厌氧发酵后的沼液经深化处理, 采用多级 A /O 工艺 + OF 膜分离系统, 即膜生化反应器 ( M BR) 工 艺进行脱氮除磷, 有效降解 CODC r达一级标准后排 放, 排 放 达 到 ∀污 水 综 合 排 放 标 准 # ( GB8978 1996) 中一级标准要求: pH 6~ 9, SS∃ 70 m g L- 1, CODC r ∃ 100 m g L- 1, BOD 5 ∃ 20 m g L- 1; 废气排 放达到标准 ( GB16297 - 1996 ); 沼渣经压滤机干化 处理作为有机肥。 4 运行结果与讨论 4 1 厌氧发酵情况
该工程采用 2000 m3 的改进型升流式厌氧污泥 床反应器进行厌氧发酵制沼气, 发酵装置外观见图 1。 该反应器处理效率高, 耐负荷能力强, 出水水质相对 较好, 沼泥生成量小, 具有防堵防爆的特点, 其结构、 运行操作维护管理相对简单, 造价也相对较低。具 有良好的沉淀性能和聚凝性能的污泥在下部形成污
1前 言
餐厨垃圾是城市生活垃圾中有机 相的主要来 源。餐厨垃圾以蛋白质、淀粉类、食物纤维类、动物 脂肪类等有机物质为主要成分, 是能源和肥料潜在 的资源。餐厨垃圾含水率高达 75% ~ 90% , 渗沥液 易通过渗透作用污染地下水, 产生出大肠杆菌等病 原微生物, 直接 危害人体健康 [ 1] 。另外, 餐厨垃圾 处理过程中也会产生大量的高浓度有机废水, 如果 处理不当, 将造成巨大的环境污染和资源浪费。宁 波市于 2009 年 6月建成了一座餐厨垃圾废水厌氧 发酵工程, 经过 2个月的调试运转, 于 2009年 8月 开始正式运行。现将该工程情况介绍如下。
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宁波大型餐厨垃圾厌氧发酵装置简介
沈炳国, 黄安娜, 王能杰, 胡代平
(宁波开诚生态技术有限公司, 浙江 宁波 315176)
摘 要: 针对餐厨垃圾处理过程中产生大量 高浓度 有机废水 的现状, 将 该废水 进行厌氧 发酵, 去除 有机物 同时回 收生物质能 (沼气 )并加以应用。文章以宁波市某沼气工程 为例介绍 了餐厨垃圾 废水通过 厌氧发酵 生产沼 气的工 艺技术。该工程废水 pH 3. 5~ 4. 0, CODCr 80~ 120 g L- 1, 处理量为 110 t d- 1, 控制厌氧发酵温度为 ( 35 3) ! , 每去除 1 kgCO DCr可产沼气 0. 6~ 0. 7 m3, 产气率为 3. 0~ 4. 0 m3 m - 3 d- 1, CODCr去除率达到 91% 以上, 年可产沼 气 260万 m3, 可发电 450万 kW h。 关键词: 餐厨垃圾废水; 厌氧发酵 ; 沼气发电; 酸性进料 中图分类号: S216. 4 文献标识码: B 文 章编号: 1000- 1166( 2011) 01- 0034- 03
产气量 万 m3
沼液 CODC r m g L- 1
CO D 去除率 %
98560
22. 7
105318
21. 9
101391
21. 5
99758
23. 3
99929
19. 3
96225
22. 2
97298
21. 3
8035 8835 8185 7835 8060 7905 8035
91. 85 91. 61 91. 93 92. 15 91. 93 91. 78 91. 74
日期
2009. 10 2009. 11 2009. 12 2010. 01 2010. 02 2010. 03 2010. 04
废水量 t
3450 3225 3215 3470 3055 3505 3400
表 1 2009年 10月 ~ 2010年 4月厌氧发酵运行结果
废水 CO DC r mg L- 1
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( 2) 污泥驯化中期 ( 时间 30天 ) 。投入一定量 的接种污泥, 餐厨垃圾废 水稀释为 50% ( CODC r 40 ~ 80 g L- 1 ) , 出水水质良好。污泥性质基本稳定, 上清液澄清透明。这表明, 活性污泥开始驯化, 适应 餐厨垃圾废水。
( 3) 污泥驯化后期 ( 时间 20天 ) 。餐厨垃圾废 水提高到进料 COD 浓度 80~ 120 g L- 1, 保持一个 水力停留期。随着餐厨垃圾废水投加量的增加, 出 水 COD有所提高, 但仍能保持较高的 COD 去除率。 较长时间稳定的去除率表明, 污泥已基本适应餐厨 垃圾废水的特性, 活性污泥驯化完成。 3 2 厌氧发酵阶段
工程采用中温发酵工艺产沼气, 发酵料液温度 维持在 ( 35 3) ! 的范围之间。与高温发酵相比, 这种工艺消化速度稍慢一些, 产气率要低一些, 但维 持中温发酵的能耗较少, 沼气发酵能总体维持在一 个较高的水平, 产气速度比 较快, 产气 量也比较均 衡, 料液基本不结壳, 可保证常年稳定运行。
3 工艺流程
