城市有机垃圾厌氧消化过程优化研究

论文摘要

厌氧消化技术作为处理有机废弃物工艺的一种方法,近年来被更多的应用于城市有机垃圾的处理当中,从源头上控制城市有机垃圾的质量是采用资源化、能源化处理城市有机垃圾的重要前提。本文主要目的是为了获取以厌氧消化技术处理源分类后的城市有机垃圾（BMW）的最佳运行工况。在中德合作“沈阳城市可生物降解垃圾能源与资源化利用项目（RRU-BMW）”的支持下,获得了清洁的实验原料。经居民的源头分类,有机垃圾中有机质的含量达到94%（m/m）,作为本文工作内容的一部分,还对参加分类的居民生活垃圾产量和分类状况做了调研分析;依据批次式厌氧消化实验标准,进行了小型厌氧发酵装置下生物有机垃圾的厌氧消化产气潜能和降解实验研究。在充分了解有机垃圾的厌氧降解特性后,进行了完全混合式反应器（CSTR）的中高温中试连续性实验研究。在相同的运行状况下,当有机负荷（OLR）为10.64 gVS/L·d-1,逐渐减小水力停留时间（HRT）至14天时,中温（37℃）和高温（55℃）反应器均获得了消化过程中的较好的运行效果。在此运行工况下,反应器中TS含量达17.4%,中温反应器的容积产沼气量可达5.59 L/Lrectv d-1（3.47 LCH4/Lrectv d-1）,和中温相比较,高温为4.19 L/Lrectv d-1（1.95LCH4/Lrectv d-1）,有机垃圾中的能量以沼气形式输出达到了最大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 城市生活垃圾的特性和危害
• 1.2.1 城市生活垃圾的产生量
• 1.2.2 城市生活垃圾的组成
• 1.2.3 城市生活垃圾的危害
• 1.3 城市生活垃圾主要处理处置技术
• 1.3.1 卫生填埋
• 1.3.2 焚烧
• 1.3.3 好氧堆肥
• 1.4 城市有机垃圾厌氧生物处理
• 1.4.1 国外有机垃圾的厌氧生物处理状况
• 1.4.2 我国城市生活垃圾厌氧消化处理现状
• 1.4.3 有机垃圾的厌氧消化原理与主要影响因素
• 1.5 本文的研究目的、意义与内容
• 1.5.1 课题的研究目的与意义
• 1.5.2 本文的研究内容
• 第2章 沈阳市城市生活垃圾源分类活动的实施
• 2.1 城市生活垃圾源分类收集状况
• 2.2 城市生活垃圾源头分类活动的实施流程
• 2.3 沈阳市生活垃圾源分类收集状况
• 2.3.1 源分类有机垃圾及剩余垃圾产量
• 2.3.2 源分类后城市有机垃圾成分及质量分析
• 2.3.3 源分类活动中居民的参与状况
• 2.4 本章小结
• 第3章 源分类城市有机垃圾厌氧消化产沼气潜能实验研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 厌氧消化过程中pH 值变化
• 3.2.2 中高温消化沼气日产气量和甲烷的含量
• 3.2.3 不同温度下沼气累积产量
• 3.2.4 不同温度下生物降解率的研究
• 3.3 本章小结
• 第4章 城市源分类有机垃圾厌氧消化连续式实验研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验方法
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 反应器的有机物负荷和TS 含量的变化
• 4.2.2 发酵过程pH 值的变化
• 4.2.3 反应器的容积产气状况
• 4.2.4 沼气中甲烷含量的变化
• 4.2.5 厌氧发酵过程有机物水力停留时间的变化
• 4⁺-N 浓度对厌氧过程的影响'>4.2.6 NH₄⁺-N 浓度对厌氧过程的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 利用灰色关联分析对连续式厌氧实验工况进行优化
• 5.1 灰色关联理论简介
• 5.2 灰色关联决策计算步骤
• 5.3 实验工况的灰色绝对关联度值计算
• 5.3.1 决策指标与决策方案的确定
• 5.3.2 灰色绝对关联度的计算
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文