完全混合式有機(jī)固體廢物厭氧消化過(guò)程研究.pdf

1、厭氧發(fā)酵法是利用自然微生物或接種微生物在缺氧條件下，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳與甲烷氣的一種方法，具有能耗小、剩余污泥少，可回收能源的優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)有機(jī)固體廢物處理的方向之一。本論文依托重慶市2004年院士基金課題—“有機(jī)固體廢物厭氧成氣條件的優(yōu)化控制”，針對(duì)有機(jī)固體廢物完全混合厭氧消化過(guò)程進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。 ① 通過(guò)收集、查閱大量國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)資料，對(duì)厭氧法處理有機(jī)固體廢物的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀，有機(jī)固廢物厭氧消化的機(jī)理及影響因素進(jìn)行了比

2、較系統(tǒng)而又全面的概括和總結(jié)。 ② 自行設(shè)計(jì)、研制了兩種有機(jī)固體廢物厭氧發(fā)酵裝置，一種是完全混合式厭氧發(fā)酵自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)為MADACE），第二種是對(duì)比性厭氧發(fā)酵簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置。MADACE的主要特點(diǎn)有：1）T、pH及ORP在線式、全過(guò)程監(jiān)測(cè)；2）發(fā)酵罐采用導(dǎo)熱油作為熱媒，具有良好的加熱功能；3）發(fā)酵罐具有良好的保溫效能，冬季中溫發(fā)酵每天減補(bǔ)熱量可達(dá)70％；4）自動(dòng)加熱、自動(dòng)控溫；5）具有過(guò)壓及過(guò)溫保護(hù)裝置；第六，開(kāi)發(fā)的自動(dòng)

3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，界面友好，適用性強(qiáng)。 ③ 在表示有機(jī)固廢厭氧消化進(jìn)程的三個(gè)指標(biāo)（COD、TS、VS）中， VS是最好的指標(biāo)。VS在整個(gè)厭氧消化過(guò)程中呈下降的趨勢(shì)，同時(shí)，VS的變化是連續(xù)的，由此，可以用一元多項(xiàng)式和指數(shù)函數(shù)模型來(lái)預(yù)測(cè)有機(jī)固廢厭氧消化過(guò)程中VS的變化，其公式分別為 、 。。 ④ 適宜的接種物有利于細(xì)菌和微生物的生長(zhǎng)，使產(chǎn)氣加快，但如過(guò)多，可能影響厭氧消化的進(jìn)行。 ⑤ 利用MADACE厭氧消化，環(huán)境

4、溫度一般高于罐內(nèi)溫度2~4℃，而且相對(duì)環(huán)境溫度的變化，罐內(nèi)溫度具有相對(duì)的穩(wěn)定性。在有機(jī)固體廢物厭氧發(fā)酵的過(guò)程中，pH值先降低，進(jìn)入“酸化階段”，然后又緩慢上升，逐步進(jìn)入產(chǎn)甲烷階段。氧化還原電位（ORP）在開(kāi)始發(fā)酵后，降低很快，10天左右的時(shí)間即可降到-500mv左右。 ⑥ 固含量低的較容易實(shí)現(xiàn)發(fā)酵，固含量高時(shí)則較容易酸化且破壞實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行；發(fā)酵時(shí)固含量在20％～30％為宜，超過(guò)此范圍一般條件下難以實(shí)現(xiàn)高固含量的穩(wěn)定運(yùn)行，但在

5、經(jīng)過(guò)特殊處理時(shí)，高固體含量不僅可以順利實(shí)現(xiàn)發(fā)酵的正常運(yùn)行，還可以提高污染物降解的效果；此外，營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)微生物的需求特別是難發(fā)酵原料是非常關(guān)鍵的，結(jié)果表明C/N在20～30時(shí)發(fā)酵效果最好。 ⑦ 預(yù)處理對(duì)有機(jī)固廢的厭氧發(fā)酵來(lái)說(shuō)是必要的。采用不同濃度的NaOH溶液對(duì)稻草進(jìn)行浸泡預(yù)處理，稻草厭氧消化的氣體產(chǎn)量提高了38.4％~119.2％，VS的去除率從38.3％提高到51.1％。經(jīng)過(guò)機(jī)械切碎處理，隨著粒度從50mm減小到20mm和1

6、0mm，產(chǎn)氣量分別提高了37.5％和47.4％，VS的去除率從30.6％分別提高到40.2％和39.3％；采用研磨處理的稻草，與同粒度下只經(jīng)切碎處理的稻草相比，其產(chǎn)氣量提高了55.9％，VS去除率由40.2％提高到49.6％。此外，有機(jī)固體廢物厭氧發(fā)酵需要攪拌，每天攪拌兩次其性?xún)r(jià)比最高。 ⑧ 可以用VS消化率表示有機(jī)固廢的消化率。利用MADACE進(jìn)行的有機(jī)固體廢厭氧消化實(shí)驗(yàn)，其VS消化率與通過(guò)排水集氣法計(jì)算的沼氣產(chǎn)氣率相差較大