全自動(dòng)生活污水處理設(shè)備精選廠家增創(chuàng)效益增長和生活水平的提高，人們對(duì)水的需求量不斷增加。同時(shí)，由于城市化的生活方式和工業(yè)化的快速發(fā)展，污水排放量也相應(yīng)增多

市生活垃圾的主要組成之一，其產(chǎn)生量也在逐年增加。由前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，2015年全國產(chǎn)生餐廚垃圾9500萬噸，到2016年全國餐廚垃圾產(chǎn)生量增至9700萬噸，與污泥一樣，餐廚垃圾成為了影響環(huán)境衛(wèi)生和公眾健康，甚至是威脅食品安全的又一難題。

　　2、污泥與餐廚垃圾單獨(dú)厭氧消化難點(diǎn)

　　在廢棄物的處理處置與資源化方法中，厭氧消化既可以實(shí)現(xiàn)其減容減量，降低或消除廢棄物對(duì)環(huán)境的危害，又能獲得沼氣形式的清潔能源從而緩解當(dāng)今的能源供需壓力，此方法得到了國內(nèi)外的青睞。對(duì)污水污泥與餐廚垃圾來說，兩者均是常見的有機(jī)廢棄物，然而其單獨(dú)厭氧消化產(chǎn)沼氣效果卻并不十分理想。

　　污泥有機(jī)C含量較低，蛋白質(zhì)含量較高，相對(duì)于有機(jī)C而言，蛋白質(zhì)降解速率較慢，加之污泥中的大部分有機(jī)C為被細(xì)胞壁所包裹的微生物細(xì)胞物質(zhì)，可生物降解能力較低，所以污泥單獨(dú)厭氧消化時(shí)降解速度較慢，揮發(fā)性固體的去除率和產(chǎn)氣量一般也較低。同時(shí)，由于污泥的C/N較低，厭氧消化時(shí)含N物質(zhì)會(huì)較快地溶出而發(fā)生氨氮的積累，造成厭氧消化體系營養(yǎng)物質(zhì)的配比失衡，進(jìn)而導(dǎo)致厭氧消化進(jìn)程的抑制。同時(shí)，污泥厭氧消化系統(tǒng)能否可持續(xù)運(yùn)行還與其處理規(guī)模密切相關(guān)。這是因?yàn)槲勰鄥捬跸?xiàng)目投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的作用下，大型污泥厭氧消化項(xiàng)目最有可能實(shí)現(xiàn)收益與投入的平衡，故停運(yùn)率較低，而小規(guī)模污泥厭氧項(xiàng)目的收益不足以平衡投資和運(yùn)行費(fèi)用。

　　餐廚垃圾的主要組成成分為水分、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和鹽分，并富含氮、磷、鈣、鉀等營養(yǎng)元素，其中有機(jī)成分在總固體中的含量很高，可高達(dá)95%以上。餐廚垃圾的C/N較高，易被生物降解，單獨(dú)厭氧消化時(shí)速度較快。但由于產(chǎn)甲烷菌生長過程相對(duì)較緩慢，因此可能引起揮發(fā)性有機(jī)酸等中間代謝產(chǎn)物的毒性抑制，甚至導(dǎo)致厭氧消化系統(tǒng)的酸化失效。此外，由于餐廚垃圾固體含量高，流動(dòng)性差，不易與厭

速率慢，污泥單獨(dú)厭氧發(fā)酵時(shí)易產(chǎn)生氨氮的抑制，而餐廚垃圾C/N則比較高，卻會(huì)因餐廚垃圾厭氧消化速度與產(chǎn)甲烷菌生長速度不均衡而引起揮發(fā)性有機(jī)酸等中間代謝產(chǎn)物積累，甚至引起系統(tǒng)酸化。故兩者聯(lián)合厭氧，即可以調(diào)節(jié)C/N，提高厭氧系統(tǒng)的生物降解性，從而改善污泥的降解速率，又可以使產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)酸與氨氮等中間代謝產(chǎn)物進(jìn)行部分中和反應(yīng)，避免揮發(fā)性有機(jī)酸等中間代謝產(chǎn)物的積累，調(diào)節(jié)厭氧過程中的pH值，防止厭氧消化系統(tǒng)的酸化失效，維持厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　(2)污泥中含有大量微生物，適合作為厭氧消化的菌種來源，而餐廚垃圾含有豐富的可溶醣，可生物降解性較好，非常適合作為厭氧消化的底物，故兩者聯(lián)合厭氧可以促進(jìn)厭氧消化優(yōu)勢(shì)菌種的形成，有助于混合底物厭氧消化過程的進(jìn)行，以縮短厭氧消化時(shí)間。

