生物质垃圾干法厌氧消化研究

研究与探讨ⅡM点环统生物质垴圾干法厌氧消化研究高鑫刘辉范兴广(中国城市建设研究院有限公司山东分院山东济南250101)摘要生物质垃圾作为城市生活垃圾最主要的组成部分,给传统的生活垃圾处理处置方式造成许多不利的影响。干法厌氧凭借其单位容积产气量高、需水量少、单位容积处理量大、消化后的沼渣不需脱水即可作为肥料等优点,成为生物质废弃物处理中比較热门的工艺,也是未来生物质废弃物处理处置的风向标田。在国内外对生物质干法厌氧消化研究的基础上,利用干法厌氧消化中试实验装置,进行了以生物质废弃物为原料,以厌氧污泥和猪粪为接种物的干法厌氧消化实验。实验中物料的含固率在20%左右,接种比例在26%左右温度控制在35左右。关键词生物质厌氧污泥猪粪干法厌氧消化中图分类号:S216文献标识码:A文章编号:1672-9064(2016)03013-021实验原料与理化性质1.1生物质垃圾本次实验的生物质垃圾来自于居民生活垃圾,人工分拣出垃圾中的塑料、纸类、玻璃金属和砖瓦陶瓷等难生物降解的部分,其他的生物质垃圾就作为本次实验的材料。参照《城市生活垃圾采样和物理分析方法》(CJ/T3039-95),对生物质垃圾进行理化特性分析,结果见表1和表2。表1生活垃圾组分分析分类厨余类橡塑类纸类纺织类玻璃类金属类组分/%79447.9110.680.541.090.34图1实验装置结构图的产气效率和产气质量23。考虑到实验材料的性质和实验表2生活垃圾指标测定的顺利启动,计划调节物料的含固率在20%左右。指标含水率干基可燃湿基可燃干基灰分湿基灰分容重/%/(tm3)3.2温度含量34.4990.7359.089.276.200.21温度对干法厌氧消化的影响非常明显,目前,中温和高温干法厌氧消化工艺使用都比较普遍,考虑到高温能耗大和此次实验采集的生活垃圾中,厨余类组分所占比例达到产气不稳定的问题,将其淘汰本实验采用中温厌氧消化794%,生物质组分很高但是垃圾中含有大量的树叶,导致工艺。总体含水率不高,只有3449%。综合各项指标可以看出,所3.3cN比取的实验材料很符合干法厌氧消化的要求。保证沼气量的最佳CN比在20-30之间。CN比较高1.2接种物时,系统中氮元素不足,影响微生物的活动;C/N比较低时,此次实验选取厌氧污泥和猪粪作为接种物厌氧污泥来含氮量过高有机物的分解又会受到抑制。此次实验将CN自于中粮集团的厌氧发酵罐,猪粪来源于附近的养殖场,两比控制在20左右。种物质的含水率分别为8450%和7680%。34接种物1.3垃圾滲滤液添加接种物的目的主要是加速厌氧消化系统的启动和垃圾渗滤液,特别是老龄渗滤液对系统的调节有很大的提高产气量,厌氧颗粒污泥和猪粪来源广泛,是理想的接种帮助,本次实验选用陈家冲垃圾填埋场的老龄渗滤液作为回物作为本次实验的接种物。灌调节剂,pH为886,氨氮为3625mg,COD为3598mgL。35接种量2实验装置接种物比例在20%-50%(质量分数,以TS计)可以达到实验装置由两个厌氧消化罐组成每个厌氧消化罐又由最好的产气效果卩9,此次实验的接种比例范围控制在20%~厌氧消化反应器、温度调节系统、沼气收集系统、沼液回收和30%。喷淋系统组成,实验装置结构图见图1。36沼液回流频率3实验参数的确定目前各缸北所卅的沼液回流频率不3.1含固率同,但普遍认中国煤化的沼液回流比可干法厌氧消化的含固率在20%-4%之间可以取得较好以达到理想效CNMHG次作者简介:高鑫(1988-),男,山东泰安人,华中科技大学硕士研究生毕业,环境工程专业,主要研究固体废物資源化,现就职于中国城市建设研究院有限公司山东分院,助理工程师。2016.NO3制源疝环境研究与探讨CN35-确定好实验参数后,就要开始进料,此次实验装置共有36000,结果1罐累计产甲烷量24382L,2"罐累计产甲烷量两个罐体,编号为1罐和2罐两个罐体最大的区别在于接21141L,产气效率理想。