有机垃圾好氧及好厌氧组合堆肥中挥发组分排放研究外文翻译资料

 2023-01-06 11:16:53

有机垃圾好氧及好厌氧组合堆肥中挥发组分排放研究

研究根据在活性堆肥时期的挥发性化合物排放情况比较了两种不同的有机垃圾堆肥技术。在需氧堆肥过程中，以12周为一时段向有机垃圾通气。而需氧跟厌氧结合的堆肥过程是由一系列3周的厌氧细菌分解（阶段一）和两周的有氧过程（阶段二）。当需氧跟厌氧结合的堆肥的挥发性化合物在阶段一排放过程被完全的堆肥植物测量，这两个堆肥技术对于需氧的阶段都是在中试的堆肥箱运行的。在沼气和有氧堆肥垃圾产生的废气里分析相似组分的挥发性化合物，有乙醇，羰基化合物，萜烯，酯类，硫化物，醚类。在需氧生物堆肥废气排放中观察到占主要优势的是乙醇（积累的排放含量占38%）。而在阶段一和阶段二有氧和无氧结合的生物堆肥过程中优势废气分别是萜烯（87%）和氨（93%）。在有氧生物堆肥过程中，2-丙醇、乙醇、丙酮、柠檬烯和乙酸乙酯占了82%的全部挥发性有机化合物排放量。在这之后，气体分析在有氧生物堆肥的过程中排放概况显示出明显的不同在不同的挥发物组作为一个时间的功能。在有氧生物堆肥中全部的挥发性有机化合物，氨气，硫化氢占有机垃圾的742g/t。而在阶段一和阶段二有氧和无氧结合的生物堆肥过程中全部的排放分别是236g/t和44g/t。通过阶段一将99%去除效率的沼气挥发氧化生物发电，有氧与无氧相结合的生物堆肥过程可以被视作一个对有氧生物堆肥来说具有吸引力的选择。因为他比提到的挥发物所有排放量低17倍。（1999年出版社保留全部版权）。

关键词：氨，有机垃圾，堆肥，气味，萜烯，挥发性有机化合物

简介为了减少体积和固体废物的体积被处置，对生活垃圾堆肥生物降解率，在50-60%的总质量，成为一个被广泛接受近年来技术（gellens et al.，1995；爱泼斯坦，1997）。在所有的堆肥过程中，微生物的好氧和/或厌氧分解是至关重要的步骤（derikx等人，1990）。好氧过程主要是用来将生活垃圾堆肥。在这些植物中，生物废物是加气在几个星期到几个月的强吸或吹，以除去水分和热量，创造好氧嗜温微生物进行降解和嗜热的最佳环境（豪格，1986）。

最重要的问题是经营好氧堆肥厂的气味污染，由于挥发性化合物（克劳丝等人，1992）的排放。挥发物的排放已经开始来了在堆肥厂的新鲜生活垃圾瓦尔。据eitzer（1995），大部分的挥发性有机化合物（VOC）在好氧堆肥厂排放在处理的早期阶段，即在倾斜的地板，在碎纸机在初始活性堆肥区。宝uml;HLE和kliche（1996）分好氧堆肥工艺（ACP）在酸性的开始阶段，高温阶段冷却阶段，在每个阶段特定的气味分子的生产。根据霍曼斯和菲舍尔（1992），主要是厌氧条件下堆肥桩由于缺乏地区将产生硫化合物的强烈气味，而不完全的有氧降解过程导致的排放的醇，酮，酯和有机酸。范durme等人。（1992）身份证entified甲硫醚、二甲基二硫醚、柠檬烯、alpha;-蒎烯在污水污泥堆肥设施最重要的有气味的挥发性有机化合物。本文认为，后两者比较听着从作为填充剂的木片发布。在高温堆肥阶段，热解，自动氧化和美拉德反应产物（如吡啶、吡嗪）可以被检测到在堆肥废气中的生物代谢物旁边（霍曼斯和菲舍尔，1992）。克劳丝等。（1992）确定3-hydroxy-4,5 - dimethyl-2（5H）-呋喃酮作为一种典型的气味而形成很高的温度（80摄氏度）和在酸性至中性PH值的堆肥材料。其次，不适当的营养平衡（例如太多草）在生活垃圾混合堆肥可以导致过多的挥发性有机化合物和氨的排放（威廉姆斯，1995；海宁et al.，1995）。

