隨著我國飲食業的快速發展,每年產生大量的餐廚垃圾,僅北京市2008年餐廚垃圾日產量就達到了1600t[1]。由于餐廚垃圾具有含水率高,油脂、鹽分含量高,易生物降解、易腐爛、發出難聞的異味,營養豐富等特點[2],利用傳統的填埋法進行處理不僅會造成餐廚垃圾中營養價值的損失,而且容易產生惡臭、滲濾液等二次污染物;焚燒法處理餐廚垃圾由于投資大、尾氣排放受限制等難于廣泛應用[3]。而厭氧消化技術避免了填埋和焚燒的缺點,成為餐廚垃圾減量化、資源化、無害化的一種有效途徑[4]。
餐廚垃圾兩相厭氧消化過程中,水解酸化階段是限速步驟[5-6],能否為后續的甲烷化提供適宜和穩定的底物,對甲烷相的物質代謝速率乃至整個厭氧系統的高效穩定運行至關重要[7]。因此,國內外學者在餐廚垃圾兩相厭消化方面做了一些相關研究。Lim Seong-Jin等[8]認為韓國餐廚垃圾在HRT為8d、OLR為9gTS/(L?d)、pH為6.0、溫度為35℃時酸化效果最好。Park Yong Jin等[9]研究發現在高溫條件下當固體停留時間(SRT)>2d,OLR<146gCOD/(L?d)時,日本餐廚垃圾能取得較好的酸化效果。Carneiro T Forster等[10]研究發現在反應器TS為20%,其中接種物占30%的條件下啟動反應器,餐廚垃圾降解率和產氣量達到最大。張波等[5]和趙杰紅等[11]研究了pH和溫度對餐廚垃圾水解酸化過程的影響。
由于餐廚垃圾的組成因地域、飲食習慣、季節等不同而很大差異,而且我國不同地區之間的餐飲結構也都存在較大差異,不同國家和地區的研究人員得出不同的最優參數。為了更好地了解我國北方地區餐廚垃圾的厭氧消化性能,本試驗以北京地區的餐廚垃圾為研究對象,旨在探索其最優厭氧消化參數,為餐廚垃圾兩相厭氧消化工藝設計提供有利參考。
1材料與方法
1.1試驗材料
試驗所用原料來自北京化工大學食堂泔水池。經手工分揀后,打碎成漿狀,放于-20℃冰箱冷凍儲存待用。厭氧消化實驗所用接種物為北京小紅門污水處理廠中溫(35℃)厭氧消化污泥。試驗餐廚垃圾和接種污泥,其基本性質參見表1。
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