城市生物垃圾与畜禽粪便中温联合厌氧消化研究

论文摘要

国家“十一五”规划中明确指出,到2010年城市生活垃圾的处理率要达到60%,并大力推行垃圾分类。中德合作“城市可生物降解垃圾能源化与资源化利用研究项目-RRU-BMW”于2004年开始,至今五年的垃圾分类研究表明,沈阳市城市生活垃圾中生物垃圾的含量常年保持在80%；参加沈阳市源分类活动的小区居民的生物垃圾、剩余垃圾的收集量分别为1.4kg·c-1·W-1和0.225kg·c-·w-1。参加分类活动的社区居民在分类活动中参与率的平均值由第一年的70%降低并维持在55%左右。在城市生活垃圾源头分类基础上,通过序批式和连续式联合厌氧消化实验,探求城市生物垃圾与畜禽粪便的联合处理。鸡粪、牛粪、鸭粪与生物垃圾联合消化组分其产沼气潜能在0.42-0.48L·（gVS）-1高于纯生物垃圾组分0.41L·（gVS）-1而猪粪与生物垃圾联合消化组分的产沼气潜能在0.18-0.24L·（gVS）-1之间,这主要是因为猪粪本身产气潜能低,仅为0.13L·（gVS）-1。在序批式实验基础上,分别选择了生物垃圾与鸡粪、牛粪等比例在连续式厌氧反应器（CSTR）内进行实验研究,观察中试水平下的产气情况,并跟踪测量pH、氨氮、COD、挥发性脂肪酸、沼气甲烷含量等一系列指标。通过CSTR厌氧反应器,鸡粪、牛粪与生物垃圾等比例连续厌氧消化的结果可以看出,前者的HRT为14天,后者为12.5天,两者都能达到较高的沼气日产量和甲烷含量；确定氨氮为制约因子。根据鸡粪、牛粪与城市生物垃圾联合厌氧消化序批式实验,建立了联合厌氧消化动力学模型,并应用Origin 8.0软件进行非线性最小二乘法模拟,得到联合厌氧消化的动力学模拟曲线,所得相关系数均在0.95以上,可见所建立的模型与实际有较好的相似性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 城市生活垃圾与畜禽粪便现状分析
• 1.2 厌氧消化技术介绍
• 1.2.1 厌氧消化技术的原理
• 1.2.2 厌氧消化的影响因素
• 1.3 国内外城市生活垃圾与畜禽粪便厌氧消化处理现状
• 1.3.1 国内外对城市生活垃圾厌氧消化处理现状
• 1.3.2 国内外对畜禽粪便厌氧消化处理现状
• 1.4 国内外对联合厌氧消化的研究进展
• 1.5 课题研究的内容、目的与意义
• 1.5.1 课题研究的内容
• 1.5.2 课题研究的目的与意义
• 第2章 沈阳市城市生活垃圾源头分类活动的实施
• 2.1 城市生活垃圾源头分类收集情况
• 2.2 城市生活垃圾源头分类的实施流程
• 2.3 沈阳市生活垃圾源头分类收集情况
• 2.3.1 源分类活动中居民的参与状况
• 2.3.2 源头分类标准
• 2.3.3 沈阳市城市生活垃圾的组成成分
• 2.3.4 源分类生物垃圾、剩余垃圾及城市生活垃圾
• 2.4 源头分类后城市生活垃圾的综合利用
• 2.5 本章小结
• 第3章 城市生物垃圾与畜禽粪便序批式中温联合厌氧消化试验研究
• 3.1 概述
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 实验装置
• 3.2.2 实验材料及性质
• 3.2.3 实验设计
• 3.2.4 参数测定方法
• 3.3 城市生物垃圾与鸡粪序批式中温联合厌氧消化
• 3.3.1 pH变化
• 3.3.2 累计沼气产量变化
• 3.3.3 沼气单位产量变化
• 3.3.4 甲烷含量变化
• 3.3.5 COD的变化
• 3.3.6 生物降解率的比较
• 3.4 城市生物垃圾与牛粪序批式中温联合厌氧消化
• 3.4.1 pH变化
• 3.4.2 累计沼气产量变化
• 3.4.3 沼气单位产量变化
• 3.4.4 甲烷含量变化
• 3.4.5 COD的变化
• 3.4.6 生物降解率的比较
• 3.5 城市生物垃圾与猪粪序批式中温联合厌氧消化
• 3.6 城市生物垃圾与鸭粪序批式中温联合厌氧消化
• 3.7 小结
• 第4章 城市生物垃圾与畜禽粪便连续式中温联合厌氧消化试验研究
• 4.1 概述
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验装置
• 4.2.2 实验材料及性质
• 4.2.3 实验设计
• 4.2.4 实验方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 水力停留时间与TS的变化
• 4.3.2 pH的变化
• 4.3.3 沼气日产量
• 4.3.4 连续式联合厌氧消化沼气中甲烷含量变化
• 4.3.5 COD的变化
• 4.3.6 氨氮的变化
• 4.3.7 VFA的变化
• 4.4 本章小结
• 第5章 城市生物垃圾与畜禽粪便中温联合厌氧消化产气动力学模型
• 5.1 动力学模型的基本假设
• 5.2 联合厌氧消化动力学模型的建立
• 5.3 动力学参数的求解
• 结论
• 附录Ⅰ 英文缩写注解
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文