【摘要】：生物質(zhì)能是人類社會最早加以利用的能源之一,具有分布廣、可再生、成本低等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)階段,生物質(zhì)能約占全世界能源供給的10%,有相當(dāng)大的開發(fā)前景。生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用,對實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、保障國家能源健康、改善社會環(huán)境和減少溫室氣體排放都具有重要的實(shí)際意義。針對這一現(xiàn)象,選取了重慶地區(qū)常見的生物質(zhì)廢物(包括城市污泥、腐爛柑橘、餐廚垃圾、中藥渣、酒糟、園林垃圾、豬糞和牛糞)作為厭氧消化原料,采用單獨(dú)厭氧消化試驗(yàn)分析了不同種類生物質(zhì)廢物的厭氧消化產(chǎn)氣潛勢。確定各生物質(zhì)廢物產(chǎn)氣潛勢后,選取其中產(chǎn)氣潛勢較好的生物質(zhì)廢物進(jìn)行聯(lián)合厭氧消化產(chǎn)氣試驗(yàn),明確不同種類生物質(zhì)廢物聯(lián)合厭氧消化產(chǎn)氣的最優(yōu)配比,為生物質(zhì)廢物綜合燃?xì)饣锰峁├碚撘罁?jù)。此外,分別利用三維熒光技術(shù)和微生物種群分析技術(shù)(16S rDNA)對消化系統(tǒng)的有機(jī)物、系統(tǒng)的種群結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行了分析。餐廚垃圾與園林垃圾聯(lián)合厭氧消化中,當(dāng)比例為1:3、1:4和1:5時,系統(tǒng)的甲烷產(chǎn)量均有提升,當(dāng)比例為1:3時提升率最高,達(dá)到了62.03%,此時的甲烷產(chǎn)量為352 mL;腐爛柑橘與園林垃圾聯(lián)合厭氧消化中,當(dāng)比例為1:4和1:5時,系統(tǒng)的甲烷產(chǎn)量均有提升,當(dāng)比例為1:4時提升率最高,達(dá)到了53.25%,此時的甲烷產(chǎn)量為341 mL;酒糟與園林垃圾聯(lián)合厭氧消化中,所有比例的甲烷產(chǎn)量均有所降低,說明酒糟不適合通過與園林垃圾聯(lián)合厭氧消化改善甲烷產(chǎn)量,當(dāng)比例為1:4時,下降率最低,為-13.88%,此時的甲烷產(chǎn)量為195 mL;餐廚垃圾與豬糞聯(lián)合厭氧消化中,當(dāng)比例為1:4和1:5時,系統(tǒng)的甲烷產(chǎn)量均有提升,當(dāng)比例為1:4時提升率最高,達(dá)到了56.02%,此時的甲烷產(chǎn)量為448 m L。對城市污泥的產(chǎn)氣潛勢研究發(fā)現(xiàn)重慶西部地區(qū)由于地勢相對較為平坦,城市污泥的產(chǎn)氣潛勢普遍好于重慶東部地區(qū)。萬州區(qū)雖然屬于重慶東部地區(qū),但由于其城市發(fā)展良好,人口眾多,導(dǎo)致污泥產(chǎn)量巨大,所以產(chǎn)氣潛勢明顯高于周邊地區(qū);腐爛柑橘、餐廚垃圾、中藥渣和酒糟不適合用于單獨(dú)厭氧消化,在消化過程中會出現(xiàn)pH值下降明顯,導(dǎo)致系統(tǒng)酸化,嚴(yán)重影響甲烷產(chǎn)量,四種生物質(zhì)廢物甲烷產(chǎn)量均低于50 mL;豬糞、牛糞和園林垃圾在單獨(dú)厭氧消化中效果較好,產(chǎn)甲烷量分別為340 m L、261 mL和265 mL,但豬糞的消化液中過高的氨氮濃度可能影響消化產(chǎn)物的后續(xù)處理,降低了其單獨(dú)厭氧消化的實(shí)用性。餐廚垃圾和園林垃圾分別單獨(dú)厭氧消化與聯(lián)合厭氧消化時的產(chǎn)甲烷菌種群結(jié)構(gòu)有一定的差異。餐廚垃圾單獨(dú)消化時產(chǎn)甲烷菌優(yōu)勢菌屬有Methanospirillum(甲烷螺菌)、Methanobrevibacter(甲烷短桿菌)、Methanobacterium(甲烷桿菌)和Methanoculleus(甲烷囊菌);園林垃圾單獨(dú)消化時產(chǎn)甲烷菌優(yōu)勢菌屬有Methanosarcina(甲烷八疊球菌)、Methanobacterium(甲烷桿菌)和Methanolinea(甲烷繩菌);餐廚垃圾與園林垃圾比例為1:3進(jìn)行聯(lián)合厭氧消化時產(chǎn)甲烷菌優(yōu)勢菌屬有Methanobacterium(甲烷桿菌)、Methanosarcina(甲烷八疊球菌)和Methanospirillum(甲烷螺菌);餐廚垃圾與園林垃圾比例為1:4進(jìn)行聯(lián)合厭氧消化時產(chǎn)甲烷菌優(yōu)勢菌屬有Methanobacterium(甲烷桿菌)、Methanosarcina(甲烷八疊球菌)和Methanolinea(甲烷繩菌)。
【圖文】：

013年生物質(zhì)能源利用路徑Fig.1.2Biomassenergyutilizationpathin2013

圖 1.3 生物質(zhì)能利用技術(shù)Fig. 1.3 The technology of biomass utilization從能源利用的長遠(yuǎn)戰(zhàn)略上看，利用生物質(zhì)廢物開發(fā)清潔能源勢在必行，前景十分廣闊。城市污泥和生活垃圾的厭氧消化不僅可以減少污泥和生環(huán)境的污染，而且可以改善資源的循環(huán)利用。經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相當(dāng)國推廣的效益更是不可估量的。一方面，，中國的能源短缺越來越突出，另一方面，大量的生物質(zhì)廢物所問題越來越嚴(yán)重。由于中國現(xiàn)有生物質(zhì)處理方法效率低下，二次污染嚴(yán)進(jìn)程不理想。生物質(zhì)廢物燃?xì)饣囊?guī)模效益已成為限制資源可持續(xù)開發(fā)頸。在未來的發(fā)展時期，圍繞城市垃圾、污水廠污泥、工業(yè)生物質(zhì)廢物濟(jì)上可行，規(guī)模無害和資源化的技術(shù)將是促進(jìn)城市垃圾資源化利用，改強(qiáng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)效益的主要任務(wù)。① 我國生物質(zhì)廢物資源化利用中存在的問題
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TK6

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本文編號：2624562