一种新的有机垃圾堆肥技术是结合厌氧/好氧堆肥过程（CCP）（六和1992；gellens贝耳，et al.，1995）。在比利时，只有一个有机垃圾堆肥厂工作根据这项技术到现在为止。在这家工厂，一个密集的高温（50-55°C）固态发酵（第一期）发生在一个立式反应器厌氧停留时间约3周和沼气生产100美元立方米吨~ 1废弃物（gellens et al.，1995；辛克莱和当时情景，1995）。由于封闭式发酵罐的设计，所有的挥发物在第一阶段是收集沼气池。在现场，这沼气的一部分转化为蒸汽加热过程（7%），而剩余的气体被转换成电后，在燃烧的发电厂。后消化（第一期），残留在机脱水滤饼是加气两周期间（阶段II）（楣板，1996）。关于挥发物的排放量，但是，没有数据发现这些共产党。这项工作的范围是量化的挥发性有机化合物的排放量，两者的ACP和共产党活动期氨和硫化氢。这些数据用于选择最佳的气味污染治理技术。

1. 材料与方法

2.1 废弃物和压块

源分离的蔬菜、水果、花园和废纸从布莱希特（比利时）和周围的村庄（十一月1996）的使用，具有70%的花园废物的平均组成，20%厨房垃圾10%不可回收的纸（辛克莱Kelleher，1995）。在全面联合厌氧/好氧堆肥厂在布莱希特，收集的废物，在粉碎和均质鼓完成过40 mm筛。约120公斤的原料运到实验室进行12周的中试规模的ACP。在第二阶段的过程中，我的党的挥发物的排放进行了现场监测法权。经过消化和脱水机中的残渣进行55%美元的干物质含量，该材料筛过10 mm筛现场。约120公斤的这种筛滤饼（始发从250美元公斤生活垃圾）运到实验室进行党的II期。值得注意的是，相同的原始有机垃圾用于堆肥工艺。

2.2。中试规模堆肥试验

两个堆肥箱与一个224升的体积进行的ACP和党的II期（图1）。一本充满了120美元公斤筛废弃物和120美元公斤油饼等。两垃圾箱覆盖用绝缘材料，以尽量减少热损失。使用一个压缩机，在两个箱的堆肥材料与室外空气和在上流动的制度。流量通过垃圾桶用一个流量控制器设置一组，用流量计测量。在堆肥材料的温度，通过温度探头测量。垃圾箱的污水被送到一个引擎盖上。为12 ACP，堆肥材料定期取出，混合和湿以防窜、干燥（图2A）。

图1。试验规模化堆肥试验：（1）流控制器和流量计，（2）堆肥箱，（3）堆肥材料，（4）温度探头，（5）出水空气，（6）气体取样装置（6a），饮水机，（6B）采样管、（6c）空气泵

图2。（一）曝气量（立方米吨垃圾~ ~ 1 D 1）应用和温度（°C）的堆肥物质12周的好氧堆肥过程。垂直虚线是指混合和堆肥材料的润湿性。（b）曝气量（立方米吨~ 1废弃物D ~）和温度（1）应用°C）的厌氧/好氧联合堆肥ProⅡ期堆肥材料塞斯。

2.3 分析氧气和二氧化碳

气体采样的堆肥箱的氧气和二氧化碳的分析，进行了使用500将气体注射器，然后通过直接注入的气相色谱法。使用gc-8a进行分析岛津，配有TCD。

2.4 分析NH3 和 H2S

科思特气体技术和DRAuml;GER检测管进行NH3（2.5-200PPM，5.5-700 PPM）和H2 S（4L：1-240 ppm）。这些探测器管的精度公差为plusmn;25%。

