發(fā)布時間：2020-04-28 16:20

【摘要】：為了解決餐廚垃圾（FW）單獨發(fā)酵時容易發(fā)生酸化的問題，本研究采用餐廚垃圾（FW）與牛糞（CM）混合發(fā)酵的方法來提高餐廚垃圾厭氧發(fā)酵效率，并對發(fā)酵結(jié)果進行非生物因子強化。 以餐廚垃圾和牛糞為原料，在35℃下，采用批式厭氧發(fā)酵方法，研究不同餐廚垃圾和牛糞配比對混合厭氧發(fā)酵效率的影響。結(jié)果表明：餐廚垃圾和牛糞比例為3:1（T4）時反應(yīng)效果最好，累積產(chǎn)氣量為3750.5mL，是餐廚垃圾單獨厭氧發(fā)酵（T6）產(chǎn)氣量的3倍，氣體甲烷含量可達52.1%。反應(yīng)后期，消化液的pH值保持在7.3~7.5，沒有發(fā)生酸化現(xiàn)象；氨氮濃度保持在2000~2200mg·L-1，輔酶F420的吸光度最大值為0.72。而餐廚垃圾單獨厭氧發(fā)酵時發(fā)生酸化，反應(yīng)運行失敗。即添加牛糞可以有效的抑制餐廚垃圾單獨厭氧發(fā)酵時酸化的現(xiàn)象。 采用餐廚垃圾與牛糞比例為1:1進行批示厭氧發(fā)酵反應(yīng)，每天添加不同濃度的Fe、Co和Ni三種元素，研究單一微量元素對餐廚垃圾與牛糞混合厭氧發(fā)酵的影響。結(jié)果表明，添加微量元素可以促進餐廚垃圾與牛糞混合厭氧發(fā)酵反應(yīng)，但濃度過高時，促進作用不明顯。即添加適中濃度的單一微量元素可以有效的促進餐廚垃圾與牛糞混合厭氧發(fā)酵反應(yīng)。其中，鈷元素對餐廚垃圾與牛糞混合厭氧發(fā)酵的促進效果最明顯。 在單因素實驗的基礎(chǔ)上，采用三因素三水平的中心組合設(shè)計及響應(yīng)面分析法，建立了混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸量的二次多項式數(shù)學(xué)模型，并以揮發(fā)性脂肪酸（VFAS）產(chǎn)量為響應(yīng)值作響應(yīng)面和等高線，考察了以餐廚垃圾和牛糞為發(fā)酵底物發(fā)酵產(chǎn)酸時添加的鐵、鈷和鎳三種微量元素的濃度及其交互作用對餐廚垃圾與牛糞混合厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的影響。分析結(jié)果表明，三種元素的最佳濃度組合是鐵1.00mg·mL-1、鈷0.02mg·mL-1、鎳0.50mg·mL-1。該工藝條件下，揮發(fā)性脂肪酸（VFAS）的理論值為3670mg·mL-1，實際實驗值為3668mg·mL-1，與理論值相符。即用響應(yīng)面分析確定添加鐵、鈷和鎳三種元素的最佳濃度組合是可行可靠的。
【圖文】：

圖 5-1 鈷元素與鐵交互影響 VFAS 的響應(yīng)面圖（a）及等高圖（b）Fig.5-1 Response surface map and contour map of VFAS between cobalt and iron elements圖 5-2 鎳元素與鐵交互影響 VFAS 的響應(yīng)面圖（a）及等高圖（b）Fig.5-2 Response surface map and contour map of VFAS between nickel and iron elements從圖 5-3-a 可以看出，揮發(fā)性脂肪酸（VFAS）的產(chǎn)量隨鎳元素濃度變化產(chǎn)生的影響較小，略微呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，在揮發(fā)性脂肪酸（VFAS）

- 35 -圖 5-2 鎳元素與鐵交互影響 VFAS 的響應(yīng)面圖（a）及等高圖（b）Fig.5-2 Response surface map and contour map of VFAS between nickel and iron elements從圖 5-3-a 可以看出，，揮發(fā)性脂肪酸（VFAS）的產(chǎn)量隨鎳元素濃度變化產(chǎn)生的影響較小，略微呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，在揮發(fā)性脂肪酸（VFAS）產(chǎn)量達到最大值左右時，曲面較平緩。由此可以說明，鎳元素對厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸（VFAS）的影響不太顯著（PC=0.0528>0.01）。由圖 5-3-b 可以看出，在鎳元素與鈷元素共同作用下的等高線形狀呈圓形，這表明這兩種元素之間交互作用不顯著（PBC=0.0468>0.01）。綜合表 5-3 與圖 5-1 至 5-3 可知，添加的鐵、鈷、鎳三種元素對餐廚垃圾
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S216.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊明珍;;規(guī)模養(yǎng)牛場糞污厭氧發(fā)酵制沼氣工程設(shè)計研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年18期

2 任維琰;李勇;顧廣發(fā);;餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷綜述[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年06期

3 王永澤;邵明勝;楊立;李冬生;王金華;;不同吸附劑對棉花秸稈沼氣發(fā)酵效率的影響研究[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2008年23期

4 柴社立;蔡晶;芮尊元;;微量營養(yǎng)物質(zhì)對有機廢水厭氧消化過程的調(diào)控作用[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2006年09期

5 肖本益,王瑞明,賈士儒;二價金屬離子對UASB顆粒污泥的影響[J];中國給水排水;2002年06期

6 徐金蘭,黃廷林,王志盈;ABR中厭氧顆粒污泥的微生物學(xué)特性[J];中國給水排水;2004年10期

7 縱巖;紀能銀;;微量金屬對餐廚垃圾厭氧消化過程中氨氮含量的影響[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年18期

8 吳婧婧;梁貴秋;陸春霞;周曉玲;董桂清;李全;陸飛;;響應(yīng)面法對桑果醋發(fā)酵工藝的優(yōu)化[J];南方農(nóng)業(yè)學(xué)報;2014年02期

9 李東;孫永明;袁振宏;張宇;孔曉英;李連華;;原料比例和pH值對廚余垃圾和廢紙聯(lián)合厭氧消化的影響[J];過程工程學(xué)報;2009年01期

10 王延昌;袁巧霞;謝景歡;郭聰穎;;餐廚垃圾厭氧發(fā)酵特性的研究[J];環(huán)境工程學(xué)報;2009年09期

本文編號：2643644