建立了城市生物质废物中温单级厌氧消化中试反应器,对城市生物质废物厌氧消化过程系统稳定性、产甲烷性能及有机物的去除效果进行解析。反应器稳定运行410 d,共经历2.4、3.6、4.8、6.0 kg VS/(m3·d)4个负荷,反应器pH稳定在7.2～7.6之间,有机酸浓度<500 mg/L。在负荷6.0 kg VS/(m3·d)时反应器平均容积产气率4.25 m3/(m3·d),有机物去除率为63.2%;另外,实验结果表明,厌氧消化过程对蛋白质、脂肪、纤维素及多糖类物质的去除效果有明显差异,其中脂肪类物质去除率为98.2%,产沼气贡献率为38.8%。实现了针对我国城市生物质废物的高负荷高效厌氧消化,为我国城市生物质废物厌氧消化规模化处理提供了基础数据。
在稳定运行的城市生物质废物厌氧消化中试研究结果基础上,对基质及消化液的有机物粒径分布特征进行解析。在反应器有机负荷为2.4、6.0和8.0 kg VS/(m3·d),停留时间为50、20和15 d 3个状态下,反应器对城市生物质废物有良好的去除效果,VS去除率均在60%以上。其中粒径>96μm的大颗粒有机物去除率均在80%以上,负荷及停留时间对大颗粒有机物的去除效果没有表现出明显影响;随着负荷的增加及停留时间的缩短,消化液中粒径范围0.45~74μm的有机物及溶解性有机物的含量增加,去除率降低;研究结果表明,在传统的厌氧消化条件下,对于本研究中的城市生物质废物而言有机物的酶解过程是主要限速步骤。
