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餐厨垃圾分散式现场处理关键技术研究

作　者: 王延昌
导　师: 袁巧霞
学　校: 华中农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 厌氧消化餐厨垃圾正交试验温度接种率含水率
分类号: X705
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着社会的发展和人们生活水平的提高,餐厨垃圾在城市生活垃圾中的比例越来越大。餐厨垃圾中有机物和水分含量高,若不经过合理处置会给周围的环境卫生和人身健康造成严重危害。目前,国内外实际应用的餐厨垃圾集中处理技术主要包括填埋、焚烧、堆肥、粉碎、饲料化和厌氧消化技术,与其它技术相比,厌氧消化处理技术具有减少处理量、回收清洁能源和残余物制备有机复混肥等优点,它符合节能减排、清洁生产和循环经济等和谐处理技术的要求,能实现真正意义上的垃圾无害化、减量化、资源化。但由于餐厨垃圾原料的特殊性,研究其厌氧发酵关键参数对于餐厨垃圾厌氧消化系统的正常启动和稳定运行十分重要。本文在借鉴前人研究的基础之上对餐厨垃圾厌氧发酵关键技术问题进行试验研究,为实现分散餐厨垃圾的厌氧消化处理提供基础技术支撑。论文试验主要分为接种物驯化、新鲜餐厨垃圾厌氧发酵和风干餐厨垃圾厌氧发酵三部分,在接种物的驯化试验中,研究了不同来源、不同驯化方式对接种物的影响;在新鲜餐厨垃圾厌氧发酵试验中,通过正交试验研究了接种率、含水率、温度、搅拌因素对厌氧发酵过程的影响,对参数进行了试验研究与优化;在风干餐厨垃圾厌氧发酵试验中,研究了接种率、含水率对厌氧发酵过程的影响。论文的主要研究内容与结论有:（1）通过收集、阅读大量的国内外文献的相关资料,对目前餐厨垃圾在全球范围的产生量、处理状况、处理技术现状做了比较全面的概述和总结,针对厌氧发酵技术的机理和影响因素也做了详细的总结。（2）通过对厌氧发酵接种物的驯化研究发现,不同来源、不同驯化方式对接种物最终效果有很大的影响。试验结果表明:经驯化后的污泥菌群呈分散分布,且形状单一;以每天添加餐厨垃圾20 g,连续投加20 d的驯化方式最好,且以厌氧发酵池内的污泥最为明显,产甲烷活性达到0.406 LCH₄/（gVSS·d）,活性等级为优。（3）在厌氧发酵过程中,与新鲜餐厨垃圾相比,风干餐厨垃圾更具有优势,能有效地缓解酸化初期的酸中毒现象。全部厌氧发酵试验前后TN明显提高,COD去除率最高可达91.8%,系统碱度提高25%以上,使得系统有较高的缓冲能力。（4）适宜的接种率和搅拌频率有利于细菌和微生物的生长,若过多不仅增加成本、降低处理效率,而且还可能影响厌氧发酵的进行。接种率为55%时,只有在含水率为92%、温度为55℃条件下才能实现厌氧发酵顺利进行,其余条件均无法实现。低固体含量较易实现厌氧发酵,无论是新鲜餐厨垃圾还是风干餐厨垃圾,固体含量为16%时,只有在接种率为75%条件下才能顺利实现厌氧发酵。（5）通过正交试验,得出对于新鲜餐厨垃圾的厌氧发酵系统而言,接种率为75%、含水率为92%、搅拌为2次/d、温度为55℃是最优试验组合。（6）在整个试验过程中发现,pH值是厌氧消化过程中一个重要的控制参数,它的大小及其稳定性对产气效果有很大影响,因此对厌氧消化过程中的最佳pH值进行预测并进行有效控制至关重要。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-24
  1.1 餐厨垃圾的处理现状及危害  10-14
    1.1.1 餐厨垃圾的定义与特征  10-11
    1.1.2 餐厨垃圾的产生状况分析  11-13
    1.1.3 国内外餐厨垃圾的处理状况  13-14
  1.2 国内外餐厨垃圾的处理技术现状  14-18
    1.2.1 填埋处理技术  14
    1.2.2 焚烧处理技术  14-15
    1.2.3 堆肥法处理技术  15
    1.2.4 粉碎与饲料化  15-16
    1.2.5 厌氧消化技术  16-17
    1.2.6 其他处理技术  17-18
  1.3 餐厨垃圾厌氧消化处理技术研究与进展  18-23
    1.3.1 厌氧消化基本原理  18-20
    1.3.2 影响厌氧消化过程的因素  20-23
  1.4 本论文的研究目的、意义及内容  23-24
第二章接种物的驯化培养  24-30
  2.1 引言  24
  2.2 材料与方法  24-26
    2.2.1 试验材料  24-25
    2.2.2 试验装置  25
    2.2.3 试验设计  25-26
    2.2.4 试验方法  26
  2.3 结果与分析  26-27
    2.3.1 驯化前后污泥状态的变化  26-27
    2.3.2 驯化后产气活性的比较  27
  2.4 小结  27-30
第三章新鲜餐厨垃圾厌氧发酵关键技术研究  30-50
  3.1 引言  30
  3.2 试验材料与方法  30-34
    3.2.1 试验材料  30-31
    3.2.2 试验装置  31
    3.2.3 试验设计与内容  31-34
  3.3 结果与分析  34-47
    3.3.1 试验结果  34-39
    3.3.2 不同因素及其交互作用对产气率的影响  39-43
    3.3.3 不同因素及其交互作用对COD去除率的影响  43-46
    3.3.4 不同因素及其交互作用对TS去除率的影响  46-47
  3.4 结论与讨论  47-49
  3.5 本章小结  49-50
第四章风干餐厨垃圾厌氧发酵关键技术研究  50-62
  4.1 试验材料与方法  50-51
    4.1.1 试验材料  50
    4.1.2 试验装置  50-51
    4.1.3 试验设计和内容  51
  4.2 结果与分析  51-57
    4.2.1 pH值和VFA的变化  53-55
    4.2.2 产气率的变化  55-56
    4.2.3 反应前后物料的变化  56-57
  4.3 新鲜与风干试验结果对比  57-61
  4.4 结论与讨论  61
  4.5 本章小结  61-62
第五章结论与建议  62-64
  5.1 主要结论  62
  5.2 建议  62-64
参考文献  64-70
致谢  70

餐厨垃圾分散式现场处理关键技术研究

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