生物质废弃物能源回收利用实验研究

摘要

本论文针对我国目前生物质固体废弃物发生量逐年增加，环境污染严重等问题，本着实现废弃物能源回收利用，保护环境的目的，利用厌氧发酵原理，以鸡粪为接种菌种，以食物残余物为基质，开展了生物质废弃物厌氧发酵制造清洁气体燃料的基础性研究，探索了通过生物化学处理方法实现鸡粪和厨余综合利用的可行性及技术要素。
　　论文主要开展食物残渣的水解实验、接种鸡粪的厌氧发酵实验及鸡粪预处理方法对厌氧发酵性能影响实验等研究，解析了各个过程中主要生物化学反应及影响因素的关系，归纳出可以实现厨余高效制氢、制甲烷工艺过程中最佳操作参数，为实现该技术的实用化提供了必要的实验数据及理论基础。
　　研究表明，厨余发生水解时，水解类型因厌氧发酵负荷变化而变化，原液中厨余浓度过低，水解过程表现为醇发酵;反之，则为酸发酵。水解液中总氮、总磷浓度变化与水解负荷成正比;
　　鸡粪中含有大量可用于产氢和产甲烷的细菌种群，可以同时在生物质废弃物的厌氧发酵过程中发挥作用，并能有效地从废弃物中回收可燃气体，平均产气量为7.9ml/(g(COD))·day，气体中CH4、 H2、CO的平均浓度分别为46.5vol％、16.2vol％和9.1vol％;
　　以鸡粪为菌种时，酸预处理和碱预处理对鸡粪中的细菌有灭活作用。低于60℃的热预处理有利于提高产氢菌活性，能够起到促进H2，抑制CH4发生的作用，并使气体中H2由常规厌氧发酵时的16vol％提高23vol％～43vol％，CH4浓度由46.5vol％降低到3vol％～6vol％，同时，鸡粪热预处理时间的长短对发酵产气性能有一定影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 厌氧生物处理的基本原理及应用

1．3 厌氧产氢技术发展及亟待解决技术问题

1．4 论文研究内容

1．5 论文研究目的和意义

1．6 论文研究创新点及意义

第二章 实验仪器及测定方法

2．1 pH值测定仪器及方法

2．2 氧化还原电极电位ORP的测定方法

2．3 化学需氧量CODcr测定仪器及方法

2．4 氨氮及总氮TN的测定仪器及方法

2．5 溶液中总磷TP的测量仪器及测量方法

2．6 气体组分分析

第三章 厨余水解实验

3．1 厨余水解实验

3．1．1 研究对象组分分析实验

3．1．2 实验内容及实验方法

3．2 实验结果分析

3．2．1 厨余浓度对水解特性的影响研究

3．2．2 碱度对厨余水解的影响

3．3 小结

第四章 接种鸡粪发酵实验

4．1 接种鸡粪发酵实验

4．1．1 研究对象

4．1．2 实验设备

4．1．3 分析项目

4．1．4 实验及实验方法

4．1．5 细菌培养与观察

4．2 数据及结果分析

4．2．1 细菌观察

4．2．1 化学需氧量CODcr浓度

4．2．2 总氮TN浓度

4．2．3 总磷TP浓度

4．2．4 氨氮浓度

4．2．5 产气量

4．2．6 气体组分

4．3 小结

第五章 鸡粪预处理厌氧发酵制氢实验

5．1 鸡粪预处理厌氧发酵实验

5．1．1 研究对象

5．1．2 实验设备

5．1．3 分析项目

5．1．4 实验及试验方法

5．2 数据及结果分析

5．2．1 热处理

5．2．2 酸处理

5．2．3 碱处理

5．3 小结

第六章 结论

参考文献

致谢