餐廚垃圾碳源的有效回收與強(qiáng)化脫氮原理的研究.pdf

1、為解決城市污水處理中碳源不足導(dǎo)致脫氮效率低、以及餐廚垃圾處置困難的兩大問(wèn)題，本課題基于“以廢治廢”的理念，開(kāi)展了碳源有效回收利用的技術(shù)研究。在全面考察某校園餐廚垃圾理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，以提高碳源回收效率為目的，研究了餐廚垃圾短程自由發(fā)酵工藝，完成了操作條件的優(yōu)化，并分析了餐廚垃圾發(fā)酵液的有機(jī)組分構(gòu)成；通過(guò)批次反硝化實(shí)驗(yàn)對(duì)發(fā)酵液的反硝化性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，判明其具有與常用化學(xué)碳源相當(dāng)?shù)拿摰π?；針?duì)低碳氮比生活污水，開(kāi)展了SBR處理實(shí)驗(yàn)，比較了

2、餐廚垃圾發(fā)酵液與乙酸鈉作為補(bǔ)充碳源強(qiáng)化的脫氮作用，同時(shí)研究了不同碳源對(duì)生化系統(tǒng)中微生物代謝特性的影響，證明了發(fā)酵液是強(qiáng)化低碳氮比污水脫氮處理的優(yōu)質(zhì)復(fù)合碳源。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)與采樣分析，評(píng)價(jià)了校園餐廚垃圾理化性質(zhì)的穩(wěn)定性以及作為厭氧發(fā)酵基質(zhì)的可行性。校園餐廚垃圾有穩(wěn)定的組成特性以及豐富的有機(jī)物含量（TCOD=229.7 g/L），其中碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪是餐廚垃圾中為最主要的有機(jī)組分，含量分別為61.4％

3、，9.8%和9.2%；預(yù)測(cè)該校園餐廚垃圾的基質(zhì)降解潛能為173.1 mlH2/gVS和520 mlCH4/gVS。⑵短程自由發(fā)酵技術(shù)是在自由環(huán)境條件下對(duì)餐廚垃圾中的碳源進(jìn)行有效回收的一種工藝，該工藝同時(shí)完成了最大的溶解性碳源回收率和最小的生物氣損耗量。通過(guò)考察溫度和初始固體濃度對(duì)短程自由發(fā)酵過(guò)程中基質(zhì)降解和溶解性碳源產(chǎn)物的影響，結(jié)果表明在室溫和初始固體濃度為13%的操作條件下完成了最大的溶解性碳源產(chǎn)量67.7 gSCOD/L以及有機(jī)物轉(zhuǎn)

4、化率34.5%：水解率（37.5%）、酸化率（9.2%）和生物氣產(chǎn)率（15.6%）。短程自由發(fā)酵工藝對(duì)溶解性碳源產(chǎn)物的有效回收率為0.0376 gSCOD/gTCOD和0.096 gSCOD/g固體基質(zhì)，并且該溶解性碳源是由碳水化合物和乳酸為主、乙酸為輔的有機(jī)酸和其它復(fù)雜有機(jī)物共同構(gòu)成的復(fù)合有機(jī)體系。⑶通過(guò)批次反硝化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了短程自由發(fā)酵液的反硝化性能，結(jié)果表明發(fā)酵液的反硝化速率和反硝化能力分別為12.89 mgN/gVSS.h和0.1

5、74 gN/gCOD；發(fā)酵液包含的有機(jī)物中不僅乳酸和乙酸等小分子有機(jī)物可以被反硝化菌快速利用，而且以碳水化合物為主的大分子有機(jī)物也可以成為反硝化菌慢速利用的有效碳源；與葡萄糖和乙酸鈉這兩種常用化學(xué)碳源相比，發(fā)酵液表現(xiàn)出了與乙酸鈉相當(dāng)，但比葡萄糖更高效的反硝化性能。⑷通過(guò)SBR實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了發(fā)酵液作為低碳氮比生活污水的補(bǔ)充碳源對(duì)脫氮效率的強(qiáng)化效果，結(jié)果表明發(fā)酵液的補(bǔ)充使得系統(tǒng)的脫氮效率提高了25%，同樣的條件下乙酸鈉碳源的處理系統(tǒng)提高了20%