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資源化、減量化和無害化是當前垃圾處理的三大目標，特別是在國家生態(tài)文明建設(shè)及“碳達峰、碳中和”總體目標的大背景下，協(xié)同處置城市垃圾、污泥、餐廚、危險廢棄物等是有效解決環(huán)境困境、實現(xiàn)固體廢棄物減量化、無害化、資源化利用的有效路線，為行業(yè)提供新的發(fā)展方向和機遇。
在2023年12月線上舉辦的2023視環(huán)會-秋季展主題論壇——創(chuàng)新發(fā)展 協(xié)同處置丨垃圾處理處置與資源化利用線上高峰論壇上，三位專家學著分別就餐廚垃圾處理、生活垃圾焚燒飛灰處理、生活垃圾小型熱處理技術(shù)進行了分析與探討。點擊回顧小型熱處理技術(shù)及飛灰處理技術(shù)(中國環(huán)境科學研究院固體廢物污染控制技術(shù)研究所陳超：小型熱處理設(shè)施是生活垃圾無害化處理的必要補充、生活垃圾焚燒飛灰如何實現(xiàn)環(huán)境友好及高度資源化處置？來聽聽北方工業(yè)大學副教授的工藝！)
本期來介紹太原理工大學副教授孔鑫針對餐廚廢棄物厭氧消化“過酸化”現(xiàn)象產(chǎn)生及其調(diào)控機制的分析。
當前我國餐廚垃圾處理設(shè)施普遍面臨酸抑制問題，體系“過酸化”已成為影響高負荷厭氧產(chǎn)沼反應器正常運行的主要因素之一。對此，孔教授分別介紹了高負荷厭氧反應器“過酸化”現(xiàn)象的產(chǎn)生情況及其緩解方法，并分析了零價鐵對“過酸化”厭氧反應器微生物群落的調(diào)控。
厭氧消化是一種適宜有機生活垃圾的處理技術(shù)。采用高負荷/高固體厭氧反應器具有效率高、占地小、容積產(chǎn)氣率高等優(yōu)點，但同時存在酸化風險增大的缺點。反應器過酸化后，會導致甲烷產(chǎn)率低、管道腐蝕嚴重、管道堵塞、產(chǎn)甲烷菌活性差、處理能力下降、藥劑消耗量大等后果。
此時，若大量投加使物料鹽分增加，不利于后續(xù)沼渣、沼液的土地利用；若直接投加堿(如氫氧化鈉、蘇打、石灰等)，均會大量放熱/吸熱，造成厭氧設(shè)施溫度的波動。藥劑隨著出料不斷流失，未能對“過酸化”現(xiàn)象起到一定的預防作用，可持續(xù)性差且經(jīng)濟性較差。
為緩解厭氧反應器“過酸化”現(xiàn)象，孔教授提出將零價鐵應用于厭氧體系，這樣可提高污泥的生化產(chǎn)甲烷潛能，促進物料中有機質(zhì)的水解和產(chǎn)酸，促進丙酸鹽向乙酸鹽轉(zhuǎn)化的?G降低，還能作為電子供體，還原CO2成為CH4，還可以抑制H2S等含硫惡臭物質(zhì)的產(chǎn)生等。
實驗表明，投加零價鐵可以顯著改善有機垃圾高負荷厭氧反應器嚴重的酸化現(xiàn)象。
通過計算，零價鐵有效促進了丁酸向乙酸的轉(zhuǎn)化，并立即作為基質(zhì)用于產(chǎn)甲烷；丁酸向乙酸轉(zhuǎn)化過程用時很短(~5天)
最后，孔教授還分析了零價鐵對“過酸化”厭氧反應器微生物群落的調(diào)控情況。零價鐵的加入可提高厭氧早期水解菌的比例，如Chloroflexi，WWE1和OP9等，使生活垃圾有機質(zhì)中大分子有機物迅速降解為小分子；投加零價鐵提高了細菌群落的多樣性；反應結(jié)束時，H_ZVI反應器中互營單胞菌屬Syntrophomonas和C. butyricum的豐度要明顯高于低負荷反應器和未加零價鐵的高負荷反應器，前者具有氧化丁酸成乙酸的功能，后者是一種產(chǎn)電菌。
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