环境卫生工程 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (5): 27-34.doi: 10.19841/j.cnki.hjwsgc.2025.05.004

• 有机固废生物处理与高值化利用 • 上一篇    下一篇

进料负荷调整对餐厨垃圾厌氧发酵酸化及恢复的影响研究

陈细妹   

  1. 福州中城科再生资源利用有限公司
  • 出版日期:2025-10-27 发布日期:2025-10-27

Study on the Effect of Feed Loading Adjustment on Anaerobic Fermentation Acidification and Recovery of Kitchen Waste

CHEN Ximei   

  1. Fuzhou ZCK Utilization of Renewable Co. Ltd.
  • Online:2025-10-27 Published:2025-10-27

摘要: 目前餐厨垃圾最主流的处理技术是厌氧发酵产沼气,但如果运营不当易发生酸化。对餐厨垃圾厌氧发酵过程中因进料负荷提高导致的系统酸化特征及其预警与恢复方法进行研究,结果表明:于15 d内进料负荷提高31.3%会导致厌氧系统酸化,单位产沼气量、总碱度(ALK)、挥发性脂肪酸(VFA)及VFA/ALK的变化较系统发生酸化分别提前42、40、28、28 d,可作为酸化预警指标,其中单位产沼气量最为敏感;酸化期间单位产沼气量、ALK、甲烷含量和pH最低值分别较初始值下降了65%、27%、19%和10.5%,VFA和VFA/ALK最高值分别较初始值上升了674%和953%;通过“降低进料负荷+ Na2CO3调理”可解除酸化,从调整进料负荷导致酸化再到解除酸化历经了86 d,消耗纯碱仅4 320 kg,具有可行性和经济性;恢复过程中各指标按甲烷含量、单位产沼气量、pH、VFA、VFA/ALK和ALK的顺序逐步恢复,当VFA与VFA/ALK分别降至2 000 mg/L和0.25以下可作为酸化预警解除判定标准;各指标在稳定、酸化及恢复阶段均呈现显著相关性(p<0.01)。

关键词: 餐厨垃圾, 厌氧发酵, 酸化, 恢复, 预警参数

Abstract: Currently, anaerobic digestion for biogas production is the most prevalent treatment technology for food waste, but improper operation can easily lead to acidification.The characteristics of acidification in food waste anaerobic digestion systems caused by increased feeding load, as well as early warning indicators and recovery strategies were studied. The results showed that a 31.3% increase in feeding load within 15 days induced system acidification. Changes in biogas production per unit, total alkalinity (ALK), volatile fatty acids (VFA), and the VFA/ALK ratio were 42, 40, 28, and 28 days earlier than acidification of the system, respectively, and could be used as early warning indicators for acidification, among which biogas production per unit was the most sensitive. During the acidification period, the minimum biogas production per unit, ALK, methane content, and pH decreased by up to 65%, 27%, 19%, and 10.5%, respectively, compared to initial values, while the maximum VFA and VFA/ALK ratio increased by 674% and 953%, respectively. Acidification could be effectively mitigated by reducing the feeding load and adding Na2CO3. The entire process from acidification triggered by increased load to complete recovery took 86 days, with only 4 320 kg of Na2CO3 consumed, demonstrating feasibility and cost-effectiveness. During recovery, indicators normalized in the following sequence, namely methane content, biogas production per unit, pH, VFA, VFA/ALK ratio, and ALK. A decrease in VFA below 2 000 mg/L and VFA/ALK below 0.25 can serve as criteria for determining the resolution of acidification warnings. All indicators showed significant correlations (p<0.01) across stable, acidified, and recovery phases.

Key words: food waste, anaerobic fermentation, acidification, recovery, warning parameters

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