生物質(zhì)垃圾干法厭氧消化研究

研究與探討ⅡM點(diǎn)環(huán)統生物質(zhì)垴圾干法厭氧消化研究高鑫劉輝范興廣(中國城市建設研究院有限公司山東分院山東濟南250101)摘要生物質(zhì)垃圾作為城市生活垃圾最主要的組成部分,給傳統的生活垃圾處理處置方式造成許多不利的影響。干法厭氧憑借其單位容積產(chǎn)氣量高、需水量少、單位容積處理量大、消化后的沼渣不需脫水即可作為肥料等優(yōu)點(diǎn),成為生物質(zhì)廢棄物處理中比較熱門(mén)的工藝,也是未來(lái)生物質(zhì)廢棄物處理處置的風(fēng)向標田。在國內外對生物質(zhì)干法厭氧消化研究的基礎上,利用干法厭氧消化中試實(shí)驗裝置,進(jìn)行了以生物質(zhì)廢棄物為原料,以厭氧污泥和豬糞為接種物的干法厭氧消化實(shí)驗。實(shí)驗中物料的含固率在20%左右,接種比例在26%左右溫度控制在35左右。關(guān)鍵詞生物質(zhì)厭氧污泥豬糞干法厭氧消化中圖分類(lèi)號:S216文獻標識碼:A文章編號:1672-9064(2016)03013-021實(shí)驗原料與理化性質(zhì)1.1生物質(zhì)垃圾本次實(shí)驗的生物質(zhì)垃圾來(lái)自于居民生活垃圾,人工分揀出垃圾中的塑料、紙類(lèi)、玻璃金屬和磚瓦陶瓷等難生物降解的部分,其他的生物質(zhì)垃圾就作為本次實(shí)驗的材料。參照《城市生活垃圾采樣和物理分析方法》(CJ/T3039-95),對生物質(zhì)垃圾進(jìn)行理化特性分析,結果見(jiàn)表1和表2。表1生活垃圾組分分析分類(lèi)廚余類(lèi)橡塑類(lèi)紙類(lèi)紡織類(lèi)玻璃類(lèi)金屬類(lèi)組分/%79447.9110.680.541.090.34圖1實(shí)驗裝置結構圖的產(chǎn)氣效率和產(chǎn)氣質(zhì)量23?？紤]到實(shí)驗材料的性質(zhì)和實(shí)驗表2生活垃圾指標測定的順利啟動(dòng),計劃調節物料的含固率在20%左右。指標含水率干基可燃濕基可燃干基灰分濕基灰分容重/%/(tm3)3.2溫度含量34.4990.7359.089.276.200.21溫度對干法厭氧消化的影響非常明顯,目前,中溫和高溫干法厭氧消化工藝使用都比較普遍,考慮到高溫能耗大和此次實(shí)驗采集的生活垃圾中,廚余類(lèi)組分所占比例達到產(chǎn)氣不穩定的問(wèn)題,將其淘汰本實(shí)驗采用中溫厭氧消化794%,生物質(zhì)組分很高但是垃圾中含有大量的樹(shù)葉,導致工藝?？傮w含水率不高,只有3449%。綜合各項指標可以看出,所3.3cN比取的實(shí)驗材料很符合干法厭氧消化的要求。保證沼氣量的最佳CN比在20-30之間。CN比較高1.2接種物時(shí),系統中氮元素不足,影響微生物的活動(dòng);C/N比較低時(shí),此次實(shí)驗選取厭氧污泥和豬糞作為接種物厭氧污泥來(lái)含氮量過(guò)高有機物的分解又會(huì )受到抑制。此次實(shí)驗將CN自于中糧集團的厭氧發(fā)酵罐,豬糞來(lái)源于附近的養殖場(chǎng),兩比控制在20左右。種物質(zhì)的含水率分別為8450%和7680%。34接種物1.3垃圾滲濾液添加接種物的目的主要是加速厭氧消化系統的啟動(dòng)和垃圾滲濾液,特別是老齡滲濾液對系統的調節有很大的提高產(chǎn)氣量,厭氧顆粒污泥和豬糞來(lái)源廣泛,是理想的接種幫助,本次實(shí)驗選用陳家沖垃圾填埋場(chǎng)的老齡滲濾液作為回物作為本次實(shí)驗的接種物。