發(fā)布時(shí)間：2017-10-05 16:04

  本文關(guān)鍵詞：添加剩余污泥對(duì)果渣厭氧發(fā)酵過(guò)程的影響研究

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【摘要】：我國(guó)每年產(chǎn)生的的柑橘果渣廢料高達(dá)幾百萬(wàn)噸,果渣雖然屬于廢棄物,但還有較大的利用價(jià)值。國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展過(guò)對(duì)果渣厭氧發(fā)酵處理的研究,試驗(yàn)研究結(jié)果表明果渣通過(guò)厭氧發(fā)酵處理是可行的,發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的甲烷可作為能源利用,沼液可以作為肥料用于農(nóng)田。但由于柑橘果渣的成分特性,對(duì)其單獨(dú)進(jìn)行厭氧發(fā)酵極易引起酸積累,降低系統(tǒng)內(nèi)的pH,嚴(yán)重影響厭氧發(fā)酵微生物活性,從而導(dǎo)致發(fā)酵效果不佳。剩余污泥與果渣相同,屬于具有較高有機(jī)質(zhì)含量和含水率的有機(jī)固體廢棄物。而剩余污泥成堿性,具有較強(qiáng)的緩沖能力,且富含N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素以及多種厭氧發(fā)酵微生物,將其與果渣混合發(fā)酵,能改善厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的穩(wěn)定性及產(chǎn)氣效率,降低堿元投加量以減少開(kāi)支,而且能實(shí)現(xiàn)固體廢物減量化。本實(shí)驗(yàn)以四川某柑橘果汁廠的果渣為研究對(duì)象,采用半連續(xù)發(fā)酵法,每天定時(shí)進(jìn)出料一次,設(shè)置兩組反應(yīng)器。其中混合組中果渣與剩余污泥按體積比3：1混合投料,設(shè)純果渣投料組作為對(duì)照,對(duì)兩組反應(yīng)器的產(chǎn)氣量及系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行比較分析,并研究厭氧發(fā)酵過(guò)程中的相關(guān)指標(biāo)和投料負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)的影響程度,確定反應(yīng)器有效的啟動(dòng)方式和最佳投料負(fù)荷。本文基于多元回歸原理,采用SPSS軟件來(lái)進(jìn)行相關(guān)分析,利用大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù),為其建立了產(chǎn)氣量預(yù)測(cè)模型,為實(shí)際工程的應(yīng)用提供一定的參考。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,主要得到以下結(jié)論：(1)在本實(shí)驗(yàn)厭氧發(fā)酵過(guò)程中,果渣-剩余污泥混合組反應(yīng)器的COD去除率、營(yíng)養(yǎng)元素配比、產(chǎn)氣量以及系統(tǒng)穩(wěn)定性都要好于果渣組反應(yīng)器,說(shuō)明添加剩余污泥有利于果渣的厭氧發(fā)酵。(2)本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,果渣與果渣-剩余污泥兩組反應(yīng)器的最佳投料負(fù)荷分別為2.1kgCOD/m3.d和2.5kgCOD/m3.d。在此投料負(fù)荷下反應(yīng)器的CODcr濃度分別達(dá)到最低值11012mg/L和10045mg/L,產(chǎn)氣量分別為1409.7mL/d和889.6mL/d,系統(tǒng)pH、VFA和ALK等各項(xiàng)指標(biāo)也較穩(wěn)定。當(dāng)兩組反應(yīng)器的投料負(fù)荷分別超過(guò)2.1 kgCOD/m3.d和2.5 kgCOD/m3.d,產(chǎn)氣量有下降趨勢(shì),且后續(xù)運(yùn)行中產(chǎn)氣量得不到明顯的提升,波動(dòng)較大,系統(tǒng)開(kāi)始失穩(wěn)。(3)實(shí)驗(yàn)投料負(fù)荷宜采用逐級(jí)遞增的方式從低投料負(fù)荷開(kāi)始進(jìn)料。這種逐級(jí)遞增的投料模式有助于厭氧反應(yīng)器的正常運(yùn)行,直接采用較高負(fù)荷的投料方式不利于反應(yīng)器的后續(xù)運(yùn)行,系統(tǒng)內(nèi)部易造成VFA累積,導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性惡化。(4)通過(guò)外加堿元能及時(shí)、有效的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH值,但隨著投料的持續(xù)和投料負(fù)荷的持續(xù)上升后,系統(tǒng)內(nèi)新增的VFA不能及時(shí)被厭氧微生物轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致VFA繼續(xù)積累,進(jìn)而影響發(fā)酵過(guò)程。(5)基于兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了兩個(gè)多元線(xiàn)性回歸模型,其中果渣組方程的R2為0.997,果渣-剩余污泥組的R2為0.989,證明其擬合優(yōu)度均較好。通過(guò)模型預(yù)測(cè)得到的的產(chǎn)氣量準(zhǔn)確率達(dá)82.3%和81.5%,證明得到的多元線(xiàn)性回歸模型具有一定得參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：厭氧發(fā)酵 果渣 剩余污泥 投料負(fù)荷 產(chǎn)氣量 多元線(xiàn)性回歸
