- 相關(guān)推薦
生活垃圾處理的厭氧反應(yīng)器調(diào)試探究論文
我國的城市生活垃圾的主要處理方式是填埋、焚燒和堆肥。由于城市周邊的土地日益緊張,生活垃圾的填埋處理已不宜再采用。而隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),禁止生活垃圾直接焚燒的呼聲也越來越高,正在運(yùn)行的生活垃圾焚燒廠也因?yàn)槔鵁嶂挡桓摺⒗锪喜痪鶆虻葐栴},導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用偏高。由于肥料的品質(zhì)和市場問題,生活垃圾的堆肥處理技術(shù)的應(yīng)用也受到了限制。
生活垃圾的厭氧處理技術(shù)是一種較新的垃圾資源回收技術(shù),屬于垃圾的綜合處理方式,在國外已經(jīng)有近20年的研究和應(yīng)用,在2000年,歐洲的有機(jī)垃圾量有1037000噸,其中的1/4是采用厭氧方法處理,如法國VALORGA工藝、日內(nèi)瓦的 DRANCO工藝和德國的MBT工藝等有多個(gè)工程應(yīng)用的實(shí)例。國內(nèi)也進(jìn)行了較多的垃圾厭氧處理的基礎(chǔ)性研究,中科院成都生物研究所、清華大學(xué)對中國生活垃圾厭氧處理的可行性進(jìn)行了研究。同濟(jì)大學(xué)對生活垃圾的預(yù)處理分選技術(shù)進(jìn)行了研究。昆明理工大學(xué)對城市生活垃圾厭氧消化的關(guān)鍵因子等影響因素進(jìn)行了研究。但是,國內(nèi)很少有采用厭氧消化技術(shù)成功處理生活垃圾的工程實(shí)例。
生活垃圾資源化利用技術(shù)是一種新型的垃圾綜合處理方式,采用該技術(shù)將生活垃圾中含水率高生物易降解的漿液進(jìn)行厭氧消化產(chǎn)生沼氣,高熱值物料作為生物質(zhì)燃料利用,塑料和金屬回收,惰性物填埋處理。
本試驗(yàn)的研究對象是生活垃圾經(jīng)過破碎、淋濾等預(yù)處理后的有機(jī)漿液,對其進(jìn)行厭氧消化的調(diào)試研究,獲取工藝參數(shù)、測定在啟動(dòng)中揮發(fā)酸、堿度、氨氮及沼氣中甲烷含量的變化,為實(shí)際工程提供指導(dǎo)。
1 試驗(yàn)材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 生活垃圾和接種污泥
本試驗(yàn)的生活垃圾取自常州市生活垃圾填埋場的綜合生活垃圾,給出了垃圾的濕重組分情況:本試驗(yàn)接種污泥取自常州市某污水處理廠污泥,去掉污泥中的大塊雜質(zhì),淘洗后,將約10m3污泥泵送入25 m3厭氧反應(yīng)器,接種污泥SS = 60.2 g/L、VSS = 36.0 g/L,VSS / SS = 0.6。
1.1.2 試驗(yàn)裝置
本試驗(yàn)裝置示意圖,主要包括進(jìn)水泵、厭氧反應(yīng)器、回流泵、水封罐、流量計(jì)、蒸汽發(fā)生器等。厭氧反應(yīng)器直徑 3.0 m,有效容積25 m3,填料層占有效容積 30%,采用PE 膜條填料。反應(yīng)器部分出水回流,反應(yīng)器上升流速為 0.7 m/h。厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過水封罐穩(wěn)壓后進(jìn)入流量計(jì)計(jì)量,最終的沼氣經(jīng)過火炬燃燒。本次厭氧試驗(yàn)采用35℃中溫厭氧,所需的熱量由蒸汽發(fā)生器供給,蒸汽閥門通過溫度控制自動(dòng)開啟。反應(yīng)器出水口設(shè)有 pH 和溫度等在線監(jiān)測裝置。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 調(diào)試方法
本試驗(yàn)采用同步啟動(dòng)即直接用漿液進(jìn)行接種污泥的馴化、培養(yǎng),由于前處理產(chǎn)生漿液的COD濃度較高,為了保障厭氧反應(yīng)器的正常啟動(dòng),減少進(jìn)水COD對調(diào)試初期微生物增殖的沖擊,在厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)中進(jìn)水 COD的濃度自5000mg/L逐漸增加到60000 mg/L。
啟動(dòng)的初始階段,負(fù)荷控制在OLR = 0.5 kgCOD/(m3·d),進(jìn)水COD自5 000 mg/L逐漸增加,初期采用間歇進(jìn)水的方式進(jìn)行污泥的馴化。當(dāng)出水 VFA 降至400 mg/L左右,出水pH保持在7.0左右時(shí),認(rèn)為接種污泥已適應(yīng)試驗(yàn)用水,種泥馴化階段完成。在負(fù)荷提高階段,隨著COD負(fù)荷的增大當(dāng)COD去除率達(dá) 85%以上時(shí),出水VFA降至400mg/L左右,出水 pH 保持在7.0左右,各負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行3~5天, 繼續(xù)提高0.3~0.5KgCOD/(m3·d)的負(fù)荷。由于進(jìn)水受前處理實(shí)際排水的COD值影響,在實(shí)際的調(diào)試中,COD負(fù)荷呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢。
