技术详细介绍
提高城市有机垃圾混合厌氧消化定向水解酸化效果的方法
技术简介
城市有机垃圾是指人类生产生活过程中产生的源自生物质的含水率高的固体废物。具体如餐厨垃圾是指居民日常生活以外餐饮服务，单位供食等活动中产生的剩菜垃圾，俗称泔水；果蔬垃圾是指食品加工过程中剔除的果皮蔬菜剩余物以及水果蔬菜包装、运输和销售过程中产生的生物质废物。北京市人均日产生垃圾 0.82公斤，全市日产垃圾 1.15万吨，餐厨和果蔬垃圾约 1050吨和 1000吨。在我国，垃圾处理的办法主要有焚烧、填埋和堆肥。餐厨果蔬垃圾含水率高，不宜焚烧处理，填埋产生大量渗滤液难处理，堆肥将大量耗能在曝气，也难获得高质的堆肥。餐厨垃圾具有易腐烂，高含水，营养物质丰富的特点，还含有大量微量元素，适合培养厌氧细菌；果蔬垃圾挥发性固体含量高，易生物降解，糖类半纤维素含量高。单一餐厨和果蔬垃圾的处理需要分别投资建设厌氧消化设备和场地，耗资占地，系统缓冲能力低，运行负荷低，产气性能难提升。可将两种垃圾按一定比例混合，提高原料各组分的平衡性，采用厌氧消化技术，改善系统缓冲能力和产气性能。但由于餐厨果蔬等生物质垃易腐败而酸化，厌氧消化效率不高，从而采用两相厌氧消化技术。而两相厌氧消化中酸化阶段是限速步骤，其酸化效率和酸化类型直接影响甲烷化效果，进而影响甲烷产率，而乙醇和乙酸通过厌氧发酵较快转化成甲烷，控制定向产乙醇和乙酸是酸化的关键。目前研究酸化的主要集中在单独生物质原料，不加入接种泥自然酸化方面，酸化产物不定向，因此本技术提出的多原料混合方法可促进营养元素的均衡、控制酸化条件、利用协同作用改善酸化效果，该方法可以提高城市有机垃圾混合生物质原料在两相厌氧酸化阶段的水解酸化效果，解决两相厌氧消化中酸化率低，酸化不定向的问题，通过控制条件使酸化产物得以控制，定向生产乙醇和乙酸，从而为工程实践和提高后续甲烷化产气性能提供数据依据。本技术目的在于提供一种提高厌氧酸化阶段定向水解酸化效果的方法，使进入甲烷相 的有机酸浓度最大化，酸成分中乙醇和乙酸含量提高，利于甲烷化进程，从而显著提高沼 气的产率。
本技术的优势在于：
1）本实验研究采用了污水处理厂的污泥，原料采用厨余和果蔬垃圾混合，营养均衡，从而培养了酸化菌，呈现乙醇和乙酸的含量随时间变化的趋势，定向酸化后 VFA成分中乙醇和乙酸总含量可超过 90%，最高到达 98%。
2）本研究的单位 VS产酸率高于 36.9%，高于文献研究最佳结果的 24%。
3）本研究的单位 VS产乙醇和乙酸总产率达到 36.9%，高于文献研究最佳效果 26%，且其他酸成分不超过 2%。