餐厨垃圾干发酵滚动式质热交换反应器设计与性能试验

为解决干式厌氧发酵传质传热效果差,易造成微生物生长代谢不均匀等问题,该研究设计一款反应器,利用罐体滚动代替搅拌,使底物自由混合,大幅度解决了干式发酵的阻碍。通过中温批次发酵验证反应器性能,并与搅拌式反应器进行对比,结果表明:滚动式反应器发酵过程中甲烷体积分数最高达74.89%;发酵前期挥发性脂肪酸有一定程度的积累,但在中期被迅速消耗,且未对产气和pH值造成明显影响;底物挥发性固体去除率高达68.74%,发酵体系稳定。微生物群落结构随着发酵进行,不同时期呈现动态变化,厚壁菌门(Firmicutes)是发酵体系中绝对的优势细菌门,最主要的古菌门是广古菌门(Euryarchaeota)。混合营养型的甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)伴随着发酵的推进成长为绝对优势甲烷菌属。     

不同粪便交替发酵对固定床厌氧反应器发酵性能的影响

为研究畜禽粪便厌氧发酵产沼气时,不同类型粪便的交替发酵对反应体系性能的影响,进行了牛粪和猪粪这两种最典型粪便的连续交替发酵实验。实验阶段,水力停留时间(HRT)为5天,第1~18天,进料为猪粪,COD先为5000 mg·L-1,后提高到10000 mg·L-1。第19~42天,交替进料为牛粪,COD先为10000 mg·L-1,后提高到15000 mg·L-1。结果表明,进料猪粪时的COD去除率为75%~88%,产气6~9 L·d-1,pH值波动范围大,增大负荷后,罐体容易酸化。而交替成牛粪后的COD去除率下降至60%,产气3~5 L·d-1,pH值经短暂缓冲后迅速恢复稳定在6.8~7.0,罐体耐负荷冲击能力较强,不易酸化。整个粪便交替过程中,产甲烷含量较高,CO2没有积累,菌群结构基本稳定,反应器运行正常,可通过提高负荷得到更高的甲烷产量。