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厌氧消化处理城镇有机垃圾是一种符合生态原理的垃圾资源化处理技术,现已成为有机垃圾处理的发展方向。现行有机垃圾厌氧消化技术应用过程中,存在有机物降解率低、降解周期长、产气量不高及沼气中甲烷含量偏低等问题。通过向厌氧消化体系添加金属离子能够在一定程度上加速有机物的降解,提高产气量,得到更好的资源化效果。本论文采用正交试验研究了三种主要因素Fe、Co、Ni离子对厌氧消化体系的影响显著性,得出了一组最优Fe、Co、Ni离子配比组,并在城镇有机垃圾水解溶出-UASB组合工艺中添加金属离子组合促进剂对有机垃圾进行处理。主要开展了以下几个方面的工作:①选用了三种对厌氧消化作用显著的Fe、Co、Ni离子,进行了三因素三水平正交试验和Fe离子单因素多水平试验,研究了Fe、Co、Ni这三种金属离子对厌氧消化体系的影响显著性。正交试验用水为有机垃圾水解浸出液,以产甲烷量大小为指标来考察正交试验的效果。试验中有机负荷稳定在7.2 kgCOD/m3·d～8.5 kgCOD/m3·d之间时,平均每日单位产甲烷量为0.261～0.365 L/gCOD。Co、Ni、Fe离子对有机垃圾水解浸出液厌氧消化有促进作用,对产甲烷效果的主次影响次序为:Co>Ni>Fe,最优组合添加量为5.0、1.0、1.0mg/L。②进一步在城镇有机垃圾水解溶出-UASB组合工艺中研究了添加由K、Mg和Co、Ni、Fe等五种金属离子组成的组合促进剂后对UASB反应器的促进效果。组合促进剂的添加物质分别为KCl、MgSO4·7H2O和FeCl2·4H2O、CoCl2·6H2O和NiCl2·6H2O;添加量分别为:钾离子100mg/L,镁离子50mg/L,铁离子5.0mg/L,钴、镍离子为1.0mg/L。试验结果表明,向UASB反应器进水里添加的金属离子组合促进剂对厌氧消化过程有明显促进作用,UASB反应器的容积负荷得到进一步提高,由12.89kgCOD/m3·d达到了17.79kgCOD/m3·d;污泥负荷从0.82 kgCOD/gVSS·d提高到1.07kgCOD/gVSS·d;COD去除率达到91.9%以上;每千克COD产气量平均值为392.5L,产气量较之添加组合促进剂之前增大了6.4%;而每千克COD产甲烷量平均值为297.5L,比添加组合促进剂之前增大了10.5%。该试验结果验证了,添加此组合促进剂能有效改善有机物降解率低、降解周期长、产气量不高及沼气中甲烷含量偏低等问题,提高了产甲烷量。相比国内外相关报道,此UASB反应器取得了很好的稳定性和资源化效果。