种物的不同,1·罐接种物只有厌氧活性污泥,2罐的接种物5结论为厌氧活性污泥和猪粪,两个罐体的物料投加情况见表3(1)实验结果证明,采用混合接种比采用单一接种效果表3进料垃圾的工艺参数好,混合接种物由于含有更加丰富的微生物种群,对于环境数含周率楼比例CN比混合物释3有机套负荷的适应能力更强,启动速度更快。(2)对于实验过程中出现的酸抑制现象,采用垃圾填埋1·罐21.5926.0421.568295104.29场老齡渗滤液回灌的方式进行调节,取得了良好的效果,不2罐21.2728.9419.43106.01但缓解了酸抑制现象,还起到了二次接种的作用。反应器的进样采用分层的方式进行,进完一层物料后进(3)实验过程中,采用渗滤液回灌的方式对物料进行搅行压实处理,再完成下一物料的进样依次进行,直到进料完拌,效果不明显,主要表现为产气效率不高。合理地选择搅拌成,两个罐体各含120kg生物质垃圾(TS)。方式,加大对物料的搅拌和混合可以提高产气效率。4结果分析参考文献此次生物质干法厌氧消化实验从产气开始到结束共经张波,张丽丽,徐剑波,等,城市生活垃圾的厌氧消化处理现状和研历了96天的时间,常规监测指标有日产气量沼气、CO2、O2、究进展中国沼气,2003(4)HS等的浓度2叶小梅,常志州有机因体废物干法厌氧发酵研究总教生态与农村4.1产气量分析环境学报,2008(2)厌氧消化前期,2罐的产气量明显高于1罐,这与接种3 Halewood MIndigenous and local knowledge in international law:apreface to sui generis intellectual property protection Applied Energy物的情况有关,1罐采用厌氧污泥作为接种物,菌群单一,22003,74(2)罐采用厌氧污泥和猪粪作为接种物,细菌种群丰富,对环境4钟志堂,朱虹有机固体废弃物干法厌氧发酵技术农业装备技术,适应能力强,受酸化抑制小,随着实验的进行酸抑制情况逐2010渐变小,两个罐体的有机物含量类似,产气量情况也大体相5莱芳,包先斌,王海洋等国内外干式厌氧发酵技札与工程现状中同国沼气,2013,(03)4.2甲烷含量对比分析6 Lutz P. New BEKON Biogas techology for fermentation in batch pro两个罐体产气中甲烷含量的变化情况非常相似,随着实cess. BEKON Engergy Technologies GmbH &Co 2010验的不断进行,甲烷含量不断升高,实验进行到30天左右7李超,户向阳,田云,等域市有机拉圾车库式千发酵技术可再生能时,甲烷含量达到60%以上此后数值较为稳定,最终甲烷含源,2012(1)8关伟,周晓铁生物质能利用技术-厌氧消化技术的研究新进展环量都达到了70%。说明原料和接种物的不同对所产沼气中甲境科学与管理,2009,(8)烷的含量影响不大。9陈杰城市有机废物厌氧消化技术研究进展科技创新与应用,20124.3累计产气量对比分析(25)理论研究表明Ikg有机垃圾(TS)大约可产燃气0.3m,10刘晓风,廖银聿,刘克鑫,等城市有机垃圾厌氧干发酵研究195两个罐体各含120kg生物质垃圾(TS),理论产甲烷量为和每,2015年全球太阳能光伏装机量增长34%美国绿色能源市场研究机构GTM公司初步数据显示,达到5900万kWh。2015年全球光伏装机容量较2014年增加了34%,截至年底我国碳排放权交易市场将启动中国将加快推进全国碳排放权交易市场建设,建立健全权交易市场。随着全国性碳排放相关领域以及碳捕捉服务或碳排放权初始分配制度,力争2017年全面启动全国碳排放碳汇的相关行业将获得巨大市场发展机会。全面禁止新增钢铁产能国家发展改革委、工业和信息化部、国资委日前联合召倒逼、企业主但H中国煤化工重点,依法依规的开化解钢铁产能工作部署电视电话会议,会议指出全面禁止原则,统筹处CNMH(三个方面主要任新增钢铁产能。通过依法依规退出、引导主动退出等方式切务实退出钢铁过剩产能,推动钢铁行业转型升级。要坚持市场2016NO3.