　　(3)餐廚垃圾和污泥進(jìn)行聯(lián)合厭氧消化可以補(bǔ)充各自成分中缺少的營養(yǎng)物質(zhì)，使厭氧消化底物中的營養(yǎng)成分達(dá)到較好的平衡。

　　(4)餐廚垃圾和污泥聯(lián)合厭氧消化可直接采用現(xiàn)有的污泥消化池，有利于降低成本，并為通過在污泥消化池中添加餐廚垃圾來擴(kuò)大處理規(guī)模提供了便利條件，有利于促進(jìn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。而且根據(jù)已有研究成果，在聯(lián)合厭氧消化工藝中，兩種廢棄物的厭氧消化性能得到了明顯改善，沼氣產(chǎn)量也得到了不同程度的提高，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　4、聯(lián)合厭氧消化技術(shù)研究及應(yīng)用

　　目前國內(nèi)外已開展了一些污泥和餐廚垃圾聯(lián)合厭氧消化技術(shù)的研究，但總體來看，國內(nèi)外的相關(guān)報(bào)道并不多，且已有的研究主要集中在污泥和餐廚垃圾聯(lián)合厭氧消化的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與工程可行性，以及pH值、溫度、混合比例等工藝參數(shù)對(duì)聯(lián)合厭氧消化反應(yīng)過程的影響分析方面，而對(duì)聯(lián)合厭氧消化的協(xié)同反應(yīng)機(jī)理以及其中有機(jī)質(zhì)降解調(diào)控機(jī)制尚缺乏深入系統(tǒng)的研究。尤其是在我國，重復(fù)性研究較多，而對(duì)擁有自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、具有技術(shù)突破性的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備研發(fā)力度不足。通過對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有污泥和餐廚垃圾聯(lián)合厭氧消化信息的查詢信息，目前國內(nèi)聯(lián)合厭氧消化相關(guān)僅有60余項(xiàng)，可見目前國內(nèi)擁有相關(guān)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)量還很有限，特別是與相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)量位居前列的日本、韓國和美國相比，更是存在較大差距。

　　全自動(dòng)生活污水處理設(shè)備精選廠家增創(chuàng)效益在應(yīng)用方面，一般認(rèn)為現(xiàn)有的污泥處理設(shè)施(如污泥消化池)可直接應(yīng)用于聯(lián)合厭氧消化工藝，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備共享。因此，污泥和餐廚垃圾的聯(lián)合厭氧消化從技術(shù)和設(shè)施上可行。但整體而言，該技術(shù)目前主要限于實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模運(yùn)行，缺乏大規(guī)模應(yīng)用的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，遠(yuǎn)未達(dá)到市場(chǎng)普遍應(yīng)用的程度。

　　5、研究熱點(diǎn)及方向

　　5.1 影響聯(lián)合厭氧消化的參數(shù)

　　目前，國內(nèi)外關(guān)于工藝參數(shù)對(duì)聯(lián)合厭氧消化影響的研究報(bào)道還較少，并且主要集中在混合比例、水力停留時(shí)間、溫度、pH值這4項(xiàng)參數(shù)上，而對(duì)固體停留時(shí)間、攪拌強(qiáng)度等其他重要參數(shù)研究較少。

　　5.1.1 混合比例

　　污泥和餐廚垃圾的混合比例不同會(huì)導(dǎo)致碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪含量的不同，進(jìn)而對(duì)底物的消化過程、聯(lián)合厭氧消化效率、沼氣產(chǎn)量和甲烷含量產(chǎn)生重要影響。

　　Beno等通過對(duì)餐廚垃圾、蔬菜垃圾與污水污泥在不同混合比例條件下消化效果的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)餐廚垃圾和蔬菜垃圾進(jìn)行單獨(dú)厭氧消化時(shí)的沼氣產(chǎn)量很低，且沼氣中的甲烷含量也不高，只有5%左右;而添加一定量的污泥后，沼氣產(chǎn)量明顯增多，將兩者分別與污泥按照77:23的比例混合時(shí)，酸抑制得以解除，沼氣中的甲烷含量也上升至49%。在段妮娜等對(duì)脫水污泥、餐廚垃圾單獨(dú)厭氧消化以及濕重混合比例分別為4:1、3:2和2:3條件下的五種厭氧消化系統(tǒng)進(jìn)行了研究，考察了半連續(xù)干法厭氧消化的產(chǎn)氣性能、有機(jī)質(zhì)降解性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性。結(jié)果表明，固體停留時(shí)間為20d時(shí)，隨著進(jìn)料中餐廚垃圾所占比例的增大，混合物料的水解速率常數(shù)也隨之增大，降解率隨之提高，產(chǎn)氣率和甲烷產(chǎn)率亦呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)pH值、總堿度、總氨氮和游離氨氮呈下降趨勢(shì)。

