校园生活垃圾分类收集调查及垃圾的厌氧发酵处理

文章通过问卷调查、采样测试等方法,对某高校校园生活垃圾的特性、处理现状与大学生环保意识进行了研究,并核算了基于生活垃圾分类收集的沼气潜能,以期为高校生活垃圾的分类收集和资源化利用提供一定的理论支持和技术指导。研究表明:该高校学生人均生活垃圾产量介于0.068~0.186 kg·d-1之间,平均为0.104 kg·d-1;主要组分包括厨余类、纸类、橡塑类,占校园生活垃圾总量的88%左右;宿舍楼垃圾容重介于43.5~92.6 kg·m-3之间,平均为57.2 kg·m-3。问卷调查统计结果显示,高校学生对垃圾分类的意愿相对较高,达到88.4%,但是对生活垃圾特性的认识度不高,仅为32.2%;综合高校学生垃圾分类意愿,垃圾分类技术可行性、经济可行性和社会可行性等因素,文章设计了生活垃圾在学生宿舍源头按厨余类、洁净纸类、橡塑类及其他进行分类收集的模式,改进了宿舍楼所需垃圾桶的设置;将厨余作为原料进行厌氧发酵,可得到3650 m3·a-1的沼气,获得68.47万元的经济净现值,实现校园生活垃圾减量化和资源化。     

进料负荷对中试规模餐厨和果蔬混合厌氧消化的影响

餐厨和果蔬垃圾作为城市生活垃圾的主体,产量巨大,其高含水率的特点给传统的垃圾处理方法带来极大压力。中试规模下将餐厨和果蔬垃圾按质量比8∶5混合后进行两相厌氧消化研究。在产甲烷相有机负荷为1,2,3 kgVS·m-3d-1时,系统pH值始终维持在7.0~7.3之间,产气性能良好,负荷产气量和VS去除率分别为0.97,0.78,0.72 m3·kg-1VS和84%,87%,83%。当产甲烷相负荷升至4 kgVS·m-3d-1时,由于进入产甲烷相的有机酸含量迅速增加,造成了有机酸的积累,pH值降至6.8以下,系统产气性能受到抑制,负荷产气量和VS去除率分别降至0.51 m3·kg-1VS和76%。研究发现:中试规模下,餐厨和果蔬混合厌氧消化在低负荷下可有效避免有机酸的积累,得到较高的沼气产量;高负荷下系统稳定性被破坏,导致沼气产量大幅降低。     

城市生活垃圾特性及其厌氧消化产甲烷潜能研究

文章以城市生活垃圾为原料,对比分析城市生活垃圾快速好氧发酵预处理前后理化特性的变化,并通过批式厌氧消化实验对预处理前后的厌氧消化产甲烷潜能进行了对比研究。结果表明,经过快速好氧发酵预处理,城市生活垃圾pH值升至7.86,C/N下降至30~35,碱度出现明显增加,易降解有机物部分降解,难降解有机物的百分含量增加。厌氧消化阶段,未处理和预处理城市生活垃圾中有机物单位VS累积产甲烷量分别为265.0~301.6 mL·g-1VS和308.3~358.4 mL·g-1VS,预处理垃圾单位VS累积产甲烷量比未处理高16.34%~18.83%;未处理和预处理城市生活垃圾中有机物VS去除率分别为75.87%~81.19%和81.28%~88.00%,预处理垃圾VS去除率比未处理高5.41%~6.81%。     

常温条件下猪粪干发酵的启动

在室温(25℃),接种污泥和猪粪干物质比为1∶1的条件下,对高固体浓度猪粪厌氧干发酵过程的启动进行了研究.从第10天开始,挥发酸,氨氮和游离氨达到相对稳定的水平,分别为7.5,4.1,0.28 g·kg-1.整个实验期间反应器内pH为8.05 ～8.23.产气速率从第7天开始达到相对稳定水平(58.1 L· d-1),此时的池容产气率为0.83 m3·m-3d-1,但是温度降低4℃导致产气速率降低35.5％左右.产气成分中CO2和CH4的含量在36小时内出现一个快速增长的趋势,其中CO2在第36小时左右达到峰值56.3％,此时CH4的含量为40.5％.CH4含量第20天左右达到60％,CO2含量低于40％.试验表明,在25℃左右,接种污泥和猪粪干物质比为1∶1的条件下,20天左右能够启动猪粪厌氧干发酵反应器.     

作物秸秆厢式厌氧消化反应器设计及试验研究

目前,以作物秸秆为原料的沼气工程中存在预处理能耗高、料液分层结壳、混合不均匀、出料困难等问题.该研究采用了自行设计的厢式厌氧消化反应器(CADR),测定了玉米秸秆在中温条件下的沼气产量、甲烷含量以及pH的变化情况.结果表明:玉米秸秆未经C/N调节,只经过简单切割和沼液浸泡两步预处理,即可进行有效的厌氧消化,30 d后进人满负荷运行阶段的产气量为19.94 L·d-1,原料TS产气率为0.495 m3· kg-1,比常规粉碎批式厌氧消化产气率提高了30.75％,pH稳定在6.5 ～7.2之间.采用CADR处理玉米秸秆,启动快速、运行稳定、产气率高.     

