城市生活垃圾的厭氧消化處理技術(shù)是發(fā)達國家特別是歐洲近年來積極開發(fā)并獲得應用的一項新的垃圾生物處理技術(shù),其中如Dranco、Kompogas和Valorga等工藝已經(jīng)成功實現(xiàn)了工程化運行。本文在國內(nèi)外已有的研究基礎上,對垃圾的分選、消化工藝及機理、沼渣綜合利用技術(shù)等進行了較為完整、系統(tǒng)的研究,為城市有機生活垃圾的資源化處理與處置探索一條可行的工藝路線。論文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下: 對城市有機生活垃圾厭氧生物處理的基本原理進行了探討。從熱力學角度探討了氫分壓和吉布斯自由能(△G’)的關(guān)系及其對厭氧微生物之間互營聯(lián)合作用的影響,并重點研究了嗜熱產(chǎn)甲烷菌的種類和熱穩(wěn)定性機理,分別對有機垃圾水解產(chǎn)酸、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷過程的生物化學途徑進行了討論。 利用自制的小型破碎篩分設備進行了城市生活垃圾的破碎篩分試驗,得到可生物降解部分的破碎篩分率約為64.04%。測定并比較了人工分選和機械分選垃圾的物理組成和有機質(zhì)成分,得到人工分選和機械分選垃圾的可生物降解分率(基于木質(zhì)素不可降解)分別為72%和64%;理論產(chǎn)氣量為0.795 L/gTS和0.733 L/gTS。人工分選和機械分后的有機選垃圾中溫(...

【文章頁數(shù)】：178 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 國內(nèi)外城市生活垃圾狀況
        1.1.1 城市生活垃圾的概念及組成特性
        1.1.2 城市生活垃圾產(chǎn)生量的影響因素
        1.1.3 城市生活垃圾的污染問題
    1.2 城市生活垃圾處理和資源化技術(shù)
    1.3 厭氧消化工藝研究進展
        1.3.1 厭氧生物處理工藝發(fā)展歷史
        1.3.2 城市生活垃圾厭氧消化工藝研究概況
        1.3.3 濕式/干式厭氧消化工藝
        1.3.4 單相厭氧消化工藝
        1.3.5 兩相厭氧消化工藝
        1.3.6 間歇和連續(xù)厭氧消化工藝
    1.4 城市生活垃圾厭氧生物處理影響因素研究進展
        1.4.1 預處理
        1.4.2 接種和接種物
        1.4.3 原料固含率
        1.4.4 溫度和pH值
        1.4.5 攪拌
        1.4.6 揮發(fā)性脂肪酸和氨氮
        1.4.7 聯(lián)合消化
    1.5 課題研究的目的意義及研究內(nèi)容
        1.5.1 課題的提出及研究意義
        1.5.2 課題研究內(nèi)容
2 城市有機生活垃圾厭氧消化基本原理
    2.1 概述
    2.2 厭氧消化微生物學和生態(tài)學研究
        2.2.1 不產(chǎn)甲烷菌
        2.2.2 產(chǎn)甲烷菌
        2.2.3 嗜熱產(chǎn)甲烷菌及其熱穩(wěn)定性探討
        2.2.4 不產(chǎn)甲烷菌與產(chǎn)甲烷菌之間的微生物生態(tài)關(guān)系
    2.3 厭氧消化微生物互營聯(lián)合作用的熱力學分析
        2.3.1 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌與耗氫產(chǎn)甲烷菌的互營聯(lián)合作用
        2.3.2 氫分壓對揮發(fā)性脂肪酸降解的影響
    2.4 厭氧生物處理的生化機理研究
        2.4.1 有機垃圾水解發(fā)酵的生化機理
        2.4.2 產(chǎn)甲烷過程的生化機理
    2.5 城市生活垃圾厭氧消化過程動力學研究
    2.6 本章小結(jié)
3 實驗裝置和方法
    3.1 實驗裝置
        3.1.1 城市生活垃圾分選實驗裝置
        3.1.2 城市生活垃圾厭氧消化工藝實驗裝置
    3.2 分析項目和方法
        3.2.1 城市生活垃圾分析
        3.2.2 實驗參數(shù)分析
4 城市生活垃圾分選及厭氧降解特性研究
    4.1 概述
    4.2 城市生活垃圾破碎分選研究
        4.2.1 破碎機與滾筒篩的工藝參數(shù)確定
