秸秆与城市污水处理厂厌氧消化污泥的混合厌氧实验研究

论文摘要

本实验将秸秆与厌氧污泥进行混合处理,其优点在于秸秆的含碳量高,含氮量低,而污泥刚好相反,两者混合处理的过程中碳氮刚好可以进行调节,这样可以在加入较少或不加其它辅助材料的情况达到较好的处理效果,而且处理后的产物在一定条件下可以当作肥料还田;污泥中含有丰富的微生物,其中含有大量的纤维素降解菌和产甲烷菌,所谓降解秸秆主要是降解其中的纤维素,加入污泥,就不用另外加入其它微生物催腐剂,而且产生一定量的气体用作能源,这样可以大大降低成本。针对秸秆和污泥的具体特性,通过调控消化原料的合理配比来调节固含率,通过实验研究原料配比及其性质来调控对消化过程的影响。固含率的变化对产气量和气体成分有较大的影响,随着固含率的增加,产气量增加,甲烷含量也有提高,产气持续时间增长,所以在其他条件不变的情况下,固含率是消化反应的一个重要影响因素。在4%到7%的固含率中,高甲烷量的时间滞后于产气高峰时间,这严重地影响到对反应生物气的利用,因此,固含率的变化对两个时间的重叠无太大的影响。本实验还通过改善实验条件,如pH值,C/N,清水预处理等,研究对生物产气量和纤维素降解的影响。实验结果表明,pH值的调节对生物产气量和纤维素降解影响不大;清水预处理可以使TS迅速降低,降解率达到了46.71%;C/N比调节下产气高峰时间提前,而且比其他条件下的都要高得多,达到529ml/d,累积产气量也达到了6359ml,纤维素降解率达到了68.35%,且甲烷产气高峰与产气高峰几乎重叠,有较高的经济利用价值。同时,实验利用驯化效果好的料液再次对秸秆进行处理,由于驯化料液比起消化污泥中含有更为丰富的微生物,尤其是纤维素降解菌和产甲烷菌,使得在反应初期可以迅速进入产甲烷阶段,缩短了反应周期,由原来的30多天缩短到了15天左右,达到了缩短周期,加快秸秆资源化处理的目的。添加驯化后的反应纤维素降解率明显好于未添加反应,所以在处理秸秆时可以考虑添加已驯化后的料液,同时可以考虑多种料液混合,会达到更好的效果。COD的变化曲线再次说明了驯化料液虽然含有较多的纤维素降解菌和产甲烷菌,但是并未增加针对难降解物质的微生物,如木质素降解菌。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 秸秆的产生和利用现状
• 1.1.1 秸秆的产生与分布
• 1.1.2 秸秆的成分
• 1.1.3 秸秆的利用途径
• 1.1.4 秸秆利用过程中存在的问题
• 1.2 厌氧消化技术概述
• 1.2.1 厌氧消化处理的反应过程和反应原理
• 1.2.2 厌氧消化微生物的国内外研究现状
• 1.2.3 厌氧消化处理的影响因素
• 1.2.4 厌氧消化处理技术的特点
• 1.3 作物秸秆厌氧消化技术国内外研究现状
• 1.3.1 作物秸秆厌氧消化技术国外研究现状
• 1.3.2 作物秸秆厌氧消化技术国内研究现状
• 1.4 研究内容
• 第2章 实验设计和分析方法
• 2.1 微生物计数与培养的设计与方法
• 2.1.1 微生物的计数
• 2.1.2 产甲烷菌的培养
• 2.2 厌氧消化的设计与方法
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 实验装置
• 2.2.4 实验方案
• 2.2.5 实验参数确定
• 2.2.6 分析方法
• 2.2.7 试验运行与维护
• 第3章 污泥中微生物的计数和培养
• 3.1 微生物计数结果与分析
• 3.2 微生物培养结果与分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 固含率（TS）变化的中温厌氧消化处理
• 4.1 原料中TS变化对日产气量和气体成分的影响
• 4.2 原料中TS变化对pH值和碱度的影响
• 4.3 原料中TS变化对挥发性脂肪酸（VFA）的影响
• 4.4 原料中TS变化对木质纤维素的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 几种调节方法对消化反应的影响
• 5.1 不同调节状态对pH值和挥发性脂肪酸（VFA）的影响
• 5.2 不同调节状态对氨氮和COD的影响
• 5.3 不同调节状态对产气量和气体成分的影响
• 5.4 不同调节状态对纤维素和TS的影响
• 5.5 本章小结
• 第6章 接种物对消化反应的影响
• 6.1 不同接种物情况下产气量和气体成分的变化
• 6.2 不同接种物情况下COD的变化
• 6.3 不同接种物情况下pH值和碱度的变化
• 6.4 不同接种物情况下的挥发性脂肪酸（VFA）和氨氮的变化
• 6.5 不同接种物情况下纤维素的降解情况
• 6.6 本章小结
• 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文