泔脚垃圾废油脂在厌氧消化过程中的极限有机负荷研究

摘要

泔脚废油脂再生能源化是目前国内外较少涉足的研究领域。本试验选取泔脚废油脂作为实验材料，利用猪粪作为接种物在中温(35℃)条件下进行不同有机负荷厌氧消化试验。试验将废油脂与猪粪混合于CSTR反应器中，采用半连续运行方式。本试验通过监测分析系统的pH值、挥发性脂肪酸(VFA)、氨氮、碱度、产气量以及气体组分等参数，研究了泔脚废油脂的厌氧消化规律，寻求废油脂厌氧消化的极限负荷。试验表明:
　　 (1)先将猪粪添加到自制的CSTR反应器中进行驯化，驯化成功后再将泔脚废油脂加入系统中进行厌氧消化试验，细菌很快适应环境，系统水解酸化和产甲烷过程能有序进行，并表现出良好的运行状况，废油脂能得到有效降解。
　　 (2)随着有机负荷逐步从0.5gVS/(L.d)、0.75gVS/(L.d)、1.0gVS/(L.d)升高到1.25gVS/(L.d)时，pH值、VFA浓度、碱度和氨氮分别保持在7.3、450mg/L、9500mg/L和1100mg/L左右。累计产气量和产气率不断增加，产气量分别为90.21L、136.24L、196、64L，平均产气率分别为1.36L/gVS、1.4L/gVS、1.5L/gVS。各项指标表明，低有机负荷环境适合微生物的生长代谢，系统处于稳定状态。在有机负荷为1.25gVS/(L.d)时条件下运行效果最佳，产气量稳定，最大日产气量为17.6L，平均产气率最大为1.78L/gVS，甲烷百分含量为60％。
　　 (3)当系统在高有机负荷条件下运行时，pH值不断下降，在有机负荷为1.5gVS/(L.d)时，pH值下降到7.1左右，当有机负荷达到1.75gVS/(L.d)时，pH值从7.0下降到了6.6，VFA浓度从809mg/L升高到3697mg/L，产气量减少到167.6L，系统甲烷化受到抑制，甲烷百分含量降低到10％，甚至更低。
　　 (4)泔脚废油脂的产甲烷能力比一般泔脚垃圾强，但是废油脂的厌氧消化更易产生酸抑制，因此，试验要求的厌氧消化系统应该有更高的耐废油脂类有机负荷能力。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 研究内容及研究路线

1．2．1 研究内容

1．2．2 研究路线

第2章 厌氧消化技术与废油脂资源化

2．1 厌氧消化技术概述

2．2 厌氧消化微生物菌落

2．2．1 产甲烷菌

2．2．2 非产甲烷菌

2．2．3 产甲烷菌和非产甲烷菌的相互关系

2．3 厌氧消化技术基本理论

2．4 油脂厌氧消化技术

2．4．1 国内外泔脚废油脂资源化技术概况

2．4．2 油脂厌氧消化的可行性研究

2．4．3 油脂厌氧消化代谢过程

2．4．4 油脂厌氧消化影响因素

第3章 实验及参数测定

3．1 实验材料

3．2 实验内容

3．3 实验装置

3．4 试验测定参数与方法

3．5 试验运行与维护

第4章 底物驯化试验研究

4．1 接种物的驯化

4．2 驯化结果及分析

4．2．1 pH值变化

4．2．2 碱度和VFA浓度的变化

4．2．3 氨氮的变化

4．2．4 产气量的变化

4．2．5 沼气成分的变化

第5章 泔脚废油脂厌氧消化反应试验

5．1 试验方案设计

5．2 试验结果及分析

5．2．1 pH值的变化情况

5．2．2 VFA浓度的变化情况

5．2．3 碱度的变化情况

5．2．4 氨氮的变化情况

5．2．5 产气量和产气率的变化情况

5．2．6 沼气组分的变化情况

5．3 小结

结论与建议

结论

建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文