处理有机废弃物的移动式高温厌氧醱酵系统之研发.doc

有機廢棄物與豬糞尿污泥高溫厭氧共消化之研究Thermophilic Anaerobic Co-digestion of Organic Wastes with Swine Wastewater Sludge 研究生：Wun-Syuan Fan 指導教授：郭文健Wen-Chien Kuo 【摘要不適用於焚化及堆肥的廚餘和果菜廢棄物，目前最經濟的處理方式為販售於養豬戶；及養豬廢水經三段式處理流程中產生的污泥，其為複合機質，因此再利用價值較低。本研究針對此三者採用不同的比例，以高溫厭氧消化的方式進行試驗。起初建立廚餘、果菜廢棄物及豬糞尿廢水污泥的基本特性，廚餘及果菜的TCOD平均分別為371 g/L及246 g/kg，是屬於高濃度有機廢棄物。廚餘中鹽份及油脂的濃度亦相當大，平均值分別為4079.7 mg/L及25.8 g/L。廚餘及果菜的TCOD/TKN分別為386.5及1411.7，而TCOD/TP分別為393.6及726.1。在養豬廢水污泥方面，調勻池及厭氧池的TCOD/TKN平均值分別為59.2及53.2，TCOD/TP的平均值則分別為81.3及79.8，可得知污泥中的氮、磷營養鹽佔有相當大的比例。 以單一廚餘進行兩相式高溫厭氧消化模場進行實驗，當進料量在提升至180 L/d後，產氣量明顯提升約最高可達3552 L/d，其產氣率為0.22m3 gas production/kg CODremoval。SS、VSS、TCOD及SCOD在第107天後穩定，去除率分別平均為80%、85%、80.5%及80.0%。利用氣泡式呼吸儀探討數種比例有機廢棄物，將廚餘、果菜市場廢棄物及養豬廢水污泥，以5：3：2的比例混合，會有最大的產氣量約有1744 mL，TCOD去除率將近60％。可發現當提升豬糞尿污泥的比例時，產氣量及去除率都有降低的現象。 半連續式完全混合厭氧接觸反應槽操作在以高溫55℃及水力停留時間20天下，以不同比例有機廢棄物進行共消化，當共消化比例為5：3：2及3：2：5的產氣後期平均分別為4.10 L/d 及5.335 L/d ，單位體積產氣率分別為0.41 L gas/L?d 及0.53 L gas/L?d 。當比例為（5：3：2），操作至第85天後可以發現TCOD的去除率高達75%以上。在比例（3：2：5），在操作至第189天後可發現TCOD去除率約在60%左右，由此兩個階段可以發現有機成份的比例影響了去除率的結果。 單一豬糞尿試驗中SS、VSS及COD的去除率平均分別為47.5%、37.0%及50.7%，與共消化試驗相較之下，可看出單一物種的消化情形較不理想。經過長時間的操作後，產氣量可增加至7.53 L/d 而CH4的比例平均約在50.1%左右，單位體積產氣率為0.75 L gas/L?d 。 關鍵詞：高溫厭氧消化、共消化、有機廢棄物、豬糞尿廢水污泥 Abstract】 With the high moisture content in the organic wastes, this study investigated the co-digestion of the kitchen waste, market waste, and sludge from swine wastewater treatment under thermophilic condition. Characteristic analyses of the kitchen waste and market waste found the means of TCOD were 371 g/L and 246 g/kg, respectively, indicating a high organic fraction in the wastes. The sodium Na and Oil and Grease concentrations in the kitchen waste were found to be 4079.7 mg/L and 25.8 g/L, respectively. In kitchen waste and market waste, the TCOD/TKN were 386.5 and 1411.7, and the TCOD/TP were 393.6 and 726.1, respectively. In the sludge from equalization and anaerobic digestion processes of swine wastewater, the TCOD/TKN were 59.2 and 53.2, and the TCOD/TP were 81.3 and 79