2.5VOC采样程序

玻璃管（内径0.7厘米，长19.5厘米）挤满了750毫克的Tenax GC（TGC）（60-80目大小）或500毫克的Tenax TA（TTA）（60-80目大小）和250毫克碳分子筛SIII（CSII我）（60-80目大小）。Tenax TA与Tenax GC，但产生较少的文物和更稳定（matisova和skrabakova，1995）。由于有报道称小摩尔csiii性较高（matisova分子和skrabakova，1995），气流在TTA / csiii管进入收集样品的过程中总是在TTA的一面。在解吸过程中，这一流动方向被逆转。所以rbentia被保留在使用玻璃棉塞的玻璃管。使用前，管空调在3 h在220（TGC）或250°C（TTA / csiii）氦流下（20毫升~ 1）。空气样品D与隔膜泵（ASF托马斯5010型），而空气采样流量采用转子流量计调节（洋行603），先前的校准与肥皂膜泡米。空气采样流量W率为小样本量的设定在0.1升/分钟~ 1（（5升）和0.5升/分钟~ 1提高取样量（5-10）。空气流在冰水冷却器中冷却，并在吸附前进行限制水蒸气吸附（图1）。采样总是两TGC管和TTA / csiii管进行。

2.6。分析VOC检测仪器

气相色谱/质谱用于定量识别VOC的仪器包括一个瓦里安2700 GC配备FID和MAT 112s质谱仪。解吸炉建于ORD对吸附管的分析。正常的气相色谱注射器被替换的一六个单向阀提供了一个冷阱。液体氮在冷阱中的挥发物中使用。在治疗过程中误吸，氦气通过以管输送到冷阱脱挥发物。附条件为10分钟，220°C TGC管和20分钟在250°C TTA /csiii管。载气直接与气相色谱柱相连接。注入时，阀切换，使载气先流经冷阱后再到该列。挥发物，闪蒸后的快速加热冷阱的高强度1000瓦卤素灯装置。喷油器和FID检测器温度为240°C 60 M 100%二P聚硅氧烷柱（膜厚1.5流明，内径0.53 mm）进行程序升温从25到100°C在2°C min ~ 1和100°C 220 C 4 C°°~ 1分钟。一个分离器被安装在第二个的柱和FID检测器将约1 4的污水通过质谱仪源传输线E端。质谱仪的条件如下：温度的反式外汇储备：250°C；电离能：70 eV；气源压力：10 ~ 6乇；扫描范围：30-250 M E ~ 1；扫描速度：2.5秒扫描~ 1（Van langenhove et al.，1982）。除了CS2，定量分析进行我与纳尔逊色谱分析软件的FID信号融合（4.1）制度。由于FID的响应被发现一个化学组内的挥发物是非常相似的（Fo除外有机硫化合物），只有一个有代表性的化合物的反应因子被确定为1个三个500个会注射的平均值为1000 -纳克1溶液。为有机硫化合物，每个分子的标准进行了测定。由于对CS2的FID响应低，该化合物的量化是通过整合进行质谱仪的全离子计数谱图。

2.7。数据处理

在整个试验期间，对每一种挥发性有机化合物进行了分析，并对两种吸附管的浓度进行了分析。这两个管被认为是可以互换的，因为斜坡该地块等于1 / - 0.2。唯一的例外是异戊二烯，取得了对TGC管高浓度。除异戊二烯，在TGC和TTA /分析的平均值SIII管进行数据处理。

2.8。对生活垃圾和堆肥的分析

干物质含量由105°C烘干前后的重量差计算。NH4N 没有X N含量、pH值和电导率（EC）的测定按标准方法（APHA，1980）。有机垃圾堆肥的萜烯含量的测定采用水蒸汽蒸馏法萃取的改性手段把尼克人提取装置

