一、含鹽量(liàng)對餐廚垃圾發酵的(de)影響
(1)餐 廚 垃 圾 含 鹽 量 較 高 會(huì) 使 微 生 物 活 性 受(shòu) 到(dào) 抑 製 ,生 化 反(fǎn) 應 減 弱 ,所 釋 放 的 熱 量 減 少 ,堆 料 的 含 鹽 量 越高 ,所 達 最 高 溫(wēn) 度 越 低 ,且 高 溫 期 維 持 時(shí) 間 越 短 ,不 利 於(yú) 滅 菌(jun1) .
(2)含 鹽 量 低 於 1.5%時 pH值 隨 反 應 的(de) 進 行(háng) 而 逐 漸(jiàn) 升 高 ,含(hán) 鹽 量 高 於 1.5%時,堆 料 的pH基 本 低(dī) 於 5.5,不(bú) 利 於 堆 肥 微 生 物 的 生 長 。
(3)4 個 反 應 器 內 堆(duī) 料 的 含 水(shuǐ) 率 均 呈 下 降 趨 勢(shì) ,含 鹽 量 高 於 1.5% 時 由 於 微 生 物 代 謝 酶 活 性 受 阻,生 物 增 長慢 ,產 生 的 水(shuǐ) 分 減 少 ,致 使 含 水 率 下 降 速 度 快 。
(4)至 堆 肥 結 束 時 1#、2#、3#、4#反 應 器 內 堆 料 的 水 溶 性C/N 比 ,由 初 始 的 30 分 別 下 降 到 ,9、10、15和(hé)17,含 鹽 量 較 高 時(shí) 不 利 於 堆 肥 的 腐 熟 。
(5)含 鹽 量(liàng) 對 堆 料 溫 度 PH含 水 率 和 水 溶 性C/N比 的 影 響 程 度 不 同 ,綜(zōng) 合(hé) 考 慮 ,餐 廚(chú) 垃 圾(jī) 堆 肥 時 含 鹽 量不 應 超 過1.5%
餐廚垃圾是城市生活垃圾的重要組成部分。國(guó)家環境公報顯示,我國2005年的城市生活垃圾清運量已達15576.8萬t,按照餐(cān)廚垃圾占城市生活垃圾30%-40%計算,餐廚垃圾清運量為4673.0萬~6230.7萬t,而且隨著餐飲業的高速(sù)發展,產(chǎn)生量(liàng)還在迅(xùn)速增加。
目前(qián)對(duì)於餐廚垃圾的資源化技術主要集中(zhōng)在飼料化(huà)和肥料化技術上。飼料(liào)化技術是通過消毒、烘幹等工序將餐廚垃圾製成(chéng)飼料原料,但(dàn)由於餐廚垃圾(jī)可能含(hán)有口蹄疫、豬瘟病菌(jun1)等多種病原體和有害微生物(wù),存在食物鏈風險,容易造成人畜(chù)之間的交叉傳染,因此應重視廚餘再生飼料技術的安全(quán)問題。肥料化技(jì)術是將餐廚垃圾轉變成富含有機質和氮、磷、鉀等營養元素的有機質肥料,這種使垃圾實現從自(zì)然界來(lái)又回歸自然界的良性循環,是經濟有效處理和消納餐廚垃圾的重要途(tú)徑。然而餐廚(chú)垃圾(jī)的高含鹽率(lǜ)使得堆肥產品品質不高,不僅抑製微生物的活性(xìng),降低堆肥(féi)效率,而且容(róng)易造成(chéng)土壤酸化和損害作物根部,長期(qī)使用還會導致土壤的鹽堿化。国产亚洲精品无码AV在线观看(men)通過水洗(xǐ)預處理的方式(shì)降低餐廚垃(lā)圾的含鹽量,對水洗法降低(dī)餐廚垃圾含鹽量的(de)影響因素進行(háng)研究(jiū),並對後續脫水工藝的最優化條件進行了探索。
二、實(shí)驗(yàn)
2.1材料
餐廚垃圾采集於深圳食堂,經手工(gōng)篩選除去其中的骨(gǔ)頭、筷子等大塊雜質,再經食物破碎機破碎為粥狀物質,混勻,4℃保存待用。
餐廚垃圾相關(guān)理化性質
2.2實驗步驟和方法
實驗主要分為(wéi)水洗實驗和脫水實驗2部分。
采用的預處理工藝流程
餐廚垃圾預處理工藝流(liú)程
水洗脫(tuō)鹽實驗:將餐廚垃圾與水混合(hé)攪拌,控製水(shuǐ)量(liàng)、攪拌時間和溫度3個參數。反應後,取一定(dìng)量混合物,用離心機固液分離,上清液過45μm濾膜後(hòu),進行TOC的測定,固體入馬弗爐灰化(600℃,6h),然後將灰分溶於50ml,去離子水,過45μm濾膜(mó),測定(dìng)其氯(lǜ)離(lí)子含量。
脫水實驗:將水洗後的(de)餐廚垃圾放入螺旋脫水機中脫水,以減重法測定固體物質的含水率。
2.3設備和儀(yí)器
離子色譜(DIONEXICS-1500),TOC測定儀(SHIMADZU TOC-VCPH),離心分離機(HITACHI himacCR22GH),馬弗爐,水(shuǐ)浴鍋,攪拌器(qì),烘箱等。
2結(jié)果與討論
2.1水洗除鹽實驗
