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填埋场渗滤液与其他生物质垃圾混合厌氧消化条件试验研究

作　者: 周红艳
导　师: 张文阳
学　校: 西南交通大学
专　业: 环境工程
关键词: 批式混合厌氧消化其他生物质垃圾渗滤液有机负荷
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 63次
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内容摘要

本论文生物质垃圾取自成都市交桂巷菜市场的垃圾场,接种物为成都市长安垃圾填埋场渗滤液,在中温35℃条件下,采用批式填料方式,研究不同有机负荷条件下渗滤液与其他生物质垃圾混合厌氧消化过程。首先,采用批式填料方式,运行渗滤液厌氧消化试验。结果表明：在整个第一次渗滤液厌氧消化过程中,渗滤液始终未产气。其主要原因是此次试验的渗滤液为“中老龄”渗滤液,可生化性较差,且渗滤液在存储过程中,已经过酸化阶段和产甲烷阶段。第二次渗滤液厌氧消化系统的pH一直维持在7.2～7.8之间,水解酸化和产甲烷化阶段都顺利进行,未受到抑制。最大日产气量为445mL,在试验第13天出现最大甲烷含量74%,累计产气量为2698mL,由此可见,厌氧消化产气效果良好,消化系统较稳定。然后,采用批式填料方式,分别在0.25gVS/L.d、0.50gVS/L.d、0.75gVS/L.d有机负荷条件下,对其他生物质垃圾和渗滤液进行混合厌氧消化条件试验。结果表明：第一次批式混合厌氧消化试验中,0.25gVS/L.d、0.50gVS/L.d和0.75gVS/L.d三个有机负荷厌氧消化系统均未进入产酸阶段和产甲烷阶段,其累计生物产气量分别为436mL、1019mL和1375mL。第二次批式混合厌氧消化试验中,0.25gVS/L.d有机负荷混合厌氧消化系统运行较稳定,而0.50gVS/L.d和0.75gVS/L.d有机负荷混合厌氧消化系统不稳定,不能比较正常运行。在试验中后期,0.25gVS/L.d有机负荷VFA浓度下降趋势明显,顺利进入产甲烷阶段,而0.50gVS/L.d和0.75gVS/L.d有机负荷VFA浓度超过了系统内不产甲烷菌所能承受的限度,在试验周期内,未能进入产甲烷阶段,且酸化过程不可逆。在整个厌氧消化过程中,三个消化系统的氨氮浓度在1500mg/L左右内呈波动变化。同时,氨氮浓度与碱度的变化趋势有一定的相关性。由于0.50gVS/L.d和0.75gVS/L.d有机负荷未正常进入产甲烷阶段,所以只研究0.25gVS/L.d有机负荷的日产气量变化和气体成分含量变化情况。其中, CH4最高含量达到80.76%,平均甲烷含量为55.90%,累积甲烷产量为3886mL,累积产生物质气体3039mL。由此可见,有机负荷的选取将直接影响到厌氧消化系统的pH变化,从而影响整个厌氧消化系统的稳定性,阻碍消化反应顺利进行。因为只有在适宜的有机负荷条件下,才能够维持厌氧消化水解酸化阶段和产甲烷化阶段的动态平衡。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第一章绪论  12-20
  1.1 生物质垃圾的产生及处理现状  12-14
    1.1.1 生物质垃圾的来源与组成  12
    1.1.2 国外生物质垃圾处理现状  12-13
    1.1.3 国内生物质垃圾处理现状  13-14
  1.2 填埋场渗滤液的产生及处理现状  14-16
    1.2.1 填埋场渗滤液的来源及水质特征  14
    1.2.2 国内外填埋场渗滤液处理现状  14-16
  1.3 生物质垃圾混合厌氧消化处理现状  16-17
  1.4 课题研究的意义、内容及技术路线  17-20
    1.4.1 研究意义  17-18
    1.4.2 研究内容  18
    1.4.3 主要技术路线  18
    1.4.4 研究的创新性  18-20
第二章厌氧消化原理及技术概述  20-32
  2.1 厌氧消化的基本理论  20-23
    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
  2.2 厌氧消化的微生物学原理  23-24
  2.3 厌氧消化的动力学原理  24-26
  2.4 厌氧消化的主要影响因素  26-29
    2.4.1 厌氧消化条件  27
    2.4.2 pH值  27
    2.4.3 温度  27-28
    2.4.4 营养元素  28
    2.4.5 氨氮与碱度  28-29
    2.4.6 接种物  29
    2.4.7 抑制性或毒性物质  29
    2.4.8 搅拌  29
  2.5 厌氧消化工艺技术  29-30
  2.6 厌氧消化工艺的优缺点及在处理生物质垃圾中的难点  30-32
    2.6.1 厌氧消化工艺的优缺点  30
    2.6.2 厌氧消化技术处理生物质垃圾存在的难点  30-32
第三章实验方案与分析方法  32-39
  3.1 实验目的  32
  3.2 实验内容  32
  3.3 实验仪器、装置与材料  32-33
    3.3.1 实验仪器  32-33
    3.3.2 实验装置  33
    3.3.3 实验材料  33
  3.4 实验方法及指标监测安排  33-34
  3.5 实验参数确定  34-35
  3.6 常规指标分析方法  35-37
  3.7 实验运行与维护  37-39
第四章批式厌氧反应器渗滤液运行试验  39-45
  4.1 试验方案  39
  4.2 第一次渗滤液厌氧消化试验结果与分析  39-40
  4.3 第二次渗滤液厌氧消化试验结果与分析  40-43
    4.3.1 第二次渗滤液厌氧消化过程pH值变化  40-41
    4.3.2 第二次渗滤液厌氧消化过程产气情况分析  41-43
  4.4 批式厌氧反应器渗滤液运行效果评价  43-45
第五章批式渗滤液与其他生物质垃圾混合厌氧消化条件试验研究  45-53
  5.1 试验设计  45
  5.2 第一次批式混合厌氧消化过程结果与分析  45-46
  5.3 第二次批式混合厌氧消化过程结果与分析  46-51
    5.3.1 第二次批式混合厌氧消化过程pH变化  46-47
    5.3.2 第二次批式混合厌氧消化过程VFA变化  47-48
    5.3.3 第二次批式混合厌氧消化过程氨氮和碱度变化  48-49
    5.3.4 第二次批式混合厌氧消化过程产气量变化  49-51
  5.4 小结  51-53
结论  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-58
攻读硕士学位期间发表的论文  58

填埋场渗滤液与其他生物质垃圾混合厌氧消化条件试验研究

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