灌調節劑,pH為886,氨氮為3625mg,COD為3598mgL。35接種量2實(shí)驗裝置接種物比例在20%-50%(質(zhì)量分數,以TS計)可以達到實(shí)驗裝置由兩個(gè)厭氧消化罐組成每個(gè)厭氧消化罐又由最好的產(chǎn)氣效果卩9,此次實(shí)驗的接種比例范圍控制在20%~厭氧消化反應器、溫度調節系統、沼氣收集系統、沼液回收和30%。噴淋系統組成,實(shí)驗裝置結構圖見(jiàn)圖1。36沼液回流頻率3實(shí)驗參數的確定目前各缸北所卅的沼液回流頻率不3.1含固率同,但普遍認中國煤化的沼液回流比可干法厭氧消化的含固率在20%-4%之間可以取得較好以達到理想效CNMHG次作者簡(jiǎn)介:高鑫(1988-),男,山東泰安人,華中科技大學(xué)碩士研究生畢業(yè),環(huán)境工程專(zhuān)業(yè),主要研究固體廢物資源化,現就職于中國城市建設研究院有限公司山東分院,助理工程師。2016.NO3制源疝環(huán)境研究與探討CN35-確定好實(shí)驗參數后,就要開(kāi)始進(jìn)料,此次實(shí)驗裝置共有36000,結果1罐累計產(chǎn)甲烷量24382L,2"罐累計產(chǎn)甲烷量?jì)蓚€(gè)罐體,編號為1罐和2罐兩個(gè)罐體最大的區別在于接21141L,產(chǎn)氣效率理想。種物的不同,1·罐接種物只有厭氧活性污泥,2罐的接種物5結論為厭氧活性污泥和豬糞,兩個(gè)罐體的物料投加情況見(jiàn)表3(1)實(shí)驗結果證明,采用混合接種比采用單一接種效果表3進(jìn)料垃圾的工藝參數好,混合接種物由于含有更加豐富的微生物種群,對于環(huán)境數含周率樓比例CN比混合物釋3有機套負荷的適應能力更強,啟動(dòng)速度更快。(2)對于實(shí)驗過(guò)程中出現的酸抑制現象,采用垃圾填埋1·罐21.5926.0421.568295104.29場(chǎng)老齡滲濾液回灌的方式進(jìn)行調節,取得了良好的效果,不2罐21.2728.9419.43106.01但緩解了酸抑制現象,還起到了二次接種的作用。反應器的進(jìn)樣采用分層的方式進(jìn)行,進(jìn)完一層物料后進(jìn)(3)實(shí)驗過(guò)程中,采用滲濾液回灌的方式對物料進(jìn)行攪行壓實(shí)處理,再完成下一物料的進(jìn)樣依次進(jìn)行,直到進(jìn)料完拌,效果不明顯,主要表現為產(chǎn)氣效率不高。合理地選擇攪拌成,兩個(gè)罐體各含120kg生物質(zhì)垃圾(TS)。方式,加大對物料的攪拌和混合可以提高產(chǎn)氣效率。4結果分析參考文獻此次生物質(zhì)干法厭氧消化實(shí)驗從產(chǎn)氣開(kāi)始到結束共經(jīng)張波,張麗麗,徐劍波,等,城市生活垃圾的厭氧消化處理現狀和研歷了96天的時(shí)間,常規監測指標有日產(chǎn)氣量沼氣、CO2、O2、究進(jìn)展中國沼氣,2003(4)HS等的濃度2葉小梅,常志州有機因體廢物干法厭氧發(fā)酵研究總教生態(tài)與農村4.1產(chǎn)氣量分析環(huán)境學(xué)報,2008(2)厭氧消化前期,2罐的產(chǎn)氣量明顯高于1罐,這與接種3 Halewood MIndigenous and local knowledge in international law:apreface to sui generis