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水解酸化是餐厨垃圾和菜场垃圾厌氧消化过程的限速步骤,通过对物料进行预处理可以提高固体废物的水解酸化效率,促进厌氧消化。并且厌氧消化的起始TS值对单位体积反应器COD的溶出量与固体废物的降解效率有影响。此外,对厌氧消化液进行循环能够加速固体废物的水解酸化。目前,如何快速地让餐厨垃圾与菜场垃圾水解酸化,提高厌氧消化的处理效率,以及确定厌氧消化过程中起始TS与厌氧消化液的循环量等问题成为研究热点。
本论文主要从以下两方面开展工作:(1)用电解食盐水生成的酸性电解水与碱性电解水代替化学酸、碱对餐厨垃圾和菜场垃圾进行预处理,研究其对餐厨垃圾与菜场垃圾水解酸化过程的影响;(2)确定预处理后的餐厨垃圾厌氧消化过程中最佳的TS和最适宜的厌氧消化液循环量。具体结果如下:
1.碱性电解水对餐厨垃圾进行预处理能获得较高的COD与VFA,COD浓度较用酸性电解水预处理增加了13.5%-75.6%,VFA浓度则增加了46.5%-303%。碱性电解水对餐厨垃圾的预处理优于酸性电解水。
2.酸性电解水对菜场垃圾进行预处理能获得较高的COD与VFA,COD浓度较碱性电解水预处理增加了20.0%-57.9%,VFA浓度增加了16.5%-34.8%。酸性电解水对菜场垃圾的预处理优于碱性电解水。
3.在厌氧消化液循环量为10%的条件下,研究3种不同的起始TS,对碱性电解水预处理后的餐厨垃圾厌氧消化的影响。研究发现提高起始TS,可以增加单位体积反应器COD的溶出量,引起上流式厌氧污泥床进水COD浓度的增大,,对上流式厌氧污泥床造成冲击,导致系统产气量减少。与起始TS10%和20%两个处理相比,起始TS15%的处理具有较高的运行效率,整个过程的累积产气量为1.93L,均高于其余两个处理。
4.在初始TS为15%的条件下,厌氧消化液循环量为10%的处理效率明显优于其余两个处理,累积产气量为1.93L。研究发现厌氧消化液的循环能有效地降低固体流化床中发酵产物的累积。随着厌氧消化液循环量的增加,固体流化床出水中发酵产物浓度降低,而上流式厌氧污泥床中COD与VFA的去除率降低。
5.在不调节pH的条件下,碱性电解水预处理后的餐厨垃圾厌氧消化最佳条件为:起始TS15%,厌氧消化液循环量10%。