隨著我國(guó)飲食業(yè)的快速發(fā)展,每年產(chǎn)生大量的餐廚垃圾,僅北京市2008年餐廚垃圾日產(chǎn)量就達(dá)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(fā)出難聞的異味,營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)[2],利用傳統(tǒng)的填埋法進(jìn)行處理不僅會(huì)造成餐廚垃圾中營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的損失,而且容易產(chǎn)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(yīng)用[3]。而厭氧消化技術(shù)避免了填埋和焚燒的缺點(diǎn),成為餐廚垃圾減量化、資源化、無(wú)害化的一種有效途徑[4]。
餐廚垃圾兩相厭氧消化過(guò)程中,水解酸化階段是限速步驟[5-6],能否為后續(xù)的甲烷化提供適宜和穩(wěn)定的底物,對(duì)甲烷相的物質(zhì)代謝速率乃至整個(gè)厭氧系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要[7]。因此,國(guó)內(nèi)外學(xué)者在餐廚垃圾兩相厭消化方面做了一些相關(guān)研究。Lim Seong-Jin等[8]認(rèn)為韓國(guó)餐廚垃圾在HRT為8d、OLR為9gTS/(L?d)、pH為6.0、溫度為35℃時(shí)酸化效果最好。Park Yong Jin等[9]研究發(fā)現(xiàn)在高溫條件下當(dāng)固體停留時(shí)間(SRT)>2d,OLR<146gCOD/(L?d)時(shí),日本餐廚垃圾能取得較好的酸化效果。Carneiro T Forster等[10]研究發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)器TS為20%,其中接種物占30%的條件下啟動(dòng)反應(yīng)器,餐廚垃圾降解率和產(chǎn)氣量達(dá)到最大。張波等[5]和趙杰紅等[11]研究了pH和溫度對(duì)餐廚垃圾水解酸化過(guò)程的影響。
由于餐廚垃圾的組成因地域、飲食習(xí)慣、季節(jié)等不同而很大差異,而且我國(guó)不同地區(qū)之間的餐飲結(jié)構(gòu)也都存在較大差異,不同國(guó)家和地區(qū)的研究人員得出不同的最優(yōu)參數(shù)。為了更好地了解我國(guó)北方地區(qū)餐廚垃圾的厭氧消化性能,本試驗(yàn)以北京地區(qū)的餐廚垃圾為研究對(duì)象,旨在探索其最優(yōu)厭氧消化參數(shù),為餐廚垃圾兩相厭氧消化工藝設(shè)計(jì)提供有利參考。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
試驗(yàn)所用原料來(lái)自北京化工大學(xué)食堂泔水池。經(jīng)手工分揀后,打碎成漿狀,放于-20℃冰箱冷凍儲(chǔ)存待用。厭氧消化實(shí)驗(yàn)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(yàn)餐廚垃圾和接種污泥,其基本性質(zhì)參見(jiàn)表1。