　　國內(nèi)外同時(shí)對(duì)兩者的混合比例開展了實(shí)驗(yàn)研究。NamHyoHeo等通過模擬食品廢物和活性污泥混合物料的單級(jí)厭氧消化過程發(fā)現(xiàn)，在兩種有機(jī)物混合比例為1:1、水力停留時(shí)間為10d的反應(yīng)條件下，揮發(fā)性固體去除率達(dá)到，為53.7%，COD也達(dá)到了去除效果，去除率可達(dá)53.6%。付勝濤等對(duì)剩余活性污泥與餐廚垃圾的聯(lián)合厭氧消化系統(tǒng)開展了實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)剩余活性污泥與餐廚垃圾進(jìn)料總固體含量比為1:1時(shí)，pH值、堿度和氨氮要高于總固體含量比分別為3:1和1:3，而且在同一水力停留時(shí)間下運(yùn)行，具有的緩沖能力，穩(wěn)定性和處理效果都比較理想。此外，趙云飛、李靖也同樣得到了1:1的混合比例結(jié)論，但是也有一些研究人員卻得出不同的混合比例結(jié)論。高瑞麗等通過對(duì)35℃下厭氧消化系統(tǒng)的試驗(yàn)研究得出結(jié)論，即當(dāng)剩余污泥與餐廚垃圾質(zhì)量比為2:1時(shí)，沼氣產(chǎn)量和甲烷含量均達(dá)到值，分別比剩余污泥單獨(dú)厭氧消化時(shí)的產(chǎn)氣量提高了5倍和1.5倍。

　　從以上研究結(jié)果看，得出的污泥與餐廚垃圾混合比例存在差異，這主要是由作為研究對(duì)象的污泥與餐廚垃圾來源不同，其各自的C/N也不同，加之實(shí)驗(yàn)條件不同而造成的。

　　5.1.2 水力停留時(shí)間

　　國內(nèi)外還對(duì)水力停留時(shí)間進(jìn)行了研究，得到的結(jié)果基本一致，即隨著水力停留時(shí)間的增大，聯(lián)合厭氧反應(yīng)更加，系統(tǒng)運(yùn)行更加趨于穩(wěn)定，從而使揮發(fā)性固體去除率和產(chǎn)甲烷率也更高。

　　Fu等研究在不同混合比例和水力停留時(shí)間條件下初沉污泥和餐廚垃圾的混合中溫厭氧消化效果，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)初沉污泥和垃圾按照揮發(fā)性固體之比為3:1和1:1時(shí)，在水力停留時(shí)間分別為10d、13d、16d、20d的條件下，揮發(fā)性固體去除率和產(chǎn)甲烷率隨著水力停留時(shí)間的增大而提高，各厭氧消化系統(tǒng)中均未出現(xiàn)pH值降低、堿度不足、氨抑制和揮發(fā)性有機(jī)酸積累等現(xiàn)象。

　　Oleszkiewicz等研究了紙類、餐廚垃圾和污泥混合形成的高固體厭氧消化，研究結(jié)果顯示，聯(lián)合厭氧消化系統(tǒng)隨著水力停留時(shí)間的增加，總固體含量和需氧量的去除率也隨之提高。

　　付勝濤等通過對(duì)剩余活性污泥和餐廚垃圾的混合中溫厭氧消化過程的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，按照剩余活性污泥和餐廚垃圾總固體含量之比分別為3:1、1:1、1:3的進(jìn)料比例，水力停留時(shí)間分別設(shè)定為10d、15d和20d，當(dāng)餐廚垃圾的總固體含量所占比例提高時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)酸隨著水力停留時(shí)間的增大而提高，但總體來說揮發(fā)性有機(jī)酸相差并不明顯，各厭氧消化系統(tǒng)pH值在7.18～7.52范圍內(nèi)浮動(dòng)，均未出現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)酸積累和氨抑制現(xiàn)象，運(yùn)行穩(wěn)定。另外，同一進(jìn)料比例在不同水力停留時(shí)間條件下，氨氮濃度會(huì)隨水力停留時(shí)間的增大而提高，但單位揮發(fā)性固體甲烷產(chǎn)率和氣體產(chǎn)率差異不大。

