分散式餐厨垃圾好氧处理技术与设备集成
随着生活垃圾产量的逐年攀升，作为生活垃圾主要成分的餐厨垃圾产量也不容小觑，如果不能够进行妥善处理，将对生态环境和人民健康造成巨大威胁。本文通过对国内外餐厨垃圾的产量及成分调研，结合我国幅员辽阔的地域特征及分散的人口分布，制定了分散式餐厨垃圾好氧处理路线。在实验室得出影响好氧发酵效果各关键因素后，进行了好氧发酵反应器设计，试制了小型设备并完成调试和运行，并对该技术进行了生命周期评价与经济评价。 首先在实验室搭建了餐厨垃圾好氧发酵处理平台，自制了发酵设备，考察了发酵温度、搅拌通风频率、物料初始含水率、菌种接种量、发酵周期等因素对发酵效果影响，得出了好氧发酵最优条件:发酵温度为45℃、搅拌通风频率为间隔5min通风15min、物料初始含水率为60wt％、菌种接种量为20％、发酵周期为14d，好氧发酵有机物降解率为30.72％。 接着以实验最优条件为基础，对处理规模为500kg/d的好氧发酵反应器进行了设计，反应器体积为1.34m3，单次通风量为5.82m3，发酵过程排出热量Qout=245917.61kJ，发酵过程产生热量Qz=212816.61kJ，比较得出Qz＜Qout，即利用该反应器进行餐厨垃圾好氧发酵时，发酵自身产生的热量不足以维持系统所需热量，需要额外提供辅助加热。设计完成后试制了反应装置并完成了调试与试运行，考察了反应温度、通风条件、含水率、物料有机质含量与pH等对发酵效果的影响，并监测发酵过程反应器内温度、含水率、pH及有机物含量的变化，从结果来看，发酵温度设置为45℃、通风方式选择间隔5min通风15min、物料经过脱水机脱水至60wt％、菌种接种量为20％、发酵周期为14d的情况下，发酵效果比较好，有机物降解率最高为31.52％，减量化率最高达到87.18％，产出有机肥各项标准均符合有机肥标准《NY525-2012》，说明反应装置对物料处理有较好的适应性。 最后对项目进行了生命周期评价和技术经济评价，得出好氧处理技术相比厌氧处理技术环境影响潜值较低，对全球变暖影响最大，其中造成全球变暖的影响主要由CO2和CH4造成。如果能加强对发酵状况的控制和发酵产生的CO2进行处理或者再利用，则可大大减少餐厨垃圾好氧处理对环境造成的影响。由经济评价可知项目总投资130.66万元，财务净现值64.84万元，该项目的实施会带来一定的社会效益和经济效益，对促进环境向良性方向发展起到很好的推动作用。
餐厨垃圾;好氧发酵;技术经济分析;生命周期评价
北京化工大学
硕士
化学工程
李英霞;阎中
2021
中文
X799
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）