（古德弗鲁特et al.，1981）。约50毫升二氯甲烷提取500克材料。在一个初步的实验中，提取效率为97%，得到3小时后提取期为柠檬烯的标准添加到一个成熟的堆肥样品。因此，这种提取时间进行进一步的萜类化合物的分析。

3。结论

3.1。ccp第一阶段挥发物的排放

ccp在第一阶段，沼气从发酵罐顶部提取并发送到气包的存储容量相当于5沼气生产。沼气进行了分析之前气体袋，后的气体袋（导致时间平均浓度），并通过电发电机。旁边的特点沼气化合物CH4的存在（plusmn;49% V / V）和CO2（plusmn;51% V / V）、无机与有机挥发性化合物的沼气为2.36 g m ~ 3萜烯类化合物占总浓度（87%）（表1）。考虑到平均气体生产100立方米吨~ 1渣，挥发物总量（不包括CO2和CH4）在第一阶段是236克吨~ 1生活垃圾。在第一阶段期间累计萜烯排放（206克N ~ 1废弃物）对应于104%的实验测定原萜含量的新鲜生活垃圾（199克吨~ 1）（表2）。然而，对伞花烃被认为是主要的（60%）除权价在沼气烯分子，而柠檬烯约新鲜萜烯类含量的生活垃圾的91%。

通过气体袋后，氨气不再检测沼气（表1），最可能是由于在凝结在表面积累的水分子溶解煤气袋。对于表1在沼气袋和之后的沼气袋和之后，在沼气中的挥发性化合物（毫克米3）的浓度（例如）

表2中含量（克吨~ 1）在废弃物和累积萜烯排放（G吨~ 1）好氧堆肥过程中（ACP）在阶段的厌氧/好氧联合COM I和II张贴过程（ccp）。在堆肥材料的萜烯含量未检出。

其他化合物，时间平均浓度后的气体袋是在相同数量级的气体袋之前的浓度。一方面，在另一方面，通过发电机乙烷（数据未显示）和其他挥发物（＞有效99%）通过焚烧废气的去除（表1）。

在第一阶段，发酵的残留在机脱水滤饼送至II期。在脱水过程中挥发物的释放和挥发物的存在对不在本研究监测。基于观察到的效果，在气包，在凝结水氨溶解但在脱挥发物的重大损失是O只有将NH3。

3.2。试点规模的堆肥箱的操作

两箱加气为了防止堆肥材料超过70°C.温度的堆肥材料转移到60-70°C在1周期间的ACP的温度（图2A），W而这只需要2天，中国共产党在II期（图2B）。在ACP在3周温度的增加是由于在曝气率下降（从135到75立方米吨~ 1 d ~ 1）也由于其堆肥材料在2周内的混合。累积的曝气量为5234 m3 ~ 1吨废弃物和1165立方米吨~ 1滤饼（或555立方米吨~ 1废弃物）在ACP和党的II期，水库随访。无论是堆肥过程导致一个较高的干物质含量与新鲜生活垃圾比较高pH值最终堆肥产品（表3）。在12周的ACP120公斤废弃物产生50公斤堆肥，而曝气过程中表3特征的有机垃圾，从好氧堆肥的堆肥（ACP）和联合厌氧/好氧堆肥过程（CCP）。

图3。混合厌氧/好氧堆肥过程中的好氧堆肥过程中二氧化碳排放量（%）和累积排放量（kg 1）对120公斤油饼中共II期，从250美元公斤废弃物，造成105公斤堆肥。

3.3。ACP和ccp的第二阶段无机化合物的排放

在图3中，在堆肥试验中，微生物呼吸速率的逐渐下降说明。氧气（%）和二氧化碳浓度测量的线性回归中试试验中都导致一个良好的相关性：

(%O2 )=21.94—0.98 (%CO2 ) (n=16; r2=0.98).

累积CO2呼吸291公斤吨

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