本文關(guān)鍵詞：污泥負(fù)荷對(duì)餐廚垃圾厭氧消化穩(wěn)定性的影響

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【摘要】：餐廚垃圾含水率高且富含易降解有機(jī)質(zhì),使其具有易腐敗變質(zhì)的特性,同時(shí)也蘊(yùn)藏著巨大的資源和能源潛力。因此,將其從城市生活垃圾中分離出來單獨(dú)收運(yùn)并回收利用成為近年來的發(fā)展趨勢(shì)。在諸多的餐廚垃圾處理技術(shù)中,厭氧消化以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為首選技術(shù)。然而,餐廚垃圾的易降解及高油、高蛋白、高鹽含量的特點(diǎn),加上厭氧消化系統(tǒng)中的微生物對(duì)過程擾動(dòng)較為敏感,使得餐廚垃圾厭氧消化易出現(xiàn)過程失穩(wěn)的問題。有機(jī)負(fù)荷(Organic loading rate,OLR)被認(rèn)為是影響厭氧消化過程穩(wěn)定性的重要參數(shù),在實(shí)際工程應(yīng)用中,通常采用較低的OLR,以容積利用損失和經(jīng)濟(jì)利益為代價(jià)來防止過程失穩(wěn)。而目前的諸多研究中對(duì)于餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)的最佳有機(jī)負(fù)荷卻差異較大。究其原因,除了提負(fù)荷方式等影響外,還在于傳統(tǒng)容積負(fù)荷只與底物和反應(yīng)器有效容積相關(guān),不涉及厭氧消化的主體——微生物,對(duì)于不同的厭氧消化系統(tǒng),微生物量的不同可能直接導(dǎo)致其最終能承受的負(fù)荷不同。因此,本研究主要從三個(gè)方面入手開展研究,第一,驗(yàn)證反應(yīng)器性能及過程穩(wěn)定性與微生物濃度相關(guān);第二,探討在此基礎(chǔ)上提出的新指標(biāo)污泥負(fù)荷對(duì)過程穩(wěn)定性的表征是否具有更好的效果;第三,揭示污泥負(fù)荷對(duì)反應(yīng)器性能和過程穩(wěn)定性的影響。以期為餐廚垃圾厭氧消化運(yùn)行參數(shù)的選擇提供新的思路。通過批次和半連續(xù)式試驗(yàn),得到如下結(jié)果:(1)批次和半連續(xù)式試驗(yàn)中,反應(yīng)器性能和過程穩(wěn)定性均與污泥濃度緊密相關(guān),各項(xiàng)參數(shù)的變化與污泥負(fù)荷的變化一致,污泥負(fù)荷作為表征指標(biāo)較OLR更優(yōu)。(2)在整個(gè)批次試驗(yàn)中,污泥負(fù)荷(Substrate to inoculum ratio,S/I比值)變化范圍從0.33gVS·g-1VSS到6gVS·g-1VSS。當(dāng)S/I2gVS·g-1VSS時(shí),各試驗(yàn)組均未出現(xiàn)任何酸化抑制。隨著S/I增加到2和3gVS·g-1VSS時(shí),系統(tǒng)出現(xiàn)不同程度的酸化抑制,其產(chǎn)甲烷性能和過程穩(wěn)定性與具體的OLR和污泥濃度有關(guān),由此見可,S/I處于臨界值、系統(tǒng)處于酸化過渡期時(shí),其對(duì)系統(tǒng)性能和過程穩(wěn)定性的表征并不一致。當(dāng)S/I3gVS·g-1VSS時(shí),系統(tǒng)均出現(xiàn)嚴(yán)重酸化抑制,甲烷產(chǎn)率顯著下降,SMA顯著增加,此時(shí)的S/I比值已屬于超負(fù)荷的范圍。(3)在整個(gè)半連續(xù)式試驗(yàn)期間,污泥負(fù)荷的變化范圍較小,在0.0906-0.129gVS·g-1VSS·d-1之間。在試驗(yàn)的第一階段,污泥洗脫致使污泥負(fù)荷從0.0906gVS·g-1VSS·d-1逐漸增加到0.1128 gVS·g-1VSS·d-1,各項(xiàng)指標(biāo)顯示系統(tǒng)瀕臨失穩(wěn)。階段二和階段三的污泥負(fù)荷分別穩(wěn)定在0.097±0.001和0.126±0.002 gVS·g-1VSS·d-1,系統(tǒng)均穩(wěn)定高效產(chǎn)甲烷,只是階段三中氨氮累積抑制甲烷菌活性導(dǎo)致系統(tǒng)最終在較低的OLR及污泥負(fù)荷下失穩(wěn)。
