PDF《污泥与秸秆共基质中温两相厌氧消化特性》

20 gML?置于4℃冰箱中待用?使用前?需将污泥置于室温中以 缩小其与试验装置的温差. 秸秆特性:秸秆含水率为9? 2% ?w(CODCr ) 为表1污泥初始性质 Table1 Characteristics of sewage sludge used in the tests pH ρM(gML) ρM(mgML) TS1) VS MLSS CODCr NH4 + ~N VFA 6? 5±0?

5 27? 9±2?

0 16? 5±2?

0 22? 0±3?

0 17? 0±3?

0 70? 0±20?

0 150? 0±30?

0 注: n = 25. 1) TS 为总固体.

1 170 mgMg?CMN 约为

60 ∶1. 试验所用的玉米秸秆来 自河南郑州田地?将秸秆剪成直径为

2 ~

3 mm 的段 状?常温保存. 经粉碎预处理后?不但能够破坏秸秆 外表面上的蜡质层?而且可使玉米秸秆与微生物充分 接触?加快其厌氧消化的反应效率. 1?

2 试验装置 污泥与秸秆共基质两相厌氧消化试验在自制的 发酵装置中进行?试验装置主要由消化罐、缓冲罐、蠕 动泵、温度控制仪、机械搅拌器、U 型管、采气管、取液 管和密封夹构成. 消化罐为两个不锈钢密封罐?1#罐 作为产酸相?体积为

5 L?有效容积为 4?

5 L?2#罐作 为产甲烷相?体积为

20 L?有效容积为

15 L. 罐体表 面附有棉花和锡箔纸?作为保温层. 罐体上方有产气 口与 U 型管相连?利用排水法可测得产气量?原始污 泥与玉米秸秆混合液用蠕动泵从 1#罐上方进样口泵 入?发酵污泥由下方出料口靠静压排出?由缓冲罐收 集?为了保证缓冲罐的厌氧条件?提前对其进行加热 处理或充入氮气. 缓冲液收集到的产酸相发酵液随 即作为进料由蠕动泵从 2#罐上方进样口泵入?处理 后的发酵液由下方出料口靠静压排出. 反应器留有 药品投加口?可以投加 HCl、NaOH 等药剂?以保证产 酸菌和产甲烷菌分别在两罐中的适宜生存条件. 罐 体侧面有上、中、下3个取样口?底部有排泥管?采气 管和取液管可以收集气相和液相样品?同时保证试验 在厌氧条件下进行. 在罐体内部设有自动搅拌装置? 可自行调节转速?以实现污泥的混合搅拌?维持正常 厌氧消化的进行?另外配有自动控温装置?保证厌氧 消化的温度恒定. 两个罐体的温度设置为(35±2)℃ (中温). 上述过程的流程图如图

1 所示. 1?

3 试验方法

5 0

9 环境科学研究第32 卷图1两相厌氧消化工艺流程 Fig.1 The configuration of two~phase anaerobic digestion 1? 3?

1 两相厌氧消化工艺的启动 该研究采用一次投加法进行启动?接种污泥为实 验室厌氧消化罐的发酵污泥. 即将接种的发酵污泥 一次性投加至产酸相和产甲烷相?达到有效容积的设 计液面?然后按

1 ℃ Mh 的速率进行加温?直至达到最 终设定的消化温度. 达到预定温度后?开启搅拌装 置?保证反应器内部的基质充分混合?每日投加初始 污泥. 按照两相分离方法分别调整产酸菌和产甲烷 菌的生存环境(如pH、SRT、温度、氧化还原电位等)? 对两大类细菌进行驯化?以完成两相的彻底分离?提 高各自的反应器效能. 根据产酸菌和产甲烷菌的区 别和进料负荷?利用动力学控制法?使产酸相的 SRT 为2?

5 d?产甲烷相的 SRT>

10 d?完成两相的分离?同时?可以向产酸相消化罐加入适量 0?

1 molML HCl 使pH 维持在 5? 5~7?

0 之间?加速产酸相的形成. 1? 3?

2 污泥与秸秆配比试验方法 为了探讨玉米秸秆作为外加碳源对两相厌氧消 化污泥的产酸效能及产甲烷效能的影响?确定玉米秸 秆的最佳配比?并开展了中温两相厌氧消化工艺中污 泥与秸秆配比的试验. 试验设置:①试验组 1?污泥与 秸秆配比(以CODCr 计?质量比) 为1∶1?实际投加量 为2L污泥和 24?