xiàn),在稻秸固體濃度(TS)為16%的條件下,在發(fā)酵初期稻秸+620g生活污水和稻秸+310g生活污水出現(xiàn)酸抑制

4、現(xiàn)象,再次接種和調(diào)節(jié)pH后恢復(fù)產(chǎn)氣,在發(fā)酵過程中產(chǎn)氣不穩(wěn)定。稻秸+310g生活污水的混合原料產(chǎn)氣量最高,為377mL·g-1TS,分別比稻秸+620g生活污水和稻秸+310g生活污水提高了11.87%和24.42%。各試驗組在發(fā)酵啟動后甲烷含量均維持在50%上下?；旌习l(fā)酵促進了纖維素和半纖維素的轉(zhuǎn)化,稻秸+310g生活污水中稻秸的纖維素和半纖維素降解率最高,比稻秸+水提高了30.3%和27.8%。將稻秸與生活污水以合理比例進行混合發(fā)酵可

5、以提高混合原料產(chǎn)氣量和稻秸的轉(zhuǎn)化效率。
　　 在中溫(35℃)、稻秸TS為10%的條件下,以稻秸為固定相生活污水為流動相,考察了不同負荷的生活污水對稻秸厭氧發(fā)酵過程的影響。研究發(fā)現(xiàn),生活污水有機負荷從0.8 gCOD·L-1d-1到4.0 gCOD·L1d-1,稻秸厭氧發(fā)酵系統(tǒng)可以正常產(chǎn)氣,并且容積產(chǎn)氣效率大大提高,沼氣中甲烷含量也提高了10個百分點左右。與生活污水單獨厭氧處理效果相比,流經(jīng)稻秸厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的生活污水COD去除率

6、差異不大,均在80%以上,而N、P的去除均未表現(xiàn)出更好的效果。隨著有機負荷的提高大腸菌群的去除率逐漸下降,最低為86%。
　　 在室內(nèi)中溫(35℃)、總固體(TS)16%條件下,比較了三種營養(yǎng)鹽對于稻秸厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的促進作用。研究發(fā)現(xiàn),添加營養(yǎng)鹽可以加快稻秸產(chǎn)氣過程的啟動。以累積產(chǎn)氣量為指標,對稻秸產(chǎn)氣促進效果的大小依次為營養(yǎng)鹽Ⅰ＞營養(yǎng)鹽Ⅲ＞營養(yǎng)鹽Ⅱ,其中加營養(yǎng)鹽工的稻秸TS產(chǎn)氣量為351mL·g-1TS,比不加營養(yǎng)鹽的稻秸增加