【摘要】：隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展,農(nóng)村垃圾問題已成為我國新農(nóng)村建設(shè)中的一個不可回避的問題。利用廚余垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行厭氧發(fā)酵開發(fā)生物質(zhì)能源,是解決我國農(nóng)村能源短缺和環(huán)境污染等問題的有效途徑。基于國家十三五重點研發(fā)課題:西部典型缺水地區(qū)農(nóng)村供水排水一體化技術(shù)及應(yīng)用示范的支撐,本文在研究農(nóng)業(yè)廢棄物和廚余垃圾的單因素厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣特性的基礎(chǔ)上,利用中心組合設(shè)計了3因素5水平的多因素試驗,重點考察農(nóng)業(yè)廢棄物預(yù)處理溫度、初始有機負(fù)荷(OLR)和原料質(zhì)量比(廚余:農(nóng)業(yè)廢棄物)3個因素在中溫(35℃)條件下對農(nóng)業(yè)廢棄物和廚余垃圾混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣性能的影響,并運用響應(yīng)面法對其工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,旨在實現(xiàn)垃圾處理的無害化、資源化以及減量化,同時為農(nóng)業(yè)廢棄物的能源化利用與農(nóng)村環(huán)境治理探索出一條新的高效的技術(shù)途徑。單因素與多因素試驗的研究結(jié)果表明,對農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理可顯著提高共發(fā)酵的產(chǎn)氣效率和有機負(fù)荷,通過響應(yīng)曲面最優(yōu)化分析得到農(nóng)業(yè)廢棄物與廚余共發(fā)酵的最優(yōu)條件為:預(yù)處理溫度為170℃,初始有機負(fù)荷為0.02gVS·m L~(-1),廚余垃圾與廢棄物的質(zhì)量比為2:1,負(fù)荷產(chǎn)甲烷率的預(yù)測值最大為521.05m L·g~(-1)VS,與試驗平均值511.35 m L·g~(-1)VS的相對偏差僅為1.86%。與此同時分析了不同因素對負(fù)荷產(chǎn)甲烷率的影響程度依次為初始有機負(fù)荷餐廚秸稈質(zhì)量比預(yù)處理溫度。通過紅外光譜檢測和掃描電鏡對預(yù)處理前后的有機質(zhì)進(jìn)行定性分析,并檢測預(yù)處理前后纖維素類物質(zhì)含量的變化,發(fā)現(xiàn)熱水解預(yù)處理農(nóng)業(yè)廢棄物,對纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及其含有的官能團(tuán)均有一定程度的破壞,提高了生物降解性能,是共發(fā)酵底物產(chǎn)氣效率更高的主要原因。
【圖文】：

圖 1-3 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)Fig.1-3 Structure of lignin作物秸稈難以被直接利用，且其中的纖維素、半纖維素和成分都必然會增加另外兩者的可降解性[37]，只有改變甚至其可降解性增加。物秸稈的常見處理方式秸稈廢棄物作為最重要的生物質(zhì)資源，其組分中含有的而且主要糧食作物的秸稈廢棄物中含碳量都達(dá)到了 40%以秸稈的熱值僅為煤炭的 50%，且含硫量較之煤炭要低很多會吸收大氣中的 CO2進(jìn)行光合作用，與秸稈焚燒產(chǎn)生的 C于秸稈作為燃料時 CO2的排放量為 0,因此秸稈燃燒不會產(chǎn)

其實質(zhì)是一種發(fā)酵過程[74]。廚余垃圾堆肥可以獲得有效穩(wěn)定的肥料，可以增加土壤的有機質(zhì)含量，使其長期保持肥力，從而提高農(nóng)作物的。但是好氧堆肥仍有很多缺點[75]，如所耗時間太長、占用面積較大、所得肥量不高、易導(dǎo)致土壤堿化、易造成二次污染，因此好氧堆肥廚余垃圾難以推用。（6）厭氧發(fā)酵技術(shù)指以廚余垃圾為原料，通過人工控制的辦法創(chuàng)造出適合厭氧菌、產(chǎn)甲烷菌所的營養(yǎng)條件及代謝環(huán)境，，使其降解廚余垃圾產(chǎn)生甲烷、氫氣等[76]。廚余垃圾消化能耗低、自動化水平高、有效減少氣體污染和二次污染同時可以回收能源此，國內(nèi)外學(xué)者對廚余垃圾厭氧發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行了大量研究[77-81]。4 厭氧發(fā)酵原理4.1 厭氧發(fā)酵的過程
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X799

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2689406