　　5.1.3 pH值

　　pH值作為厭氧消化過程中重要的控制因素，影響著產(chǎn)甲烷菌的活性和底物的水解效率，若pH值<6.3，會(huì)抑制產(chǎn)甲烷菌對(duì)揮發(fā)性有機(jī)酸的利用，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機(jī)酸的積累，這樣會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致pH值的下降，從而形成惡性循環(huán)。而根據(jù)YadvikaS等的研究，若pH值>7.8，又會(huì)造成NH4+向NH3的轉(zhuǎn)化，對(duì)厭氧消化系統(tǒng)產(chǎn)生毒性抑制?？梢姡琾H值過高或過低時(shí)，都不利于聯(lián)合厭氧消化的進(jìn)行。

　　為了保證厭氧消化系統(tǒng)內(nèi)有足夠濃度的厭氧菌并保持其具有足夠的生物活性，pH值通常應(yīng)維持在7.0～7.5，以提供厭氧菌的生長代謝環(huán)境。

　　5.1.4 溫度

　　溫度也是影響污泥和餐廚垃圾混合物料聯(lián)合厭氧消化過程的一個(gè)重要因素，一般認(rèn)為較高的溫度有利于促進(jìn)厭氧消化的反應(yīng)進(jìn)程，提高聯(lián)合厭氧消化效率，同時(shí)也有利于混合物料中總固體含量和需氧量的去除率。

　　Oleszkiewicz等以紙類、餐廚垃圾和污泥三者混合的高固體厭氧消化系統(tǒng)為對(duì)象進(jìn)行了研究，得出如下結(jié)論：相對(duì)于35℃的厭氧反應(yīng)溫度，厭氧消化系統(tǒng)在55℃條件下的揮發(fā)性固體降解率和產(chǎn)氣率均較高，并且在此溫度范圍內(nèi)，總固體含量和需氧量的去除率亦隨溫度的提高而提高。

　　5.2 物料的預(yù)處理

　　5.2.1 污泥的預(yù)處理

　　采用污泥預(yù)處理技術(shù)有助于破壞污泥中的顆粒成分，使厭氧菌所需的有機(jī)質(zhì)釋放出來，從而有效加快厭氧消化過程，增加產(chǎn)氣量。污泥預(yù)處理技術(shù)有很多，其中堿處理法和熱處理法工藝簡單，已具備工程應(yīng)用條件，且基建投資、運(yùn)行成本相對(duì)較低;超聲波處理法和臭氧氧化法的預(yù)處理但需繼續(xù)進(jìn)行工藝優(yōu)化和配套設(shè)備的開發(fā)工作;與以上四項(xiàng)污泥預(yù)處理方法相比，其他技術(shù)屬于新興技術(shù)，還需要開展進(jìn)一步探討和研究。此外，選擇兩種或兩種以上預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，如熱處理法與堿處理法結(jié)合應(yīng)用，可以達(dá)到更好的污泥預(yù)處理和后續(xù)厭氧消化效果。

　　5.2.2 餐廚垃圾的預(yù)處理

　　餐廚垃圾中富含大量油分，油脂降解性差，會(huì)對(duì)微生物生長代謝產(chǎn)生不利影響，所以應(yīng)進(jìn)行除油處理。分離出去的油脂可通過制肥皂或生物柴油等途徑實(shí)現(xiàn)資源再利用，而剩余固體部分再與污泥聯(lián)合厭氧消化。目前餐廚垃圾除油技術(shù)可歸納為四大類

氧微生物實(shí)現(xiàn)充分的混合，進(jìn)而影響厭氧效果。

　　綜上所述，單獨(dú)對(duì)污泥和餐廚垃圾進(jìn)行厭氧消化

，由于污水中有害物氨氮對(duì)環(huán)境污染和水體富營養(yǎng)化，給生活和工業(yè)用水的處理帶來了較大的困難。對(duì)廢水中氨氮的處理有較多的不同處理方法，常用的處理技術(shù)有化學(xué)中和法、化學(xué)還原法、化學(xué)沉淀法、折點(diǎn)氯化法、氨吹脫汽提法、液膜法、離子交換法、藻類處理法、土壤灌溉法、生物脫氮法等等，主要是根據(jù)不同的實(shí)際情況選擇不同的處理方法，并有不斷研究開發(fā)新的脫除處理技術(shù)，以達(dá)到更好地去除氨氮的目的。工業(yè)氨水廠廢水中的氨氮主要是氨以及銨鹽，本文根據(jù)這一特定的氨氮進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室去除處理試驗(yàn)，并用于生產(chǎn)實(shí)踐，結(jié)果較為滿意。

生石灰作為廢水中氨氮的處理劑進(jìn)行工業(yè)處理廢水，能夠達(dá)到工業(yè)廢水中氨氮脫除的效果，而且效果很好。在等同條件下，經(jīng)換算，當(dāng)廢水中的氨氮與氧化鈣質(zhì)量比為1︰35時(shí)效果比較好。

　　2.3 熟石灰的影響

　　用熟石灰代替生石