【摘要】：隨著生活水平和環(huán)保要求的不斷提高,城市污泥的產(chǎn)量也日益增加。將餐廚垃圾投加到城市污泥中進行厭氧協(xié)同消化是一種高效的生物穩(wěn)定化處理技術,可以實現(xiàn)污泥減量化和資源化,具有產(chǎn)甲烷效率高的優(yōu)點。但同時存在厭氧消化體系易酸化的缺點。三價鐵可促進有機物水解、中和有機酸和減少降低沼氣中硫化氫含量,將廢棄生銹鐵刨花投加至含餐廚垃圾的城市污泥厭氧消化體系中,從而提高混合有機固廢產(chǎn)酸產(chǎn)甲烷效果。采用序批式運行方式,探討了生銹鐵刨花對降解混合有機固廢產(chǎn)酸效果、系統(tǒng)穩(wěn)定性和產(chǎn)氣效果的影響。同時,用生銹鐵刨花和純鐵刨花加銅絲進行對比。實驗結果表明,增加餐廚垃圾對提高城市污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效果有明顯的益處,城市污泥中添加餐廚垃圾后,最高日產(chǎn)甲烷量、最高比產(chǎn)甲烷潛力和累積產(chǎn)氣量分別為11.84 mL·g~-11 VS_0·d~(-1)、286.2 mL·g~(-1)VS_(removed)和525 mL·g~(-1)VS_(removed),對比純污泥組分別提高了133%、80.2%和37.4%。隨生銹鐵刨花投加量增加,混合固廢厭氧消化體系產(chǎn)酸產(chǎn)甲烷效果不斷加強。當生銹鐵刨花投加量為25 g/L時,揮發(fā)性有機物固體(Volatile Solids,VS)去除率在消化結束時達到45.81%;在第3天時揮發(fā)性脂肪酸(VFA)含量最高,達到13694 mg/L,比空白組提高48.1%;在第10天進入穩(wěn)定產(chǎn)甲烷代謝階段,比空白組提前13天;沼氣中硫化氫濃度降低69.3%;消化結束時,比產(chǎn)甲烷潛力為408 mL·g~(-1)VS_(removed)較空白組提高41.2%。在強化混合固廢厭氧消化體系產(chǎn)酸產(chǎn)甲烷方面,生銹鐵刨花效果優(yōu)于純鐵刨花加銅絲。純鐵刨花加銅絲組最高VFA含量、最高日產(chǎn)甲烷量和最大比產(chǎn)甲烷潛力分別為11547 mg/L、16.4mL·g~(-1)VS_0·d~(-1)和362 mL·g~(-1)VS_(removed),均高于純鐵刨花加銅絲組。綜上所述,生銹鐵刨花加入城市污泥與餐廚垃圾協(xié)同厭氧消化體系中,可以增加VFA產(chǎn)量、提高產(chǎn)甲烷效率,并提高沼氣品質(zhì)。
【學位授予單位】：江蘇理工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703;X799.3
【圖文】：

氣體成分采用氣相色譜法分析。1. 污泥取樣口 2.反應器 3.恒溫水浴鍋 4.消化氣5.氣體取樣口 6.集氣瓶 7.飽和 NaCl 溶液 8.量筒（a）

0 5 10 15 20 25 30 35時間/d圖 4-10 生銹鐵刨花投加量對氨氮濃度的影響由圖 4-10 可知，氨氮隨時間整體呈現(xiàn)上升的趨勢。實驗前五天氨氮濃度增加較快之后緩慢增長，最終氨氮濃度穩(wěn)定在 1400 mg/L 左右。這是因為系統(tǒng)中含氮有機物（如蛋白質(zhì)）的礦物質(zhì)化導致氨氮濃度不斷增加[93]。隨著生銹鐵刨花投加量增加，氨氮濃度有所降低。在第 15 天，B、C、D 四組氨氮濃度分別為 1311 mg/L、1243 mg/L 和 1098 mg/L對應空白組 A（氨氮濃度為 1392 mg/L）分別降低 5.8%、10.7%和 21.1%。厭氧消化過程中無氧氣供應，但是在厭氧消化中后期有氮氣產(chǎn)生（見 4.2.1.3 產(chǎn)氣組分），說明存在厭氧氨氧化現(xiàn)象。生銹鐵刨花對厭氧氨氧化細菌有一定的激活作用[94]，能加快氨氮的降解速率。4.2.3 污泥電鏡形態(tài)分析

鐵刨花對污泥與餐廚垃圾協(xié)同厭氧消化產(chǎn)酸產(chǎn)甲烷影響對于污泥的絮體結構，使用 SEM 進行微觀的觀察和分析結果如圖 4-11 所示。從圖以看出，大量細菌存在于污泥中，桿菌和球菌為主要細菌類群，細菌大小約為 1~5 μ微生物外，其它物質(zhì)如胞外多聚物（EPS）、有機物和無機鹽等分散在細菌的周圍加生銹鐵刨花的污泥微生物表面光潔，附著物少。添加生銹鐵刨花組的胞外聚合物 a 相比數(shù)量較多，同時含有較多絮狀物，細菌與此相互包裹結合生成團粒。團粒表糙，其疏松的結構體增加了比表面積，從而增加了吸附能力。這不僅能吸附有機物營養(yǎng)物質(zhì)交換，還能對微生物能起到固定作用，為微生物提供良好的生存環(huán)境[95] 生銹鐵刨花成分分析按照 4.1 實驗方法，制備的純鐵刨花和生銹鐵刨花如下圖所示：

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1 朱~

本文編號：2758751