        4.2.2 城市生活垃圾破碎篩分率
    4.3 城市有機生活垃圾厭氧降解特性
        4.3.1 分選后有機垃圾的物理組成
        4.3.2 理論產(chǎn)氣量和可生物降解物質(zhì)分率
        4.3.3 有機生活垃圾的生物化學甲烷勢
    4.4 本章小結(jié)
5 溫度對城市有機生活垃圾厭氧消化工藝的影響
    5.1 概述
    5.2 不同反應溫度下消化工藝研究
        5.2.1 實驗方案
        5.2.2 不同溫度條件下的累積產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率
        5.2.3 不同溫度條件下沼氣中甲烷含量的變化
        5.2.4 不同溫度條件下pH值的變化
        5.2.5 溫度對消化啟動和病原微生物殺滅率的影響
        5.2.6 討論
    5.3 溫度突降對高溫厭氧消化工藝的影響
        5.3.1 實驗方案
        5.3.2 產(chǎn)氣量和甲烷含量的變化
        5.3.3 pH值的變化
        5.3.4 VFA的變化
        5.3.5 溫度突降后持續(xù)15天恢復的實驗結(jié)果
        5.3.6 討論
    5.4 溫度突升對高溫厭氧消化工藝的影響
        5.4.1 實驗方案
        5.4.2 產(chǎn)氣量和甲烷含量變化
        5.4.3 pH值變化
        5.4.4 VFA的變化
        5.4.5 討論
    5.5 有機生活垃圾批式厭氧消化產(chǎn)氣動力學模型
        5.5.1 模型的基本假設
        5.5.2 厭氧產(chǎn)氣動力學模型的建立
        5.5.3 動力學參數(shù)的求解
        5.5.4 溫度對反應速率常數(shù)的影響
    5.6 本章小結(jié)
6 城市有機生活垃圾高溫厭氧消化工藝研究
    6.1 概述
    6.2 接種物的選擇
        6.2.1 接種物的基本性質(zhì)
        6.2.2 不同接種物對高溫厭氧消化啟動的影響
        6.2.3 接種污泥的比產(chǎn)甲烷活性
        6.2.4 接種物的氨氮抑制值
    6.3 原料碳氮比對高溫厭氧消化產(chǎn)氣率的影響
    6.4 垃圾固含率與接種量
        6.4.1 固含率為16.4%時的接種量
        6.4.2 固含率與接種量的相關(guān)性
        6.4.3 不同固含率在最佳接種量條件下的消化實驗
    6.5 垃圾與糞便物料比對高溫聯(lián)合厭氧消化的影響
        6.5.1 垃圾與糞便聯(lián)合消化概述
        6.5.2 實驗方案
        6.5.3 實驗結(jié)果與討論
        6.5.4 討論
    6.6 高溫聯(lián)合厭氧消化過程中氮和磷元素含量的變化
        6.6.1 氮和磷的分析方法簡述
        6.6.2 全氮和全磷在消化過程中的變化
        6.6.2 速效氮和速效磷在消化過程中的變化
    6.7 本章小結(jié)
7 有機垃圾厭氧消化殘留物綜合利用研究
    7.1 概述
    7.2 沼渣的理化性質(zhì)分析
        7.2.1 沼渣中主要養(yǎng)分和病原微生物殺滅率
        7.2.2 沼渣中重金屬含量
    7.3 沼渣制有機-無機復混肥技術(shù)
        7.3.1 有機-無機復混肥生產(chǎn)的理論探討
        7.3.2 有機-無機復混肥的配方設計
        7.3.3 有機-無機復混肥的生產(chǎn)工藝流程
        7.3.4 沼渣制有機-無機復混肥的養(yǎng)分含量
    7.4 盆栽花卉施用復混肥的肥效試驗
        7.4.1 試驗環(huán)境和花卉品種
        7.4.2 試驗方案
    7.5 試驗結(jié)果與討論
        7.5.1 非洲菊
        7.5.2 丹麗報春
        7.5.3 大花馬齒莧
        7.5.4 香石竹
        7.5.5 金魚草
    7.6 本章小結(jié)
8 結(jié)論與建議
    8.1 結(jié)論
    8.2 建議
附錄1 沼渣及有機-無機復混肥實物圖
附錄2 攻讀博士學位期間工作成績
致謝
參考文獻



本文編號：3744026