intellectual property protection Applied Energy物的情況有關(guān),1罐采用厭氧污泥作為接種物,菌群?jiǎn)我?22003,74(2)罐采用厭氧污泥和豬糞作為接種物,細菌種群豐富,對環(huán)境4鐘志堂,朱虹有機固體廢棄物干法厭氧發(fā)酵技術(shù)農業(yè)裝備技術(shù),適應能力強,受酸化抑制小,隨著(zhù)實(shí)驗的進(jìn)行酸抑制情況逐2010漸變小,兩個(gè)罐體的有機物含量類(lèi)似,產(chǎn)氣量情況也大體相5萊芳,包先斌,王海洋等國內外干式厭氧發(fā)酵技札與工程現狀中同國沼氣,2013,(03)4.2甲烷含量對比分析6 Lutz P. New BEKON Biogas techology for fermentation in batch pro兩個(gè)罐體產(chǎn)氣中甲烷含量的變化情況非常相似,隨著(zhù)實(shí)cess. BEKON Engergy Technologies GmbH &Co 2010驗的不斷進(jìn)行,甲烷含量不斷升高,實(shí)驗進(jìn)行到30天左右7李超,戶(hù)向陽(yáng),田云,等域市有機拉圾車(chē)庫式千發(fā)酵技術(shù)可再生能時(shí),甲烷含量達到60%以上此后數值較為穩定,最終甲烷含源,2012(1)8關(guān)偉,周曉鐵生物質(zhì)能利用技術(shù)-厭氧消化技術(shù)的研究新進(jìn)展環(huán)量都達到了70%。說(shuō)明原料和接種物的不同對所產(chǎn)沼氣中甲境科學(xué)與管理,2009,(8)烷的含量影響不大。9陳杰城市有機廢物厭氧消化技術(shù)研究進(jìn)展科技創(chuàng )新與應用,20124.3累計產(chǎn)氣量對比分析(25)理論研究表明Ikg有機垃圾(TS)大約可產(chǎn)燃氣0.3m,10劉曉風(fēng),廖銀聿,劉克鑫,等城市有機垃圾厭氧干發(fā)酵研究195兩個(gè)罐體各含120kg生物質(zhì)垃圾(TS),理論產(chǎn)甲烷量為和每,2015年全球太陽(yáng)能光伏裝機量增長(cháng)34%美國綠色能源市場(chǎng)研究機構GTM公司初步數據顯示,達到5900萬(wàn)kWh。2015年全球光伏裝機容量較2014年增加了34%,截至年底我國碳排放權交易市場(chǎng)將啟動(dòng)中國將加快推進(jìn)全國碳排放權交易市場(chǎng)建設,建立健全權交易市場(chǎng)。隨著(zhù)全國性碳排放相關(guān)領(lǐng)域以及碳捕捉服務(wù)或碳排放權初始分配制度,力爭2017年全面啟動(dòng)全國碳排放碳匯的相關(guān)行業(yè)將獲得巨大市場(chǎng)發(fā)展機會(huì )。全面禁止新增鋼鐵產(chǎn)能?chē)野l(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、國資委日前聯(lián)合召倒逼、企業(yè)主但H中國煤化工重點(diǎn),依法依規的開(kāi)化解鋼鐵產(chǎn)能工作部署電視電話(huà)會(huì )議,會(huì )議指出全面禁止原則,統籌處CNMH(三個(gè)方面主要任新增鋼鐵產(chǎn)能。通過(guò)依法依規退出、引導主動(dòng)退出等方式切務(wù)實(shí)退出鋼鐵過(guò)剩產(chǎn)能,推動(dòng)鋼鐵行業(yè)轉型升級。要堅持市場(chǎng)2016NO3.