利用小球藻降解餐廚垃圾消化沼液的試驗(yàn)研究.pdf

1、目前采用厭氧消化技術(shù)處理餐廚垃圾較為普遍，而對(duì)餐廚垃圾處理后形成的厭氧消化沼液如何處理研究較少。本文成功地運(yùn)用小球藻處理餐廚垃圾厭氧消化沼液，不僅使餐廚垃圾厭氧消化沼液中的大部分污染物得到了去除，也讓小球藻在餐廚垃圾厭氧消化沼液中得到了良好的生長，實(shí)現(xiàn)了餐廚垃圾厭氧消化沼液的資源化利用。本研究首先對(duì)餐廚垃圾厭氧消化沼液進(jìn)行了預(yù)處理，使小球藻以異養(yǎng)的方式在餐廚垃圾厭氧消化沼液中成功生長，并對(duì)小球藻處理厭氧消化沼液的影響因素進(jìn)行了研究。試驗(yàn)

2、借助正交試驗(yàn)探討了小球藻接種量、pH、溫度、C/N和消化沼液濃度對(duì)餐廚垃圾厭氧消化沼液中污染物去除的影響，其中，污染物以COD、總氮、氨氮和總磷為主要指標(biāo)，同時(shí)分析了這五種因素對(duì)消化沼液中小球藻生物量的影響；其次，通過響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)小球藻降解餐廚垃圾厭氧消化沼液的控制條件進(jìn)行了優(yōu)化，構(gòu)建了COD去除率、總氮、氨氮、總磷和小球藻生物量的二次曲面方程，確定了五種指標(biāo)分別最優(yōu)和總體最優(yōu)時(shí)的控制條件；最后，對(duì)控制條件優(yōu)化階段的五個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了主

3、成分分析，確立了兩個(gè)主成分和綜合評(píng)價(jià)函數(shù)，對(duì)響應(yīng)面優(yōu)化的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了綜合評(píng)分。通過上述試驗(yàn)和分析得到的主要結(jié)論如下：
　?。?）在利用小球藻處理餐廚垃圾厭氧消化沼液的過程中，小球藻接種量、pH、溫度、C/N和消化沼液濃度五個(gè)因素對(duì)COD、總氮、氨氮、總磷去除率的影響順序分別是溫度>接種量>消化沼液濃度>pH>C/N，溫度>消化沼液濃度>pH>C/N>接種量，溫度>消化沼液濃度>接種量>pH>C/N，溫度>接種量>pH>消化沼液濃

4、度>C/N，對(duì)消化沼液中小球藻的生物量影響按大小排序是溫度>消化沼液濃度>接種量>C/N>pH。
　?。?）在控制條件的優(yōu)化過程中，建立了COD去除率、總氮去除率、氨氮去除率、總磷去除率、小球藻OD517的二次響應(yīng)曲面方程，其中，小球藻接種量和消化沼液濃度的交互作用對(duì)COD、氨氮以及總磷去除率去除率影響較大，各因素間的交互作用對(duì)總氮去除率和小球藻生物量的影響不大。經(jīng)過最優(yōu)化計(jì)算，確定出 COD去除率、總氮去除率、氨氮去除率和總磷去

5、除率分別最優(yōu)時(shí)為97.76％、92.15%、95.27%和97.81%，小球藻最優(yōu) OD517為2.04，相當(dāng)于小球藻干重1.021 g/L。
　　（3）通過主成分分析，在五種指標(biāo)中確定了兩個(gè)主成分，建立了主成分Z1、Z2的函數(shù)。五種指標(biāo)中對(duì)主成分 Z1有較大影響的是COD去除率、總氮去除率、和小球藻 OD517，對(duì)主成分 Z2有較大影響的是氨氮去除率和總磷去除率。對(duì)控制條件優(yōu)化階段的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，其中，綜合評(píng)價(jià)得分較高

6、的試驗(yàn)條件與經(jīng)過響應(yīng)面試驗(yàn)總體最優(yōu)時(shí)得出的條件相接近。
　?。?）結(jié)合控制條件對(duì)小球藻處理餐廚垃圾厭氧消化沼液的影響和控制條件優(yōu)化的試驗(yàn)結(jié)果，得出五種指標(biāo)總體最優(yōu)時(shí)的條件是接種量為15.74%，pH為7.19，溫度為35℃，C/N為25，消化沼液濃度為40.58%。該條件下試驗(yàn)結(jié)果的綜合得分為1.419，此時(shí)COD去除率、總氮去除率、氨氮去除率、總磷去除率分別達(dá)到97.47%、90.70%、91.62%和95.36%，小球藻的OD