接种率对农村有机生活垃圾厌氧发酵的影响

文章以农村有机生活垃圾为原料,采取中温(35℃±1℃)的条件进行批式厌氧发酵实验。实验采用了两个不同发酵浓度(原料TS含量4.32%,5.18%)和5个不同接种率(接种物TS含量4.55%,6.26%,6.88%,8%,9.13%)的不同组合。实验结果表明:在原料TS含量为5.18%及接种物TS含量为6.88%(接种率为135%)的条件下,甲烷产量最高,原料产甲烷潜力为0.18 L·g~(-1) TS·d~(-1),农村有机生活垃圾产甲烷量随接种率的提高呈现先升后降的趋势。同时通过定期测定发酵液的电导率发现,在该厌氧发酵正常的情况下,电导率范围在8~10m S·cm~(-1)之间。     

果蔬废物CSTR-ASBR强化酸化分相厌氧消化产气性能研究

采用CSTR-ASBR强化酸化分相工艺对果蔬废物厌氧消化产气性能进行研究.通过先将果蔬废物榨汁,果蔬渣水解酸化后再进入到甲烷相,果蔬汁直接进行甲烷化的方式,实现强化酸化与分相厌氧消化.结果表明:采用此种厌氧消化方式,可以使酸化相稳定运行的最高负荷达到16 gVS·L-1d-1,将酸化相的末端产物均换算成乙酸后,负荷产酸率平均在800 mg·gVS-1d-1以上,并形成稳定的乙醇发酵类型.甲烷相的有机负荷可从1 gVS·L-1d-1上升到5.5 gVS·L-1d-1,负荷产气率平均在500 mL·gVS-1 d-以上,CH4含量稳定在55％～60％之间.甲烷相运行的最优负荷为4 gVS·L-1d-1,负荷产气率与VS去除率分别可达557 mL·gVS-1d-1和83％,且系统稳定性能良好.     

生活垃圾与餐厨垃圾厌氧消化产气潜能的研究

文章选取固废物生活垃圾与餐厨垃圾中有机垃圾作为研究对象,进行中温批量厌氧消化对照试验。结果表明:生活垃圾与餐厨垃圾原料产气潜能分别为19.36 L·kg~(-1),42.1 L·kg~(-1)。实验中,生活垃圾与餐厨垃圾分别经过67,82天的厌氧消化,得出生活垃圾原料的TS和VS产气率分别为131.54 L·kg~(-1)TS和260.66 L·kg~(-1)VS,餐厨垃圾组TS和VS产气率分别为237.56 L·kg~(-1)TS和405.56 L·kg~(-1)VS。     

渗滤液与菜场生物质垃圾厌氧消化研究

在CSTR系统下采用逐渐提高有机负荷的半连续进料方式,研究中温(35℃)条件下渗滤液与菜场生物质垃圾混合厌氧消化的规律和性能。研究表明,试验在有机负荷条件下,以垃圾填埋场渗滤液为培养液的CSTR厌氧消化系统能顺利的进入甲烷化阶段,两种不同物料填料下,甲烷产率均稳定。当有机负荷提升到1.25 gVS·L-1d-1时,系统出现了最大日产气量、最大日产甲烷量和最大单位产甲烷率,其中以菜场生物质垃圾为物料的VS分别为6.25 L·g-1,4.58 L·g-1和0.62 L·g-1;以菜场生物质垃圾与渗滤液按7∶3比例混合填料的VS分别为6.10L·g-1,4.15 L·g-1和0.67 L·g-1。1.25 gVS·L-1d-1有机负荷时,产气性能更佳。     

针对复杂物料的生活垃圾干式厌氧搅拌系统研究

搅拌是干式厌氧消化工艺中的关键设备,影响到整个系统成败的关键。文章首先对干式厌氧搅拌设备进行了模拟计算,搅拌轴的机械性能安全系数达到6.35,厌氧罐内的不同位置的流速在0.01 m·s~(-1)~0.6 m·s~(-1)之间,完全满足工程项目设计要求;并以北京沼气工程为例介绍了城市生活垃圾干式厌氧处理示范项目,处理规模50t·d~(-1),温度55℃,物料浓度28.6%,单位进罐垃圾的产气量达到93.65 Nm~3·t~(-1),甲烷含量在51.5%~64.3%之间,因此,干式厌氧搅拌设备的开发具有十分重要意义,有力地促进了干式厌氧技术在生活垃圾处理中的应用和发展。