1.2.2 分析方法
試驗(yàn)中測試指標(biāo)和測定方法如下:COD、VFA、NH3-N和TN采用HACH 試劑比色法;堿度采用滴定法(默克試劑盒);CH4和CO2成分采用紅外測定法(北斗星氣體分析儀);SS采用濾膜法;pH采用筆式pH計(jì)測定法。
2 結(jié)果與討論
2.1 有機(jī)漿液的性質(zhì)
生活垃圾經(jīng)過破碎后進(jìn)入淋濾反應(yīng)器,垃圾在淋濾反應(yīng)器中停留2~3天,每天淋濾出的漿液經(jīng)過1 mm細(xì)格柵的截留后的液相經(jīng)過稀釋后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器,有機(jī)漿液的具體水質(zhì)指標(biāo)。根據(jù)設(shè)定的厭氧反應(yīng)器的負(fù)荷,將漿液稀釋到合適的COD后泵入?yún)捬醴磻?yīng)器。
2.2 COD去除率的變化
啟動(dòng)中進(jìn)水COD及COD的去除率的變化情況,可以看出在種泥馴化階段(1~40天),OLR保持0.5 kgCOD/(m3·d),在前28天里,COD的去除率呈緩慢上升趨勢,在29~40天內(nèi),COD去除率由35%迅速增加到83%,且沒有受進(jìn)水濃度波動(dòng)的影響,這是因?yàn)轳Z化期是微生物適應(yīng)水質(zhì)的過程,生活垃圾漿液中含有蛋白質(zhì)、淀粉、油脂等,要馴化出處理這些底物的微生物需要較長時(shí)間,因而在啟動(dòng)初期有一段時(shí)間COD去除率在10 %以下,隨著微生物種類變多及對水質(zhì)的適應(yīng),去除率逐漸上升。在OLR保持0.5 kgCOD/(m3·d)的負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行5天,去除率保持在85%左右。在負(fù)荷提高階段(46~105天),OLR 由0.5 kgCOD/(m3·d)增加到6.5 kgCOD/(m3·d),去除率都保持在85%左右,而當(dāng) OLR= 7.0kgCOD/(m3·d)時(shí),去除率達(dá)到80%。
反應(yīng)器運(yùn)行的106~120天,是反應(yīng)器保持OLR = 7.0 kgCOD/(m3·d)下的穩(wěn)定運(yùn)行階段,由圖可見COD去除率基本保持在80%左右。
2.3 產(chǎn)氣特性
2.3.1 產(chǎn)氣率的變化
啟動(dòng)中產(chǎn)氣率與容積負(fù)荷的關(guān)系,可以看出在啟動(dòng)初期,容積負(fù)荷在 0.5kgCOD/(m3·d)時(shí),產(chǎn)氣率在 0.15~0.51m3/kgCOD 間較大范圍內(nèi)波動(dòng),從第1~15天,產(chǎn)氣率基本保持在 0.1 m3/kg COD 左右,而從16天~34天產(chǎn)氣率有一較快的增長階段,產(chǎn)氣率達(dá)到在0.5 m3/kg COD。
此后,在提高負(fù)荷階段和穩(wěn)定運(yùn)行階段,產(chǎn)氣率則保持在 0.45~0.55m3/kg COD,在這兩個(gè)階段中,產(chǎn)氣率呈現(xiàn)一定程度的波動(dòng),這是由于負(fù)荷在持續(xù)的提高過程中,微生物在不斷的增殖,中間會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)器中的產(chǎn)甲烷菌不足以及時(shí)的將產(chǎn)生酸進(jìn)行消化的情況。
【生活垃圾處理的厭氧反應(yīng)器調(diào)試探究論文】相關(guān)文章：
新型廢水厭氧處理工藝--內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器04-28
新型厭氧反應(yīng)器--USSB的啟動(dòng)研究04-30
旋流內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器中厭氧顆粒污泥特性研究04-26
厭氧復(fù)合床反應(yīng)器處理生活污水的試驗(yàn)研究04-25
厭氧序批式反應(yīng)器的特征與應(yīng)用04-28
厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動(dòng)方法的研究04-30
厭氧序批式反應(yīng)器的特征與應(yīng)用04-28
升流式厭氧污泥床反應(yīng)器處理生活污水的研究04-30