本文關鍵詞：添加剩余污泥對果渣厭氧發(fā)酵過程的影響研究

  更多相關文章： 厭氧發(fā)酵 果渣 剩余污泥 投料負荷 產(chǎn)氣量 多元線性回歸

【摘要】：我國每年產(chǎn)生的的柑橘果渣廢料高達幾百萬噸,果渣雖然屬于廢棄物,但還有較大的利用價值。國內(nèi)外已開展過對果渣厭氧發(fā)酵處理的研究,試驗研究結果表明果渣通過厭氧發(fā)酵處理是可行的,發(fā)酵過程產(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,對其單獨進行厭氧發(fā)酵極易引起酸積累,降低系統(tǒng)內(nèi)的pH,嚴重影響厭氧發(fā)酵微生物活性,從而導致發(fā)酵效果不佳。剩余污泥與果渣相同,屬于具有較高有機質(zhì)含量和含水率的有機固體廢棄物。而剩余污泥成堿性,具有較強的緩沖能力,且富含N、P、K等營養(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支,而且能實現(xiàn)固體廢物減量化。本實驗以四川某柑橘果汁廠的果渣為研究對象,采用半連續(xù)發(fā)酵法,每天定時進出料一次,設置兩組反應器。其中混合組中果渣與剩余污泥按體積比3：1混合投料,設純果渣投料組作為對照,對兩組反應器的產(chǎn)氣量及系統(tǒng)穩(wěn)定性進行比較分析,并研究厭氧發(fā)酵過程中的相關指標和投料負荷對系統(tǒng)的影響程度,確定反應器有效的啟動方式和最佳投料負荷。本文基于多元回歸原理,采用SPSS軟件來進行相關分析,利用大量的實驗數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù),為其建立了產(chǎn)氣量預測模型,為實際工程的應用提供一定的參考。通過實驗研究,主要得到以下結論：(1)在本實驗厭氧發(fā)酵過程中,果渣-剩余污泥混合組反應器的COD去除率、營養(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器,說明添加剩余污泥有利于果渣的厭氧發(fā)酵。(2)本實驗研究結果表明,果渣與果渣-剩余污泥兩組反應器的最佳投料負荷分別為2.1kgCOD/m3.d和2.5kgCOD/m3.d。在此投料負荷下反應器的CODcr濃度分別達到最低值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等各項指標也較穩(wěn)定。當兩組反應器的投料負荷分別超過2.1 kgCOD/m3.d和2.5 kgCOD/m3.d,產(chǎn)氣量有下降趨勢,且后續(xù)運行中產(chǎn)氣量得不到明顯的提升,波動較大,系統(tǒng)開始失穩(wěn)。(3)實驗投料負荷宜采用逐級遞增的方式從低投料負荷開始進料。這種逐級遞增的投料模式有助于厭氧反應器的正常運行,直接采用較高負荷的投料方式不利于反應器的后續(xù)運行,系統(tǒng)內(nèi)部易造成VFA累積,導致系統(tǒng)穩(wěn)定性惡化。(4)通過外加堿元能及時、有效的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的pH值,但隨著投料的持續(xù)和投料負荷的持續(xù)上升后,系統(tǒng)內(nèi)新增的VFA不能及時被厭氧微生物轉化,導致VFA繼續(xù)積累,進而影響發(fā)酵過程。(5)基于兩組實驗數(shù)據(jù)建立了兩個多元線性回歸模型,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。通過模型預測得到的的產(chǎn)氣量準確率達82.3%和81.5%,證明得到的多元線性回歸模型具有一定得參考價值。
【關鍵詞】：厭氧發(fā)酵 果渣 剩余污泥 投料負荷 產(chǎn)氣量 多元線性回歸
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 果渣的來源及特點14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及實際工程處理現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國內(nèi)實際工程處理現(xiàn)狀16-18
• 1.3.3 國外研究現(xiàn)狀18
• 1.3.4 國外實際工程處理現(xiàn)狀18-19
• 1.4 厭氧生物處理技術的研究進展19-27
• 1.4.1 厭氧生物處理技術的基本原理19-20
• 1.4.2 厭氧發(fā)酵參數(shù)控制20-22
• 1.4.3 厭氧反應器類型22-24
• 1.4.4 厭氧微生物發(fā)酵進料方式24
• 1.4.5 厭氧生物處理技術的應用24-26
• 1.4.6 厭氧生物處理技術的研究展望26-27
• 第2章 實驗研究內(nèi)容和方法27-36
• 2.1 實驗研究對象27-28
• 2.2 實驗研究目標28
• 2.3 實驗研究內(nèi)容28
• 2.4 實驗研究技術路線28-29
• 2.5 實驗裝置設計和相關操作控制29-34
• 2.5.1 實驗裝置設計29-31
• 2.5.2 實驗的操作控制31-33
• 2.5.3 實驗裝置33-34
• 2.6 實驗檢測方法34-36
• 2.6.1 實驗指標檢測34-35
• 2.6.2 檢測周期35-36
• 第3章 果渣與剩余污泥混合厭氧發(fā)酵實驗研究36-62
• 3.1 調(diào)試階段36-43
• 3.1.1 調(diào)試運行36
• 3.1.2 初始消化液主要指標分析36-37
• 3.1.3 原輔料特性分析37-38
• 3.1.4 調(diào)試運行階段主要指標分析38-43
• 3.2 正式運行階段43-46
• 3.2.1 實驗運行43
• 3.2.2 實驗原料配置及指標分析43-45
• 3.2.3 投料負荷45-46
• 3.3 厭氧技術指標分析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 營養(yǎng)元素52-55
• 3.3.5 產(chǎn)氣量55-58
• 3.4 本章小結58-62
• 3.4.1 調(diào)試運行階段58-59
• 3.4.2 式運行階段59-62
• 第4章 多元線性回歸模型建立與預測62-76
• 4.1 多元線性回歸模型62-63
• 4.1.1 多元線性回歸模型簡介62-63
• 4.2 SPSS軟件63-64
• 4.3 多元線性回歸模型建立64-74
• 4.3.1 數(shù)據(jù)來源64
• 4.3.2 相關系數(shù)64-65
• 4.3.3 因子相關性分析65-69
• 4.3.4 建立回歸方程69-73
• 4.3.5 驗證回歸方程73-74
• 4.4 本章小結74-76
• 結論76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-84

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本文編號：977701