耐酸厭氧消化污泥處理餐廚垃圾

摘要：采用耐酸馴化的厭氧消化污泥處理餐廚垃圾，在酸性條件下（pH=4.5），對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置容積負(fù)荷從1.0 kg VS/（m3·d）分9次逐級(jí)增加到5.0 kg VS/（m3·d）的過(guò)程進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)，并較深入地研究了馴化污泥代謝活性和處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，pH 4.5的耐酸厭氧消化污泥，最佳投加負(fù)荷約為4.5 kg VS/（m3·d），此負(fù)荷下容積產(chǎn)氣率，CH4含量平均值均達(dá)最大，分別為1.68 m3/（m3·d），75.0%。耐酸厭氧消化裝置持續(xù)增料運(yùn)行46 d，產(chǎn)甲烷菌仍能保持較高的活性，其COD去除率范圍為40.4%~75.0%，仍能保持pH 7.2時(shí)處理效果的65.0%~91.8%，表明在低pH、低堿度下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的產(chǎn)甲烷過(guò)程是可行的。

厭氧消化技術(shù)是處理餐廚垃圾，減少環(huán)境污染，回收其蘊(yùn)含豐富能源的最佳技術(shù)途徑之一。然而，由于餐廚垃圾的成分復(fù)雜，且有機(jī)物含量高，特別是脂肪和蛋白質(zhì)，導(dǎo)致在厭氧消化處理過(guò)程中揮發(fā)性脂肪酸大量累積，抑制產(chǎn)甲烷菌的活性，出現(xiàn)“酸化失衡”的現(xiàn)象。因此，傳統(tǒng)的厭氧消化處理技術(shù)需投加外源堿度以維持厭氧產(chǎn)甲烷菌的最佳PH范圍(約為6.8~7.2)。有研究表明，在很多自然生境中，如熱泉、湖泊和沼澤，存在著具有耐酸性的產(chǎn)甲烷菌。

目前，已有通過(guò)馴化富集自然生境中的具有耐酸性的產(chǎn)甲烷菌來(lái)處理配制生活污水和高濃度有機(jī)廢水的報(bào)道。研究表明，PH高于5.0時(shí)產(chǎn)甲烷活性仍能保持PH7.0時(shí)活性的50%以上，但PH下降到4.5或4.0時(shí)產(chǎn)甲烷活性會(huì)明顯下降，但仍具有活性。具體參見(jiàn)http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

因此，如果能通過(guò)篩選和馴化自然生境中耐酸的產(chǎn)甲烷菌來(lái)處理餐廚垃圾，不僅可能會(huì)解決傳統(tǒng)厭氧消化處理工藝的“'酸化失衡”的現(xiàn)象，而且可以節(jié)省堿度投加費(fèi)用。本研究直接利用本課題組采用逐級(jí)降低PH馴化完成的污泥處理餐廚垃圾，研究PH4.5條件下厭氧消化處理的運(yùn)行過(guò)程中，馴化污泥代謝的活性，運(yùn)行特征和處理效果，以期為該研究方向提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)裝置及材料

本實(shí)驗(yàn)裝置采用2個(gè)1T(有效容積為0.5l)廣口瓶，置于恒溫水浴箱中。產(chǎn)生的沼氣通過(guò)導(dǎo)管引入集氣瓶，采用排飽和碳酸氫鈉法測(cè)量產(chǎn)氣量，再利用武漢四方氣體分析儀測(cè)定沼氣成分。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)所用餐廚垃圾樣品取自重慶大學(xué)食堂及周邊餐館的混合餐廚垃圾。具體采集方法，首先用攪拌工具將盛裝餐廚垃圾器皿內(nèi)垃圾攪拌均勻，剔除紙張、竹筷等干擾物，然后分批破碎至粒徑小于10mm，混合均勻。

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