焚烧炉渣对餐厨垃圾两相厌氧消化的影响研究

摘要

由于城市土地资源有限，城市废物的新建处理设施趋向于集中化，有利于资源共享，并逐渐形成了环保产业园。在产业园中，餐厨垃圾处理厂的厌氧消化工艺容易产生酸化现象，影响了厌氧消化的稳定运行和效能提升；生活垃圾焚烧厂的焚烧炉渣产量大，但资源利用方向比较局限，主要在应用于建材方面。炉渣具有良好的碱性缓释性能，可以作为餐厨垃圾消化过程酸抑制的调节材料，增强系统的缓冲能力，提高产气量。　　本文主要研究添加生活垃圾焚烧炉渣后对餐厨垃圾两相厌氧消化工艺的影响，主要的研究内容为添加不同比例的炉渣对餐厨垃圾两相厌氧消化工艺中的产酸相产酸和产甲烷相产气的影响，并进一步研究了添加生活垃圾焚烧炉渣后，餐厨垃圾两相厌氧消化工艺的最适回流比和有机负荷。主要研究内容如下：（1）以生活垃圾焚烧炉渣作为添加剂，在一定的有机负荷下，研究了炉渣的不同添加比例（0、1%、2%、3%和5%）对餐厨垃圾两相厌氧消化工艺的产酸和产气的影响。（2）以餐厨垃圾为两相厌氧消化原料，添加相同比例的炉渣后，考察不同的回流比和有机负荷对两相厌氧消化工艺的影响，从而确定工艺的最适回流比和有机负荷。结果表明：　　1）添加焚烧炉渣可以提高产酸相的pH值，促进餐厨垃圾酸化，其促进效果随添加量的增加而提高，添加2%的炉渣，产酸相的VFA浓度为11257.51 mg/L，比空白处理（CK）提高了28.36%；在产甲烷相的有机负荷为6.38 gVS/(L·d)时，平均产气率为478.98 mL/g VS，比CK提高了32.60%。添加炉渣有助于提高产甲烷相的稳定性，出水经过固液分离后，沼液低于水溶肥料重金属的限量要求。　　2）在产酸相的有机负荷为11.33 g VS/(L·d)的条件下，产甲烷相的沼液回流至产酸相可以提高产酸相的pH值，促进餐厨垃圾酸化，回流比50%处理的VFA平均浓度为14967.64 mg/L比不回流时提高了40.74%；当产甲烷相处于高有机负荷条件下（8.50 g VS/(L·d)），回流沼液可以显著提高产甲烷相的负荷产气量，且回流比50%的处理平均负荷产气量为486.14 mL/g VS，比不回流处理分别提高了29.84%；在沼液不回流的情况下，产甲烷相的最适有机负荷（OLR）为6.38 g VS/(L·d)时，在回流比为50%的条件下，产甲烷相的有机负荷可以提高至8.50 g VS/(L·d)，此时系统可以稳定的运行。　　综上所述，将焚烧炉渣用作餐厨垃圾两相厌氧消化工艺的添加剂，不仅促进了产酸相的酸化效果，而且提高了产甲烷相的产气量，还为生活垃圾焚烧厂的炉渣提供了新的处理思路，具有很好的经济效益和环境效益。

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