制第2級反應(yīng)器的pH。在相對比的單級CSTR系統(tǒng)中，在HRT/SRT為20天、溫度為35°C，且沒有控制pH的條件下運(yùn)行反應(yīng)器。
[0088]結(jié)果示出了，與單級系統(tǒng)相比，兩級系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了顯著更高的揮發(fā)性固體(VS)消減(圖4)，且與單級系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的平均VS消減效率為29.32 ± 3.55 %相比，兩級系統(tǒng)為57.60 ± 3.68 %。在單級系統(tǒng)中，沒有控制pH，但pH設(shè)定在6.8-6.95之間的自身維持水平。兩級系統(tǒng)的第2級反應(yīng)器的pH也沒有控制，但pH值初始是增加的，然后在7.82處保持穩(wěn)定。
[0089]因?yàn)閮杉壪到y(tǒng)中增加的VS消減，兩級系統(tǒng)的甲烷生成要高于在單級系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的甲烷生成(圖5)。與單級系統(tǒng)相比，兩級系統(tǒng)中在整個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間里生成了超過31.54±6.46%的甲烷(量(volume)) ο
[0090]實(shí)施例4
[0091]實(shí)施例3中描述的兩級系統(tǒng)也在中試規(guī)模下以18L/天進(jìn)料運(yùn)行。與實(shí)施例3相似，第I級反應(yīng)器維持在pH范圍為8.0-8.5 ( 一般為8.0)、溫度為35°C且HRT/SRT為3天。第2級反應(yīng)器在HRT/SRT為17天、溫度為35°C且pH以很小的主動(dòng)控制維持在6.8-7.2的范圍下運(yùn)行。結(jié)果示出了在中試系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了 69.09 ± 5.21 %的VS消減。
[0092]實(shí)施例5
[0093]第I級嗜熱&第2級嗜溫CSTR實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)
[0094]上述兩級系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室CSTR系統(tǒng)中以2.5L/d污泥進(jìn)料運(yùn)行。第I級反應(yīng)器在pH為8-8.5 ( 一般為pH 8.0)、HRT/SRT為3天且溫度為55°C下運(yùn)行，且第2級反應(yīng)器在HRT/SRT為17天且溫度為35°C下運(yùn)行。第2級反應(yīng)器的pH在實(shí)驗(yàn)的前75天期間沒有控制，但然后從實(shí)驗(yàn)的第76天起控制在pH 6.8-7.1 (—般為7.1)。出于對比的目的，還設(shè)置了單級CSTR系統(tǒng)。在單級系統(tǒng)中，反應(yīng)器在HRT/SRT為20天、溫度為35°C且沒有控制pH下運(yùn)行。
[0095]結(jié)果表明在兩級系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了顯著的VS消減(圖6)。在第2級系統(tǒng)中沒有pH控制的情況下，兩級系統(tǒng)和單級系統(tǒng)的平均VS消減分別為66.79 ±3.01%和30.04 ±3.65%。在實(shí)驗(yàn)的前75天期間，第2級反應(yīng)器中的pH在沒有pH控制的情況下增加至大約7.85然后保持穩(wěn)定。在相同期間內(nèi)，單級系統(tǒng)中的PH自我維持在6.8-6.95。
[0096]從實(shí)驗(yàn)的第76天起，第2級反應(yīng)器中的pH維持在7.1且第2級反應(yīng)器中的VS消減被進(jìn)一步提高。從實(shí)驗(yàn)的第76天至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，第2級反應(yīng)器和單級反應(yīng)器的平均VS消減分別為78.56±1.88%和33.39±4.17%。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，兩級系統(tǒng)和單級系統(tǒng)中的平均 VS 消減分別為 72.65 ±6.53%和 31.65 ±4.26%。
[0097]關(guān)于甲烷生成，在兩級系統(tǒng)中生成了更多的甲烷(量)(圖7)。與單級系統(tǒng)相比，在實(shí)驗(yàn)的0-75天期間，當(dāng)?shù)?級反應(yīng)器沒有控制pH時(shí)，兩級系統(tǒng)中生成了超過32.80±6.75% (量)的甲烷；而從第76天起，當(dāng)?shù)?級反應(yīng)器中的pH控制在7.1時(shí)，兩級系統(tǒng)中生成了超過40.05±4.81% (量)的甲烷。在整個(gè)0-141天實(shí)驗(yàn)期間，與單級系統(tǒng)相比，兩級系統(tǒng)中生成了超過36.73±6.78% (量)的甲烷。
[0098]實(shí)施例6
[0099]在單級和兩級實(shí)驗(yàn)室CSTR系統(tǒng)中涉及的微生物