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X703;X792
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-27
• 1.1 課題研究背景及意義13-14
• 1.1.1 課題研究背景13
• 1.1.2 研究意義13-14
• 1.2 果渣的來(lái)源及特點(diǎn)14-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及實(shí)際工程處理現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)實(shí)際工程處理現(xiàn)狀16-18
• 1.3.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀18
• 1.3.4 國(guó)外實(shí)際工程處理現(xiàn)狀18-19
• 1.4 厭氧生物處理技術(shù)的研究進(jìn)展19-27
• 1.4.1 厭氧生物處理技術(shù)的基本原理19-20
• 1.4.2 厭氧發(fā)酵參數(shù)控制20-22
• 1.4.3 厭氧反應(yīng)器類(lèi)型22-24
• 1.4.4 厭氧微生物發(fā)酵進(jìn)料方式24
• 1.4.5 厭氧生物處理技術(shù)的應(yīng)用24-26
• 1.4.6 厭氧生物處理技術(shù)的研究展望26-27
• 第2章 實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容和方法27-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)研究目標(biāo)28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容28
• 2.4 實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)路線(xiàn)28-29
• 2.5 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)和相關(guān)操作控制29-34
• 2.5.1 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)29-31
• 2.5.2 實(shí)驗(yàn)的操作控制31-33
• 2.5.3 實(shí)驗(yàn)裝置33-34
• 2.6 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法34-36
• 2.6.1 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)檢測(cè)34-35
• 2.6.2 檢測(cè)周期35-36
• 第3章 果渣與剩余污泥混合厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)研究36-62
• 3.1 調(diào)試階段36-43
• 3.1.1 調(diào)試運(yùn)行36
• 3.1.2 初始消化液主要指標(biāo)分析36-37
• 3.1.3 原輔料特性分析37-38
• 3.1.4 調(diào)試運(yùn)行階段主要指標(biāo)分析38-43
• 3.2 正式運(yùn)行階段43-46
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行43
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)原料配置及指標(biāo)分析43-45
• 3.2.3 投料負(fù)荷45-46
• 3.3 厭氧技術(shù)指標(biāo)分析46-58
• 3.3.1 COD_(Cr)46-48
• 3.3.2 pH48-50
• 3.3.3 ALK和VFA變化情況50-52
• 3.3.4 營(yíng)養(yǎng)元素52-55
• 3.3.5 產(chǎn)氣量55-58
• 3.4 本章小結(jié)58-62
• 3.4.1 調(diào)試運(yùn)行階段58-59
• 3.4.2 式運(yùn)行階段59-62
• 第4章 多元線(xiàn)性回歸模型建立與預(yù)測(cè)62-76
• 4.1 多元線(xiàn)性回歸模型62-63
• 4.1.1 多元線(xiàn)性回歸模型簡(jiǎn)介62-63
• 4.2 SPSS軟件63-64
• 4.3 多元線(xiàn)性回歸模型建立64-74
• 4.3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源64
• 4.3.2 相關(guān)系數(shù)64-65
• 4.3.3 因子相關(guān)性分析65-69
• 4.3.4 建立回歸方程69-73
• 4.3.5 驗(yàn)證回歸方程73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 結(jié)論76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-84

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本文編號(hào)：977701