仪器网

　　资源化、减量化和无害化是当前垃圾处理的三大目标，特别是在国家生态文明建设及“碳达峰、碳中和”总体目标的大背景下，协同处置城市垃圾、污泥、餐厨、危险废弃物等是有效解决环境困境、实现固体废弃物减量化、无害化、资源化利用的有效路线，为行业提供新的发展方向和机遇。
 

　　在2023年12月线上举办的2023视环会-秋季展主题论坛——创新发展 协同处置丨垃圾处理处置与资源化利用线上高峰论坛上，三位专家学着分别就餐厨垃圾处理、生活垃圾焚烧飞灰处理、生活垃圾小型热处理技术进行了分析与探讨。点击回顾小型热处理技术及飞灰处理技术(中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所陈超：小型热处理设施是生活垃圾无害化处理的必要补充、生活垃圾焚烧飞灰如何实现环境友好及高度资源化处置？来听听北方工业大学副教授的工艺！)
 

　　本期来介绍太原理工大学副教授孔鑫针对餐厨废弃物厌氧消化“过酸化”现象产生及其调控机制的分析。
 

 

　　当前我国餐厨垃圾处理设施普遍面临酸抑制问题，体系“过酸化”已成为影响高负荷厌氧产沼反应器正常运行的主要因素之一。对此，孔教授分别介绍了高负荷厌氧反应器“过酸化”现象的产生情况及其缓解方法，并分析了零价铁对“过酸化”厌氧反应器微生物群落的调控。
 

　　厌氧消化是一种适宜有机生活垃圾的处理技术。采用高负荷/高固体厌氧反应器具有效率高、占地小、容积产气率高等优点，但同时存在酸化风险增大的缺点。反应器过酸化后，会导致甲烷产率低、管道腐蚀严重、管道堵塞、产甲烷菌活性差、处理能力下降、药剂消耗量大等后果。
 

　　此时，若大量投加使物料盐分增加，不利于后续沼渣、沼液的土地利用；若直接投加碱(如氢氧化钠、苏打、石灰等)，均会大量放热/吸热，造成厌氧设施温度的波动。药剂随着出料不断流失，未能对“过酸化”现象起到一定的预防作用，可持续性差且经济性较差。
 

　　为缓解厌氧反应器“过酸化”现象，孔教授提出将零价铁应用于厌氧体系，这样可提高污泥的生化产甲烷潜能，促进物料中有机质的水解和产酸，促进丙酸盐向乙酸盐转化的∆G降低，还能作为电子供体，还原CO2成为CH4，还可以抑制H2S等含硫恶臭物质的产生等。
 

 

　　实验表明，投加零价铁可以显著改善有机垃圾高负荷厌氧反应器严重的酸化现象。
 

　　通过计算，零价铁有效促进了丁酸向乙酸的转化，并立即作为基质用于产甲烷；丁酸向乙酸转化过程用时很短(~5天)
 

　　最后，孔教授还分析了零价铁对“过酸化”厌氧反应器微生物群落的调控情况。零价铁的加入可提高厌氧早期水解菌的比例，如Chloroflexi，WWE1和OP9等，使生活垃圾有机质中大分子有机物迅速降解为小分子；投加零价铁提高了细菌群落的多样性；反应结束时，H_ZVI反应器中互营单胞菌属Syntrophomonas和C. butyricum的丰度要明显高于低负荷反应器和未加零价铁的高负荷反应器，前者具有氧化丁酸成乙酸的功能，后者是一种产电菌。