粪便、餐厨和芦苇混合厌氧消化性能研究

摘要

粪便、餐厨和秸秆产生量大、有机物含量高,若没有合理的处置很容易造成环境污染和资源浪费。厌氧消化处理有机废物,不仅可以实现有机废物的减量化和资源化,同时还可生产清洁能源沼气,应用前景广。
　　 本文主要以粪便、餐厨和芦苇三种物料为研究对象,采用中温湿式厌氧消化方式,温度控制在36±1℃,反应器TS为7％左右。
　　 首先单因素和正交实验相结合探求粪便、餐厨和芦苇的添加比例。结果表明:三种物料对厌氧消化性能影响不同,其影响顺序为餐厨>芦苇>粪便,三种物料相比,餐厨对混合厌氧消化的影响高度显著,芦苇和粪便均不显著。粪便、餐厨和芦苇合适的添加量分别为160g、60g和50g,正交实验显示:芦苇、粪便和餐厨厌氧消化的最佳比例为1:3.5:2。除餐厨添加量的单因素实验外,其余实验组在整个厌氧消化过程中均未出现酸中毒现象,COD去除率较高,发酵结束后,沼液COD值在1000～2000 mg／L之间。整个厌氧消化过程中,各实验组NH3-N浓度有所增加,但都未超过其限制浓度；NO3--N浓度先增后减,说明各反应器密闭状态良好。
　　 其次在最佳比例基础上研究三种添加剂(硅藻土、膨润土、沸石)对这三种物料混合厌氧消化的影响,并对其机理进行初步探讨。结果显示:各添加剂对混合厌氧消化均有促进作用,当用量均为5％时,对厌氧消化促进影响顺序为沸石>硅藻土>膨润土,其中沸石促进效果明显是由于其释放的Ca2+和Mg2+能够被消化系统中的微生物有效利用。沸石、硅藻土和膨润土最佳投加量分别为10％、5％和10％(W／W,以发酵物料计)。整个厌氧消化过程中,各实验组均未出现酸化现象,COD去除率较高,基本都达到了70％以上；各实验组NH3-N和NO3--N浓度均未超过其限制浓度,沸石对NH3-N吸附作用较强,膨润土和硅藻土相对较弱。

目录

文摘

英文文摘

学位论文数据集

Contents

符号说明

第一章 绪论

1.1 混合厌氧消化概述

1.1.1 混合厌氧消化原理

1.1.2 混合厌氧消化的影响因素

1.1.3 厌氧消化优点

1.2 混合物料厌氧消化研究进展

1.3 添加剂对厌氧消化的影响

1.3.1 微生物对厌氧消化的影响

1.3.2 矿物材料对厌氧消化的影响

1.3.3 其它添加物的影响

1.4 课题研究目的及内容

1.4.1 课题研究目的

1.4.2 课题研究内容

第二章 实验材料及分析测试方法

2.1 实验装置与材料

2.1.1 实验装置

2.1.2 实验材料

2.2 分析测定项目、方法及仪器

2.2.1 分析测定项目和方法

2.2.2 实验仪器

第三章 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化比例研究实验

3.1 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程餐厨含量的影响实验

3.1.1 实验方法

3.1.2 结果和讨论

3.1.3 小结

3.2 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程芦苇含量的影响实验

3.2.1 实验方法

3.2.2 结果和讨论

3.2.3 小结

3.3 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程粪便含量的影响实验

3.3.1 实验方法

3.3.2 结果和讨论

3.3.3 小结

3.4 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化比例正交实验

3.4.1 实验方法

3.4.2 结果和讨论

3.4.3 小结

3.5 本章小结

第四章 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程添加剂的影响研究

4.1 沸石对芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化的影响实验

4.1.1 实验方法

4.1.2 结果和讨论

4.1.3 小结

4.2 硅藻土对芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化的影响实验

4.2.1 实验方法

4.2.2 结果和讨论

4.2.3 小结

4.3 膨润土对芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化的影响实验

4.3.1 实验方法

4.3.2 结果和讨论

4.3.3 小结

4.4 本章小结

第五章 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程各添加剂对比实验

5.1 实验方法

5.2 结果和讨论

5.2.1 不同添加剂对混合厌氧消化产气状况的影响

5.2.2 不同添加剂对混合厌氧消化过程pH值和COD的影响

5.2.3 不同添加剂对混合厌氧消化过程氮素的影响

5.2.4 不同添加剂对混合厌氧消化促进机理的探讨

5.3 本章小结

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

研究成果和发表的学术论文

作者简介