水洗是(shì)通過加入水,對餐廚垃圾的鹽分進行稀釋和淡化(huà)的(de)過(guò)程。含鹽率是一個(gè)重要的(de)參考因(yīn)素,但由於水洗過程(chéng)中會產生大(dà)量的有機廢(fèi)水,隨(suí)著(zhe)廢水(shuǐ)的(de)排放,會帶(dài)來有機物的流失,同時也存在二次汙染問題,因此對實驗中產生的(de)廢水水質進行(háng)了檢測。綜合含鹽(yán)率和廢水TOC,得出(chū)水洗除鹽的(de)最佳工藝條件。
2.1.1水量對餐廚垃圾含鹽率的影響
由圖2可以(yǐ)看出,加水量對餐廚垃圾含鹽率(lǜ)有很大影響,當m(水)/m(餐廚(chú)垃圾(jī))=3時,含鹽率由0.88%降至0.21%,同時,水洗廢水(shuǐ)的TOC濃度也明顯(xiǎn)降低,主要是因為大量水的稀釋作用(yòng)。雖然濃度降低,但是TOC總量也隨著水量的增加而增大,如(rú)當(dāng)m(水)/m(餐廚垃圾)=0.5時(shí),水洗1kg餐廚垃圾的TOC排放總量為9.69g,而當(dāng)m(水)/m(餐(cān)廚垃圾)=3時,其(qí)總的TOC排放(fàng)量(liàng)升至(zhì)21.61g。因此為了降(jiàng)低水洗廢水的處理壓力,水(shuǐ)量不宜過大。綜合考慮,選取m(水)/m(餐廚垃圾)=2為最佳用水量,不(bú)僅除鹽效果(guǒ)較為理(lǐ)想,水洗1kg餐廚(chú)垃圾排放廢水TOC總量也可控製在15g以內(nèi)。
圖2水量對餐廚垃圾含鹽率和廢水水(shuǐ)質的(de)影響
2.1.2攪拌時(shí)間對餐廚垃圾含鹽率的影響
攪拌時間對(duì)餐廚垃圾含鹽(yán)率和水洗廢水TOC的影(yǐng)響見圖3,實驗設定的條件為m(水)/m(餐廚垃(lā)圾)=2,反應溫度為室溫(25℃)。結果表明,攪(jiǎo)拌時間對(duì)餐廚垃圾除鹽率影響不大,大多維持在85%左右(yòu);但是TOC濃度會有小幅上升,這是由於攪拌時間過長,部分大分子難溶有機物開始(shǐ)水解,轉化成小分子有機物溶於水中。因此攪拌時間不宜過長,10min即可達到較好效果。
圖3攪(jiǎo)拌時間對餐廚垃圾含鹽率和水質的影響
2.1.3溫度對餐廚垃圾除鹽率的影響
由圖4看出,溫(wēn)度使(shǐ)餐廚垃圾(jī)除鹽率有一定提高,但也會(huì)增加廢水的TOC。當溫度由25℃升高至48℃時,餐廚(chú)垃圾含鹽率由0.23%降至0.18%,這是由於溫度(dù)能提高鹽的溶解度。但是(shì)溫(wēn)度升高也會造成水中TOC濃度增大(dà),當溫度為48℃時,水(shuǐ)中TOC達到(dào)10.201g/L,是20℃廢水(shuǐ)的1.49倍,因為溫度會加快油脂、纖維素等有機物(wù)質的水解,大量遊離態的油脂水解成可溶態油脂,導致垃圾本身的油脂含量降低。這可以(yǐ)在實驗中直觀地得到印證,反應後的溶液表麵漂浮著一層明顯的油(yóu)脂,因此水溶液TOC增加較快。為了降低TOC的排放,常溫(25℃)下進行脫鹽試驗即可。但也有研究表明高溫下對餐廚垃圾進行此類處理,可(kě)方便回(huí)收餐廚垃圾中的油脂等物質。
圖4水洗溫度對餐廚(chú)垃圾含鹽率和水質的影響
2.3堆肥實(shí)驗結果
在(zài)上述最優條件下,將餐廚垃圾進行水洗(xǐ)、脫水處理,隨後添加鋸末(mò),將混合堆料的含水率控製在55%左(zuǒ)右(yòu),混合均勻(yún),於反應器中進行小規模堆肥試驗,反(fǎn)應通過強製(zhì)通風(fēng)和(hé)攪拌加(jiā)快餐廚垃圾的好氧消化(huà)。同時(shí)將未經過水洗處理的餐廚垃圾與之作對比試驗研究。
為減小誤(wù)差,試驗取樣3份進行檢測,堆肥產品相關理化指標見表(biǎo)2。堆(duī)肥產品氯離子色譜疊加見圖7。
表2堆肥(féi)產品相關理化指標
圖7不同堆肥產品中氯離子含量的離子(zǐ)色譜
結果表明:水洗後樣本中含(hán)鹽量明顯減少,含鹽率由(1.38±0.02)%降為(wéi)(0.57±0.05)%;另外水洗後堆肥樣本的pH也較高,這是由於水洗之後減(jiǎn)少了餐廚垃圾中的油脂含(hán)量,從而降低了油脂酸化對堆肥品質的影響。有機質含量、含水率等指標相差不大。
3結論
1)水洗法能有效去(qù)除餐(cān)廚垃圾中的鹽(yán)分,最佳(jiā)工藝條件為:m(水)/m(餐廚垃圾)=2,攪拌時間10min,溫度25℃時,經過水洗脫鹽後,餐廚垃(lā)圾含鹽率由(0.84±0.11)%降至(0.22±0.02)%,含鹽量明顯(xiǎn)降低,廢水的有機物含量較小。
2)未經過水洗(xǐ)預(yù)處(chù)理的餐廚垃圾堆肥(féi)產品(pǐn)含(hán)鹽量(1.38±0.02)%,而經過水洗後,堆肥中含鹽(yán)量(liàng)降為(0.57±0.05)%,同時水洗處理可降低油脂酸(suān)化對堆肥品質的不利(lì)影響。
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