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太原理工大學副教授在線分析如何緩解餐廚垃圾厭氧處理過程中“過酸化”問題

2024-01-13 08:42:59來源：環(huán)保在線 閱讀量：87 評論

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導讀：在2023年12月線上舉辦的2023視環(huán)會-秋季展主題論壇上，太原理工大學副教授孔鑫針對餐廚廢棄物厭氧消化“過酸化”現象產生及其調控機制進行了分析。

　　資源化、減量化和無害化是當前垃圾處理的三大目標，特別是在國家生態(tài)文明建設及“碳達峰、碳中和”總體目標的大背景下，協同處置城市垃圾、污泥、餐廚、危險廢棄物等是有效解決環(huán)境困境、實現固體廢棄物減量化、無害化、資源化利用的有效路線，為行業(yè)提供新的發(fā)展方向和機遇。
 
　　在2023年12月線上舉辦的2023視環(huán)會-秋季展主題論壇——創(chuàng)新發(fā)展 協同處置丨垃圾處理處置與資源化利用線上高峰論壇上，三位專家學著分別就餐廚垃圾處理、生活垃圾焚燒飛灰處理、生活垃圾小型熱處理技術進行了分析與探討。點擊回顧小型熱處理技術及飛灰處理技術(中國環(huán)境科學研究院固體廢物污染控制技術研究所陳超：小型熱處理設施是生活垃圾無害化處理的必要補充、生活垃圾焚燒飛灰如何實現環(huán)境友好及高度資源化處置？來聽聽北方工業(yè)大學副教授的工藝！)
 
　　本期來介紹太原理工大學副教授孔鑫針對餐廚廢棄物厭氧消化“過酸化”現象產生及其調控機制的分析。
 
　　當前我國餐廚垃圾處理設施普遍面臨酸抑制問題，體系“過酸化”已成為影響高負荷厭氧產沼反應器正常運行的主要因素之一。對此，孔教授分別介紹了高負荷厭氧反應器“過酸化”現象的產生情況及其緩解方法，并分析了零價鐵對“過酸化”厭氧反應器微生物群落的調控。
 
　　厭氧消化是一種適宜有機生活垃圾的處理技術。采用高負荷/高固體厭氧反應器具有效率高、占地小、容積產氣率高等優(yōu)點，但同時存在酸化風險增大的缺點。反應器過酸化后，會導致甲烷產率低、管道腐蝕嚴重、管道堵塞、產甲烷菌活性差、處理能力下降、藥劑消耗量大等后果。
 
　　此時，若大量投加使物料鹽分增加，不利于后續(xù)沼渣、沼液的土地利用；若直接投加堿(如氫氧化鈉、蘇打、石灰等)，均會大量放熱/吸熱，造成厭氧設施溫度的波動。藥劑隨著出料不斷流失，未能對“過酸化”現象起到一定的預防作用，可持續(xù)性差且經濟性較差。
 
　　為緩解厭氧反應器“過酸化”現象，孔教授提出將零價鐵應用于厭氧體系，這樣可提高污泥的生化產甲烷潛能，促進物料中有機質的水解和產酸，促進丙酸鹽向乙酸鹽轉化的?G降低，還能作為電子供體，還原CO2成為CH4，還可以抑制H2S等含硫惡臭物質的產生等。
 
實驗表明，投加零價鐵可以顯著改善有機垃圾高負荷厭氧反應器嚴重的酸化現象。
 
　　通過計算，零價鐵有效促進了丁酸向乙酸的轉化，并立即作為基質用于產甲烷；丁酸向乙酸轉化過程用時很短(~5天)
 
　　最后，孔教授還分析了零價鐵對“過酸化”厭氧反應器微生物群落的調控情況。零價鐵的加入可提高厭氧早期水解菌的比例，如Chloroflexi，WWE1和OP9等，使生活垃圾有機質中大分子有機物迅速降解為小分子；投加零價鐵提高了細菌群落的多樣性；反應結束時，H_ZVI反應器中互營單胞菌屬Syntrophomonas和C. butyricum的豐度要明顯高于低負荷反應器和未加零價鐵的高負荷反應器，前者具有氧化丁酸成乙酸的功能，后者是一種產電菌。
 
　　點擊觀看論壇全程：創(chuàng)新發(fā)展 協同處置丨垃圾處理處置與資源化利用線上高峰論壇
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