污泥負(fù)荷對(duì)餐廚垃圾厭氧消化穩(wěn)定性的影響.pdf

1、餐廚垃圾含水率高且富含易降解有機(jī)質(zhì)，使其具有易腐敗變質(zhì)的特性，同時(shí)也蘊(yùn)藏著巨大的資源和能源潛力。因此，將其從城市生活垃圾中分離出來(lái)單獨(dú)收運(yùn)并回收利用成為近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。在諸多的餐廚垃圾處理技術(shù)中，厭氧消化以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為首選技術(shù)。然而，餐廚垃圾的易降解及高油、高蛋白、高鹽含量的特點(diǎn)，加上厭氧消化系統(tǒng)中的微生物對(duì)過(guò)程擾動(dòng)較為敏感，使得餐廚垃圾厭氧消化易出現(xiàn)過(guò)程失穩(wěn)的問(wèn)題。有機(jī)負(fù)荷（OLR）被認(rèn)為是影響厭氧消化過(guò)程穩(wěn)定性的重要參數(shù)，在實(shí)

2、際工程應(yīng)用中，通常采用較低的 OLR，以容積利用損失和經(jīng)濟(jì)利益為代價(jià)來(lái)防止過(guò)程失穩(wěn)。而目前的諸多研究中對(duì)于餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)的最佳有機(jī)負(fù)荷卻差異較大。究其原因，除了提負(fù)荷方式等影響外，還在于傳統(tǒng)容積負(fù)荷只與底物和反應(yīng)器有效容積相關(guān)，不涉及厭氧消化的主體——微生物，對(duì)于不同的厭氧消化系統(tǒng)，微生物量的不同可能直接導(dǎo)致其最終能承受的負(fù)荷不同。因此，本研究主要從三個(gè)方面入手開(kāi)展研究，第一，驗(yàn)證反應(yīng)器性能及過(guò)程穩(wěn)定性與微生物濃度相關(guān)；第二，探討

3、在此基礎(chǔ)上提出的新指標(biāo)污泥負(fù)荷對(duì)過(guò)程穩(wěn)定性的表征是否具有更好的效果；第三，揭示污泥負(fù)荷對(duì)反應(yīng)器性能和過(guò)程穩(wěn)定性的影響。以期為餐廚垃圾厭氧消化運(yùn)行參數(shù)的選擇提供新的思路。通過(guò)批次和半連續(xù)式試驗(yàn)，得到如下結(jié)果：
　?、倥魏桶脒B續(xù)式試驗(yàn)中，反應(yīng)器性能和過(guò)程穩(wěn)定性均與污泥濃度緊密相關(guān)，各項(xiàng)參數(shù)的變化與污泥負(fù)荷的變化一致，污泥負(fù)荷作為表征指標(biāo)較OLR更優(yōu)。
　?、谠谡麄€(gè)批次試驗(yàn)中，污泥負(fù)荷（S/I比值）變化范圍從0.33gVS·g-

4、1VSS到6gVS·g-1VSS。當(dāng)S/I<2gVS·g-1VSS時(shí)，各試驗(yàn)組均未出現(xiàn)任何酸化抑制。隨著S/I增加到2和3gVS·g-1VSS時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)不同程度的酸化抑制，其產(chǎn)甲烷性能和過(guò)程穩(wěn)定性與具體的OLR和污泥濃度有關(guān)，由此見(jiàn)可，S/I處于臨界值、系統(tǒng)處于酸化過(guò)渡期時(shí)，其對(duì)系統(tǒng)性能和過(guò)程穩(wěn)定性的表征并不一致。當(dāng)S/I>3gVS·g-1VSS時(shí)，系統(tǒng)均出現(xiàn)嚴(yán)重酸化抑制，甲烷產(chǎn)率顯著下降，SMA顯著增加，此時(shí)的S/I比值已屬于超負(fù)荷

5、的范圍。
　?、墼谡麄€(gè)半連續(xù)式試驗(yàn)期間，污泥負(fù)荷的變化范圍較小，在0.0906-0.129 gVS·g-1VSS·d-1之間。在試驗(yàn)的第一階段，污泥洗脫致使污泥負(fù)荷從0.0906 gVS·g-1VSS·d-1逐漸增加到0.1128 gVS·g-1VSS·d-1，各項(xiàng)指標(biāo)顯示系統(tǒng)瀕臨失穩(wěn)。階段二和階段三的污泥負(fù)荷分別穩(wěn)定在0.097±0.001和0.126±0.002 gVS·g-1VSS·d-1，系統(tǒng)均穩(wěn)定高效產(chǎn)甲烷，只是階段三中