【關(guān)鍵詞】：餐廚垃圾 厭氧消化 有機(jī)負(fù)荷 污泥負(fù)荷 反應(yīng)器性能 過程穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;X799.3
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 有機(jī)質(zhì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷機(jī)理10-11
• 1.3 有機(jī)負(fù)荷和厭氧消化穩(wěn)定性的研究進(jìn)展11-15
• 1.3.1 有機(jī)負(fù)荷簡(jiǎn)述11-13
• 1.3.2 污泥負(fù)荷相關(guān)研究13-14
• 1.3.3 有機(jī)負(fù)荷與過程穩(wěn)定性的相關(guān)研究14-15
• 1.4 研究意義、內(nèi)容及技術(shù)路線15-17
• 1.4.1 研究意義15-16
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容16
• 1.4.3 技術(shù)路線16-17
• 2 批次試驗(yàn)驗(yàn)證污泥負(fù)荷對(duì)厭氧消化過程穩(wěn)定性的影響17-32
• 2.1 引言17
• 2.2 試驗(yàn)材料與方法17-21
• 2.2.1 基質(zhì)和接種物17-18
• 2.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)18
• 2.2.3 試驗(yàn)裝置及運(yùn)行18-19
• 2.2.4 試驗(yàn)分析測(cè)定方法19-21
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析21-30
• 2.3.1 容積負(fù)荷有效性分析21-25
• 2.3.2 污泥負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)性能與穩(wěn)定性的影響分析25-28
• 2.3.3 容積負(fù)荷與污泥負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)性能及過程穩(wěn)定性響應(yīng)比較28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 污泥負(fù)荷對(duì)餐廚垃圾單相半連續(xù)式厭氧消化系統(tǒng)性能影響32-47
• 3.1 引言32-33
• 3.2 試驗(yàn)材料與裝置33-35
• 3.2.1 基質(zhì)和接種物33
• 3.2.2 試驗(yàn)裝置33-35
• 3.3 試驗(yàn)方案35-36
• 3.4 試驗(yàn)分析測(cè)定方法36
• 3.5 不同狀態(tài)下污泥比產(chǎn)甲烷活性測(cè)定36
• 3.6 試驗(yàn)結(jié)果與分析36-45
• 3.6.1 試驗(yàn)期間污泥負(fù)荷變化36-37
• 3.6.2 污泥負(fù)荷對(duì)反應(yīng)器性能的影響37-39
• 3.6.3 污泥負(fù)荷對(duì)過程穩(wěn)定性的影響39-44
• 3.6.4 不同狀態(tài)下的污泥比產(chǎn)甲烷活性分析44-45
• 3.6.5 容積負(fù)荷與污泥負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)性能及過程穩(wěn)定性響應(yīng)比較45
• 3.7 本章小結(jié)45-47
• 4 結(jié)論與建議47-50
• 4.1 主要結(jié)論47-48
• 4.2 建議48-50
• 致謝50-51
• 參考文獻(xiàn)51-57
• 附錄 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄57

【相似文獻(xiàn)】

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1 王曉華;污泥負(fù)荷對(duì)餐廚垃圾厭氧消化穩(wěn)定性的影響[D];重慶大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：980782