粪便、芦苇和餐厨混合厌氧消化性能研究

论文摘要

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,不仅可以卖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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 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