严寒地区垃圾焚烧发电厂发酵菌群温度响应特性

针对严寒地区冬季生活垃圾发酵过程中细菌群落演替设计实验,探究发酵过程中不同温度下(0,10,15,20,30,40℃)的有机物含量变化及细菌温度响应特性。研究表明:在0~40℃内发酵前3 d渗滤液中有机物含量变化均呈先下降再上升的变化趋势,温度越高,渗滤液中有机物在第3天的COD值也越高,且3~6 d下降幅度增大,而后6~10 d内的回升幅度也增大。通过微生物测序发现,最优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes),其相对丰度为64.41%~99.74%,最优势菌属为乳杆菌属(Lactobacillus),其相对丰度为13.18%~96.95%。在0℃发酵温度下,乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度占比下降迅速,魏斯氏菌属(Weissella)成为最优势菌属;在其他温度下,乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度占比均超过68.92%。结果表明:垃圾样品中细菌种类及数量受发酵温度影响显著,在15℃以上的发酵温度下,乳杆菌属(Lactobacillus)的数量均出现上升趋势,30℃发酵温度下增长幅度最大。乳杆菌属数量的增加对有机物的降解作用也增强,并对其他菌属有明显的抑制作用。从利于垃圾入炉焚烧的角度考虑,结合垃圾解冻能耗问题,建议将垃圾储存池温度设置为15~20℃。

北方寒区焚烧发电厂垃圾发酵渗滤液中有机物变化规律

北方寒冷地区冬季冰冻垃圾不易脱水,严重影响焚烧发电厂入炉垃圾的焚烧效率,已成为影响寒区垃圾焚烧发电行业发展的难题。主要围绕寒区焚烧发电厂中储坑垃圾在0~10 d发酵周期内,垃圾厌氧发酵渗滤液COD、TOC、NH_(4)^(+)-N、TN、TP等指标随发酵温度(10,20,30℃)的变化规律开展研究。结果表明:10℃下,渗滤液中COD、TOC、TN、NH_(4)^(+)-N的浓度在0~4 d内均呈快速下降趋势,TP浓度在第6天下降到最低值。随后6~10 d各指标含量逐步升高,COD、TN、NH_(4)^(+)-N、TP在第10天达到最大值。而在20,30℃下,COD、TOC、NH_(4)^(+)-N、TP浓度在0~3 d逐渐下降,3~7 d内各指标逐渐升高,在7~10 d内浓度逐渐下降。分析认为,发酵初期渗滤液中各指标浓度降低主要是由于垃圾中水分的析出,而发酵中期垃圾固体中大分子有机物被降解为小分子有机物并转移到渗滤液中,导致渗滤液各指标上升。在发酵后期,微生物对渗滤液中C、N、P的利用是指标浓度下降的主要原因。此外,垃圾在发酵温度高于20℃,发酵时间超过3~4 d时,垃圾中大分子纤维链断裂,有机物大量降解进入渗滤液中导致垃圾热值降低,最终影响了垃圾焚烧效果。综合考虑垃圾发酵渗滤液有机物变化、垃圾热值及储坑池容等因素,确定寒冷地区垃圾在储坑中的发酵温度和时间控制在10~20℃,堆酵3~6 d为宜。该研究结果可为深入研究寒区冰冻垃圾焚烧效率影响因素提供数据参考。