[0100]采集取自進(jìn)料、單級反應(yīng)器、嗜溫第I級反應(yīng)器和嗜溫第2級反應(yīng)器(實(shí)施例4)的樣品以及來自嗜熱進(jìn)料、單級反應(yīng)器、嗜熱第I級反應(yīng)器和嗜溫第2級反應(yīng)器(實(shí)施例5)的樣品，并用逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)進(jìn)行分析以研宄在單級和兩級系統(tǒng)中涉及的微生物群落。圖8示出了樣品中細(xì)菌和古生菌的優(yōu)勢度(dominance)。發(fā)現(xiàn)的是，在進(jìn)料和每一生物反應(yīng)器中都發(fā)現(xiàn)了甲烷微菌、甲烷桿菌、甲烷毛菌和甲烷八疊球菌的甲烷菌種，將PH控制在8.0的嗜溫和嗜熱第I級反應(yīng)器中并沒有抑制第I級反應(yīng)器中的產(chǎn)甲烷菌的培養(yǎng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于處理有機(jī)廢物的方法，所述方法包括如下步驟: 將包括有機(jī)廢物的進(jìn)料流引入至第一反應(yīng)器中； 由所述第一反應(yīng)器生成流出物；和 將所述第一反應(yīng)器中的所述流出物提供至所述第二反應(yīng)器， 其中，所述第一反應(yīng)器維持在大約6.5到大約10.0的pH下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一反應(yīng)器維持在大約7.0到大約9.0的pH下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一反應(yīng)器維持在大約7.5到大約8.5的pH下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一反應(yīng)器維持在pH大約8.00
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第一反應(yīng)器主要為水解/產(chǎn)酸反應(yīng)器。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第二反應(yīng)器主要為產(chǎn)甲烷反應(yīng)器或?yàn)閱渭墔捬醴磻?yīng)器。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第一反應(yīng)器和/或第二反應(yīng)器在大約35到大約60°C的溫度下運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一反應(yīng)器在大約50到大約60°C的溫度下運(yùn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，所述第二反應(yīng)器在大約35到大約49°C的溫度下運(yùn)行。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第一反應(yīng)器在大約2小時(shí)到大約5天的水力停留時(shí)間下運(yùn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一反應(yīng)器在大約3天到大約5天的水力停留時(shí)間下運(yùn)行。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第二反應(yīng)器在大約6.5到大約7.9的PH下運(yùn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述第二反應(yīng)器在大約6.8到大約7.4的pH下運(yùn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第二反應(yīng)器在大約7.1的pH下運(yùn)行。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述有機(jī)廢物包括可生物降解的固體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述有機(jī)廢物為有機(jī)物含量高的污泥、廚余垃圾、含油廢物、固體廢物、以及它們的任意組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述污泥為廢棄污泥、二次污泥、含油污泥、工業(yè)污泥或污水污泥、或它們的任意組合。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述第一和第二反應(yīng)器進(jìn)一步包括pH、氧化還原電勢(ORP)和溫度控制器。
19.一種廢物處理設(shè)備，所述廢物處理設(shè)備使用根據(jù)權(quán)利要求1-18所述的方法。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的廢物處理設(shè)備，其中，所述廢物處理設(shè)備為廢水處理設(shè)備。
21.—種用于處理可生物降解廢物的反應(yīng)器系統(tǒng)，所述反應(yīng)器系統(tǒng)包括第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器，所述第二反應(yīng)器位于所述第一反應(yīng)器的下游，且與所述第一反應(yīng)器流體連接，其中，所述第一和第二反應(yīng)器適合使用根據(jù)權(quán)利要求1-18所述的方法。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的反應(yīng)器系統(tǒng)，其中，所述第一反應(yīng)器主要為水解/產(chǎn)酸反應(yīng)器。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的反應(yīng)器系統(tǒng)，其中，所述第二反應(yīng)器主要為產(chǎn)甲烷反應(yīng)器或?yàn)閱渭墔捬醴磻?yīng)器。
24.根據(jù)權(quán)利要求21-23任一所述的反應(yīng)器系統(tǒng)，其中，所述第一和第二反應(yīng)器進(jìn)一步包括PH、氧化還原電勢(ORP)和溫度控制器。
【專利摘要】公開了一種用于處理有機(jī)廢物的方法，所述方法包括如下步驟：將包括有機(jī)廢物的進(jìn)料流引入至第一反應(yīng)器中；由所述第一反應(yīng)器生成流出物；和將所述第一反應(yīng)器中的所述流出物提供至所述第二反應(yīng)器，其中，所述第一反應(yīng)器維持在pH大約6.5到大約10.0。還公開了適于運(yùn)行和/或使用所述方法的設(shè)備。
【IPC分類】C02F11-04, C02F3-28, C12M1-107
【公開號】CN104768880
【申請?zhí)枴緾N201380054798
【發(fā)明人】周琰, 郭成洪, 伍文楨
【申請人】南洋理工大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2013年10月18日
【公告號】WO2014062137A1