廚余垃圾好氧發(fā)酵體系中水分形態(tài)行為研究.pdf

1、實施垃圾分類后，垃圾的資源化潛力顯著提升，同時對其中占絕對組分的廚余垃圾進(jìn)行處理處置顯得尤為迫切，而廚余垃圾高含水率特性往往成為其高效處理處置的瓶頸。針對該問題，本文依次采用靜態(tài)分析和動態(tài)試驗，從水分形態(tài)表征方法建立、好氧發(fā)酵體系優(yōu)化及同步水分形態(tài)遷移行為解析、水分形態(tài)調(diào)控等方面逐步深入研究了廚余垃圾在好氧發(fā)酵過程中的水分形態(tài)行為。研究首先發(fā)現(xiàn)推行垃圾分類后廚余垃圾的高含水率特征表現(xiàn)尤為顯著（83.4±3.6％），以EW（滯化水）、CW

2、（毛細(xì)水）和MMLW（多分子層水）為主要表現(xiàn)形態(tài)（其中EW和CW的脫除溫度拐點分別為50℃和70℃），可被微生物利用的水分（EW和CW）占總水分的97％以上，且組分顯著影響廚余垃圾的水分形態(tài)分布。隨后，在對廚余垃圾進(jìn)行脫水預(yù)處理的研究結(jié)果表明，破碎、厭氧預(yù)發(fā)酵和熱水解均能不同程度地釋放廚余垃圾中被束縛的水分并改善廚余垃圾的脫水預(yù)處理性能，其中破碎粒徑至5 cm后再經(jīng)150℃熱水解15min的預(yù)處理組合對廚余垃圾脫水性能改善效果最佳，但仍

3、無法滿足KW-AD（廚余垃圾好氧發(fā)酵）對含水率的要求;5cm粒徑、60％初始含水率的KW-AD體系能更好地實現(xiàn)好氧發(fā)酵過程中溫度的保持、廚余垃圾的腐熟和發(fā)酵產(chǎn)物肥力的提升。進(jìn)一步構(gòu)建好氧發(fā)酵體系，結(jié)果證實KW-AD體系中水分形態(tài)主要以EW、CW和MMLW的形式存在，EW和CW顯著受廚余垃圾的DOC、C/N、半纖維素和纖維素等因素的影響，有望通過調(diào)節(jié)廚余垃圾的DOC、C/N、半纖維素和纖維素的含量等特性實現(xiàn)對水分形態(tài)轉(zhuǎn)化趨勢(CW→EW)

4、的抑制和調(diào)控，以實現(xiàn)水分形態(tài)的平衡。最終，探討添加PAM（聚丙烯酰胺）、調(diào)整曝氣量和調(diào)節(jié)初始C/N等策略對水分形態(tài)調(diào)控行為的影響，研究表明KW-AD體系中添加PAM、調(diào)整曝氣方式和調(diào)節(jié)初始C/N均能實現(xiàn)KW-AD體系水分形態(tài)轉(zhuǎn)化行為的調(diào)控，但是在KW-AD體系含水率顯著下降后改變曝氣方式對KW-AD體系的腐熟度并沒有影響;0.1％ PAM在KW-AD體系的水分完成分配且含水率未發(fā)生顯著下降時進(jìn)行添加，才能有效調(diào)控水分形態(tài)轉(zhuǎn)化行為并同步提