常温条件下UASB反应器处理餐厨垃圾的试验研究

摘要

随着中国城市人民生活水平的提高和餐饮行业的不断发展，餐厨垃圾的产生量急速增加。餐厨垃圾因其富含有机物和营养元素而具有很高的回收利用价值；但其含水率高且易腐败，使得餐厨垃圾在收集、运输及处理等方面都存在很大的难度，若处理不当可能造成环境污染。对比传统处理方法，餐厨垃圾发酵产沼技术对解决能源危机和因餐厨垃圾污染引起的环境问题都具有重要的现实意义。
　　以餐厨垃圾无害化、减量化、资源化处理为目标，开展试验研究，为增强试验的实用性，降低试验能耗，本试验在常温条件下，采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器对餐厨垃圾进行连续式厌氧消化的试验研究，为餐厨垃圾厌氧消化的工程运用提供试验依据。本文以湖南大学某食堂餐厨垃圾为试验原料，对其厌氧消化过程中的影响因素进行试验研究和分析：
　　在培养驯化过程开始阶段，投加适量的碳酸氢盐(本试验中加入NaHCO3)以增强体系的缓冲能力，抵御因负荷提升而引起的挥发性脂肪酸过剩。酸化后污泥恢复采用化学恢复法和物理恢复法联用。
　　在对餐厨垃圾的厌氧消化过程中，COD去除率出现随进水负荷的提高而略微下降的趋势，总体来看COD的去除率均较高，处理容积负荷能够达到11.5gCOD/(L·d)；两个反应器都具有较好的产气性能，随进水负荷的提高两个反应器的产气量及产甲烷量均有增加。两个反应器的最大产气量分别达到12.12L/d和11.27L/d，相应的产甲烷量分别为6.43L/d和6.75L/d；反应器的出水VFA浓度均随进水COD浓度的上升而升高，在进水COD浓度增加至11500mg/L后，两个反应器内的挥发性脂肪酸的含量均过高分别为11.09mmol/L和10.98mmol/L，若要进一步提高负荷，系统运行稳定性有待研究。在餐厨垃圾降解过程中，出水pH值基本维持在6.88～7.91之间。由此可见，在一定容积负荷下，餐厨垃圾采用厌氧消化在理论上是可行的。本试验在常温条件下进行，通过假设、分析及结合实测试验数据，建立产气的动力学模型，为常温情况对餐厨垃圾进行降解的工程应用提供试验依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 餐厨垃圾及其处理

1.2.1 餐厨垃圾的来源及特点

1.2.2 餐厨垃圾的处理技术

1.3 餐厨垃圾的厌氧消化技术研究现状

1.3.1 餐厨垃圾厌氧消化原理

1.3.2 厌氧消化的优点

1.3.3 餐厨垃圾厌氧消化的影响因素

1.3.4 餐厨垃圾产气潜力的研究

1.4 课题的提出

1.4.1 研究目的

1.4.2 试验的主要内容

1.4.3 试验研究的意义

第2章 试验材料及试验方法

2.1 试验材料

2.1.1 试验药品

2.1.2 接种污泥

2.1.3 餐厨垃圾

2.2 试验装置及工艺流程

2.2.1 试验装置

2.2.2 设备仪器及工艺流程

2.3 检测项目及检测方法

2.3.1 检测项目

2.3.2 检测方法

第3章 UASB反应器的复壮及颗粒污泥的驯化

3.1 UASB反应器的复壮

3.1.1 UASB反应器的启动

3.1.2 UASB反应器的降温运行

3.2 厌氧颗粒污泥的驯化

3.2.1 厌氧颗粒污泥的形成过程

3.2.2 厌氧颗粒污泥的形成机理假说

3.2.3 UASB反应器内的污泥驯化

3.3 颗粒污泥酸化后恢复

3.4 颗粒污泥酸化后再次驯化

3.5 本章小结

第4章 常温条件UASB反应器对餐厨垃圾消化研究

4.1 油脂对餐厨垃圾厌氧消化的影响

4.1.1 油脂对餐厨垃圾消化的抑制作用

4.1.2 油脂对餐厨垃圾消化产气的影响

4.2 餐厨垃圾厌氧消化的生化反应过程

4.2.1 碳水化合物的消化过程

4.2.2 蛋白质的消化过程

4.2.3 油脂的消化过程

4.3 常温条件下餐厨垃圾厌氧消化试验研究

4.3.1 降解过程中COD变化

4.3.2 降解过程中pH值变化

4.3.3 降解过程中产气量的变化

4.3.4 降解过程中挥发性脂肪酸情况

4.4 本章小结

第5章 UASB反应器降解餐厨垃圾的动力学研究

5.1 模型的建立

5.1.1 模型的假设

5.1.2 模型的导出

5.2 模型参数的确定

5.3 模型的验证

5.4 本章小结

结论与建议

结论

建议

参考文献

致谢