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半连续式与序批式餐厨垃圾与猪粪混合厌氧消化试验研究

作　者: 庞艳
导　师: 张文阳
学　校: 西南交通大学
专　业: 环境工程
关键词: 半连续序批式厌氧消化餐厨垃圾畜禽养殖废物有机负荷
分类号: X70
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 94次
引　用: 3次
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内容摘要

本论文选取餐饮场所的餐厨垃圾为对象,接种物猪粪取自成都市郊区一养殖户,在不同有机负荷条件下,将餐厨垃圾与猪粪混合进行中温厌氧消化,分别采用半连续与序批式进料方式。在中温35℃条件下,对厨余垃圾与猪粪进行混合厌氧消化试验,采用半连续式进料方式,逐渐提高加入物料的有机负荷率。结果表明：在0.5gVS/L.d和0.75gVS/L.d有机负荷条件下,混合厌氧消化系统所产生的VFA与氨氮,能够使系统的酸碱度(pH值)维持在有利于产甲烷细菌的生长和繁殖的范围内。甲烷含量可稳定在48%-57%范围内,甲烷含量最大值可达60.28%。甲烷产率与日产气量表现趋势一致,甲烷产率最高可达483 mL.VSg-1.d-1。整个厌氧消化系统产酸到产甲烷阶段的微生物的消长与生化反应均能达到动态平衡。在中温35℃条件下,对厨余垃圾与猪粪进行混合厌氧消化试验,按照有机负荷为0.5 gVS/L.d,采用序批式填料方式,总共运行61天。结果表明：序批式厌氧消化试验过程中pH由最初的7.1下降到6.5,然后又逐渐回升至7.0；VFA含量最高达到8160mg/L,随着反应的进行,VFA逐渐被转化成CH4和CO2等物质排出,使系统内的酸性物质得到降解,系统产气恢复正常,日产气量在试验的第45天达再次达到峰值5570mL/d,最高甲烷含量为68.9245%；甲烷产率为323mL/gVS,累计产气量为116366 mL由此可见,在0.5 gVS/L.d有机负荷条件下,序批式混合厌氧消化反应经过水解酸化阶段后,能够顺利进入到产甲烷阶段,使消化系统运行稳定。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-20
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 餐厨垃圾的产生及处理现状  12-14
    1.2.1 餐厨垃圾的来源与组成  12-13
    1.2.2 国外餐厨垃圾处理现状  13
    1.2.3 国内餐厨垃圾处理现状  13-14
  1.3 畜禽粪便的产生及处理现状  14-16
    1.3.1 畜禽粪便的来源与危害  14-15
    1.3.2 国外畜禽粪便处理现状  15
    1.3.3 国内畜禽粪便处理现状  15-16
  1.4 生物质垃圾混合厌氧消化技术处理现状  16-18
    1.4.1 国外混合垃圾厌氧消化处理现状  16-17
    1.4.2 国内混合垃圾厌氧消化处理现状  17-18
  1.5 课题研究的内容及技术路线  18-20
    1.5.1 研究内容  18
    1.5.2 主要技术路线  18-19
    1.5.3 研究的创新性  19-20
第二章厌氧消化微生物作用原理及技术概述  20-31
  2.1 厌氧消化的基本理论  20-24
    2.1.1 两阶段理论  20-21
    2.1.2 三阶段理论  21-23
    2.1.3 四阶段理论  23-24
  2.2 厌氧消化中的微生物及其相互关系  24-25
    2.2.1 厌氧消化中的微生物及其特性  24-25
    2.2.2 消化中的微生物间相互关系  25
  2.3 厌氧消化的主要影响因素  25-27
    2.3.1 pH值  26
    2.3.2 温度  26-27
    2.3.3 营养元素  27
    2.3.4 发酵物固含量(TS)  27
    2.3.5 抑制性或毒性物质  27
  2.4 厌氧消化工艺技术及反应器  27-28
    2.4.1 厌氧消化工艺技术  27-28
    2.4.2 厌氧消化反应器设计  28
  2.5 厌氧消化工艺的优缺点及在餐厨垃圾处理中的难点  28-29
    2.5.1 厌氧消化工艺的优缺点  28-29
    2.5.2 餐厨垃圾厌氧消化技术存在的难点  29
  2.6 厌氧消化过程的控制与优化条件  29-31
第三章实验方案与分析方法  31-36
  3.1 实验目的  31
  3.2 实验内容  31
  3.3 实验装置与材料  31-32
    3.3.1 实验装置  31-32
    3.3.2 实验材料  32
  3.4 试验方法及指标监测安排  32-33
  3.5 常规指标分析方法  33-36
第四章自制CSTR厌氧反应器试运行试验  36-40
  4.1 试验方案  36-37
  4.2 试验结果与分析  37-39
    4.2.1 猪粪厌氧消化过程pH变化  37-38
    4.2.2 猪粪厌氧消化过程产气情况分析  38-39
  4.3 自制CSTR厌氧反应器试运行效果评价  39-40
第五章半连续式餐厨垃圾与猪粪混合厌氧消化试验研究  40-48
  5.1 试验设计  40-41
  5.2 结果与分析  41-47
    5.2.1 半连续式厌氧消化过程pH变化  41-42
    5.2.2 半连续式厌氧消化过程VFA变化  42-43
    5.2.3 半连续式厌氧消化过程氨氮变化  43-44
    5.2.4 半连续式厌氧消化过程碱度变化  44-45
    5.2.5 半连续式厌氧消化过程产气量变化分析  45-47
  5.3 小结  47-48
第六章序批式餐厨垃圾与猪粪混合厌氧消化研究  48-55
  6.1 试验设计  48
  6.2 结果与分析  48-54
    6.2.1 序批式厌氧消化过程pH变化  48-49
    6.2.2 序批式厌氧消化过程VFA变化  49-50
    6.2.3 序批式厌氧消化过程氨氮变化  50-52
    6.2.4 序批式厌氧消化过程碱度变化  52
    6.2.5 序批式厌氧消化过程产气量变化分析  52-54
  6.3 小结  54-55
结论  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间发表的论文  61

半连续式与序批式餐厨垃圾与猪粪混合厌氧消化试验研究

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