根据工艺流程, 餐厨垃圾废水制沼气及发电主 要为以下三个步骤。 3 1 厌氧发酵调试阶段
活性污泥的培养及驯化对反应器的正常运行至 关重要。本项目的接种污泥取 自宁波骆驼沼 气站 ( 该沼气站以猪粪为原料 ) 。
( 1)污泥驯化初期 ( 时间 10天 ) 。投入一定量 的接种 污 泥, 再 加 入 稀 释 后 的 废 水 ( CODCr < 10 g L- 1 )一起投入改进型升流式厌氧污泥床反应器 ( UASB )中, 调节 pH 至中性, 使污泥恢复活性。
工程目前废水处理量约为 110 t d- 1, 调试稳 定后厌氧发酵生产运行结果如表 1所示。
2009年 6月餐厨垃圾废水厌氧发酵 项目开始 启动, 2009 年 10 开始正 常运行。 2009 年 10 月 ~ 2010年 4月的厌氧发酵运行结果表明, 本项目有机
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收稿日期: 2010 06 28
修回日期: 2010 12 28
作者简介: 沈炳国 ( 1968- ) , 男, 工程师, 主要从事城市餐厨垃圾再生资源利用成套处理装置研究, E - m ai:l icew aterer@ 126. com
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2 废水概况
餐厨垃圾经提油处理和加工成饲料的处理后会 产生大 量有 机废 水, 该 工程 废 水处 理量 约 为 110 m3 d- 1, 其 水质 pH 为 3. 5 ~ 4. 0, CODC r 80 ~ 160
g L- 1, BOD5 40 ~ 80 g L- 1, TS 6% ~ 8% , 氨 氮 300~ 400 m g L- 1, 氯离子 3000 ~ 3500 m g L- 1。 该废水的特点为酸性, 有机物含量高, 盐含量高, 这 三个因素会对厌氧菌造成一定的抑制作用 [ 2] , 因此 需要选用合适的菌种, 并延长活性污泥培养驯OD 5
TS
V FA 氨氮 盐分 ( C l- )
7. 3 8000 m g L- 1 2800 m g L- 1
表 2 沼气生产进出料成分指标检测
名称 进料 (平均值 )
指标
pH CODC r BOD 5
TS V FA 氨氮 磷 钾 盐分 ( C l- )
数值
3. 7 100 g L- 1 58 g L- 1
6% 50 mmo l L- 1 350 m g L- 1 17. 2 m g kg- 1 233 m g kg- 1 3125 m g L- 1
餐厨垃圾废水进 入调节池, 调节浓度, 使进料 COD 浓度保持在 80~ 120 g L- 1。餐厨垃圾经过 处理后产生的废水温度通常为 40! ~ 50! , 在调节 池进行适当冷却, 使 UASB 内料液的温度保持在 ( 35
3) ! 。废水 pH 3. 5~ 4. 0。调节后的餐厨垃圾废 水从反应器底部通过环式进料与厌氧污泥进行混合 接触, 进料速率和进料量通过进料泵调节。所产沼
Abstrac t: R estaurant and k itchen waste is a so rt o f h igh o rganic ga rbage in city, w hich is not easy to be disposed. A naear ob ic fe rm enta tion could treat it e ffectiv ely and recover the bio energy sim ultaneously. A biog as eng ineer ing treating restau rant and kitchen waste w ith treatm ent capacity o f 110 t d- 1 w as designed and bu ilt in N ingbo c ity. T he ope ra tion result showed that the vo lum etric b iogas production cou ld reach 3. 0 ~ 4. 0 m3 m- 3 d- 1 under tem perature 35! 3! , and CODCr biogas y ie ld was 0. 6~ 0. 7 m3 kg- 1. T he CODCr rem oval ra te w as over 91% . K ey word s: restaurant and k itchen w aste; anae robic fe rmentation; powe r genera tion; ac idic feeding
有机物利用率 m 3 kgCOD - 1
0. 667 0. 645 0. 659 0. 674 0. 631 0. 659 0. 644
物利用高, 达到 0. 63~ 0. 68 m3 COD kg- 1, COD 去 除率高, 能达到 91% 以上。 4 2 进出料指标