城市生物垃圾与畜禽粪便中温联合厌氧消化研究

摘要

国家“十一五”规划中明确指出，到2010年城市生活垃圾的处理率要达到60％，并大力推行垃圾分类。中德合作“城市可生物降解垃圾能源化与资源化利用研究项目-RRU-BMW”于2004年开始，至今五年的垃圾分类研究表明，沈阳市城市生活垃圾中生物垃圾的含量常年保持在80％；参加沈阳市源分类活动的小区居民的生物垃圾、剩余垃圾的收集量分别为1.4kg·c-1·w-1和0.225kg·c-1·w-1。参加分类活动的社区居民在分类活动中参与率的平均值由第一年的70％降低并维持在55％左右。
　　在城市生活垃圾源头分类基础上，通过序批式和连续式联合厌氧消化实验，探求城市生物垃圾与畜禽粪便的联合处理。鸡粪、牛粪、鸭粪与生物垃圾联合消化组分其产沼气潜能在0.42-0.48L·(gVS)-1，高于纯生物垃圾组分0.41L·(gVS)-1；而猪粪与生物垃圾联合消化组分的产沼气潜能在0.18-0.24L·(gVS)-1之间，这主要是因为猪粪本身产气潜能低，仅为0.13L·(gVS)-1。在序批式实验基础上，分别选择了生物垃圾与鸡粪、牛粪等比例在连续式厌氧反应器(CSTR)内进行实验研究，观察中试水平下的产气情况，并跟踪测量pH、氨氮、COD、挥发性脂肪酸、沼气甲烷含量等一系列指标。通过CSTR厌氧反应器，鸡粪、牛粪与生物垃圾等比例连续厌氧消化的结果可以看出，前者的HRT为14天，后者为12.5天，两者都能达到较高的沼气日产量和甲烷含量；确定氨氮为制约因子。
　　根据鸡粪、牛粪与城市生物垃圾联合厌氧消化序批式实验，建立了联合厌氧消化动力学模型，并应用Origin8.0软件进行非线性最小二乘法模拟，得到联合厌氧消化的动力学模拟曲线，所得相关系数均在0.95以上，可见所建立的模型与实际有较好的相似性。