【摘要】：餐廚垃圾和污水廠污泥均是城市有機(jī)固廢的組成部分,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市化進(jìn)程的推進(jìn),其產(chǎn)生量日益增長(zhǎng),如不妥善處置,會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境帶來(lái)諸多不良影響。厭氧發(fā)酵作為實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢資源化利用的有效途徑,成為目前國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)餐廚垃圾的超聲預(yù)處理,以強(qiáng)化傳統(tǒng)餐廚垃圾與污泥混合厭氧消化效能為目的,考察優(yōu)化條件下餐廚垃圾與污泥混合兩級(jí)厭氧消化工藝運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)效益。研究結(jié)果表明:(1)餐廚垃圾經(jīng)超聲預(yù)處理有助于提高其與污泥混合一級(jí)發(fā)酵水解產(chǎn)酸程度,促進(jìn)含氮有機(jī)物的降解,對(duì)pH值影響不大,在4.2~5.0左右,能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相的分離;超聲預(yù)處理能夠適當(dāng)?shù)奶岣咭患?jí)發(fā)酵產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣率,但對(duì)產(chǎn)氣成分的影響不大,H2含量都在80%以上。(2)通過(guò)VFAs、pH及氨氮濃度等指標(biāo)變化情況可知,超聲預(yù)處理對(duì)餐廚垃圾與污泥混合的二級(jí)發(fā)酵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響不大,但能夠?qū)⑾到y(tǒng)運(yùn)行達(dá)穩(wěn)定的時(shí)間縮短約7~10d。(3)不同的二級(jí)發(fā)酵投配率對(duì)超聲預(yù)處理的效果產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)二級(jí)發(fā)酵投配率在較低的8%時(shí),超聲預(yù)處理的優(yōu)勢(shì)并不明顯,此條件下有機(jī)物去除效果和產(chǎn)氣效果與對(duì)照組差異不大,與對(duì)照組相比降解每克VS需要投入更多的能量;當(dāng)二級(jí)發(fā)酵投配率提高到10%和12%時(shí),超聲組SCOD、TS和VS去除率均高于對(duì)照組,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定超聲組甲烷產(chǎn)率分別比對(duì)照組提高12.5%和13%,降解每克VS的能耗均低于對(duì)照組。(4)本試驗(yàn)的最佳工況為:餐廚垃圾經(jīng)聲能密度1.2W/mL、超聲時(shí)間10min預(yù)處理后與污泥混合兩級(jí)動(dòng)態(tài)發(fā)酵,在二級(jí)投配率12%條件下,系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)穩(wěn)定所需時(shí)間約為40d,總VS去除率為63.0%,產(chǎn)氣率為801.46(mL/(gVS·d)),甲烷產(chǎn)率可達(dá)641.84(mLCH4/(gVS·d)),降解每克VS所投入的能量最少,經(jīng)濟(jì)效益最高。
[Abstract]:Kitchen garbage and sewage sludge are both components of organic solid waste in cities. With the rapid development of economy and the advancement of urbanization, the amount of waste produced is increasing day by day. If not disposed properly, it will bring many adverse effects to the surrounding environment. As an effective way to realize the utilization of organic solid waste, anaerobic fermentation has become the focus of research at home and abroad. The purpose of this experiment was to enhance the efficiency of mixed anaerobic digestion of traditional kitchen waste and sludge through ultrasonic pretreatment of kitchen waste. The effect and economic benefit of the two-stage anaerobic digestion process of mixed kitchen waste and sludge under optimized conditions were investigated. The results showed that: (1) Ultrasonic pretreatment of kitchen waste could improve the degree of hydrolysis and acid production, promote the degradation of nitrogen-containing organic matter, and have little effect on the pH value, which was about 4.20.0.The results showed that: (1) Ultrasonic pretreatment could improve the degree of acid production and promote the degradation of nitrogen-containing organic matter. The separation of acidogenic phase and methanogenic phase can be realized. Ultrasonic pretreatment could increase gas production and gas production rate of primary fermentation properly, but had little effect on gas components, and H _ 2 content was above 80%. (2) the changes of VFAs,pH and ammonia nitrogen concentration were analyzed. Ultrasonic pretreatment had little effect on the stable operation of the secondary fermentation system mixed with kitchen garbage and sludge. However, it can shorten the operation time of the system to about 7 ~ 10 days. (3) different secondary fermentation dosages have a certain effect on the effect of ultrasonic pretreatment. The advantages of ultrasonic pretreatment were not obvious when the rate of secondary fermentation was lower than that of the control group. The removal effect of organic matter and the effect of gas production under this condition were not different from those of the control group. Compared with the control group, more energy was needed for each gram of VS degradation. The removal rates of SCOD,TS and VS in the ultrasound group were higher than those in the control group, and the methane production rate of the stable ultrasound group was 12.5% and 13% higher than that of the control group, respectively, when the rate of secondary fermentation was increased to 10% and 12%, respectively. The energy consumption of each gram of VS degradation was lower than that of the control group. (4) the optimal conditions of this experiment were as follows: the noise energy density was 1.2 W / mL, the ultrasonic time was 10min pretreatment and the sludge was mixed with two stages of dynamic fermentation, under the condition of the two-stage mixing ratio of 12%. The operation time of the system is about 40 days, the total VS removal rate is 63.0, the gas production rate is 801.46 (mL/ (gVS d), methane production rate can be up to 641.84 (mLCH4/ (gVS d), degrades per gram of VS) the energy input is the least. The economic benefit is the highest.
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X703;X705

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本文編號(hào)：2389628