厌氧消化的主要目的不仅在于稳定有机物,还在于产生甲烷气体。所有的反应器在运行期间产气组成中甲烷体积分数均高于60%,并且第一阶段中的甲烷比例要高于第二阶段。表4给出了在两个运行阶段下不同HRT下反应器稳态运行时的单位体积产气率(GPR,gas production rate)、单位体积甲烷产率(MPR,methane production rate)及产气中甲烷的组成情况,GPR和MPR都是随着HRT的缩短而提高的,同时甲烷在产气中的比例也随之下降,在相同HRT下,第二阶段产气量要高于第一阶段,但不能就此认为第二阶段产气性能优于第一阶段,因为首先第二阶段的进料有机负荷相对要高一些。为此我们对两个阶段的进料的单位VS甲烷产率(SMP,specific methane productions)和气体产率(SGP,specific gas productions)进行比较,可看出在进料相同的情况下,在不同HRT下SMP和SGP相差很小,而第二阶段中的进料的SGP和SMP要比第一阶段明显提高。两阶段的SMP分别在0.328~0.337L/g VS和0.426~0.435L/g VS之间。在文献[5]和[6]中是将污泥和垃圾在TS为1∶1的基础上混合后消化,所得到的SMP分别为0.365L/g VS和0.4L/g VS,本实验的结果相应要高一些,说明厨余垃圾的产气量高,很适合进行厌氧消化。
表3在各运行条件下系统出料的主要参数
表4各运行条件下反应器内产气情况
3结语
实验结果表明,污泥和厨余垃圾的混合厌氧消化是可行的,混合后随着垃圾比重的提高则C/N比值也提高从而促进了消化过程的进行。在整个实验过程中,进料有机负荷在1.4~4.1g/(L•d-1)VS,反应器pH值保持在7.2~7.6之间,碱度控制在3400~5000mg/L CaCO3之间,没有任何VFA积累和氨抑制现象发生。
对于两种混合进料来说,当污泥和垃圾VS之比为50%∶50%时,相应的系统稳定性要优于进料之比为75%∶25%。前者具有更大的缓冲能力,有机负荷有进一步提高的余地,即使HRT在9d的条件下系统也很稳定,使得消化池的容积更充分的利用。同时VS去除率和单位体积产气量也明显高于后者,VS去除率为58.6%~62.6%,SMP在0.426~0.435L/g VS之间。
参考文献:略