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文檔簡介
1、在中國每天產(chǎn)生約160,000噸的餐廚垃圾,隨著國家經(jīng)濟增長,其數(shù)量每年以10%的速度增長。由于處理方式不當,餐廚垃圾對生態(tài)環(huán)境和人體健康的不利影響日漸嚴重,但又因其富含有機質(zhì)而極易被生物降解,繼而成為一種潛在能源。餐廚垃圾兩相厭氧消化(TPAD)是實現(xiàn)其資源化的重要途徑,然而,高負荷的餐廚垃圾易讓消化體系酸化失穩(wěn),并成為限制其發(fā)展的瓶頸。本課題使用數(shù)值分析的方法篩選了餐廚垃圾厭氧酸化工段的最優(yōu)啟動環(huán)境,實證了出料回流及適當縮短產(chǎn)甲烷相
2、(MP)的水力停留時間(HRT)對于MP產(chǎn)氣性能的促進作用;并在簡單底物厭氧酸化實驗中,探究了真實體系中各組分對產(chǎn)酸效果的影響。
主要工作如下:
(1)以HRT、初始pH和底物接種物比(F/M)為因子進行產(chǎn)酸相(AP)厭氧酸化實驗。結果發(fā)現(xiàn),影響其產(chǎn)酸效果主次順序為初始pH>HRT>F/M,且當初始pH為9.00,HRT為4d,F(xiàn)/M為2.5時,AP獲得最大單位VS乙醇和乙酸濃度(ETH-HAc-VS)和單位VS乙醇
3、和VFAs濃度(ETH-VFAs-VS)分別為1840和3116mg·gVS-1·L-1,其發(fā)酵類型為丁酸型發(fā)酵。餐廚垃圾的總固體含量去除率(TS-R)、揮發(fā)性固體含量去除率(VS-R)分別為14.02%、20.60%,并在第一天獲得最高產(chǎn)氣量564mL。
(2)在最優(yōu)產(chǎn)酸工藝條件(初始pH為9.00,HRT為4d,F(xiàn)/M為2.5)下,餐廚垃圾TPSD的單位VS日產(chǎn)甲烷量(DMY-VS)和單位VS日產(chǎn)沼氣(DBY-VS)分別為
4、471、751mL·gVS-1·d-1,均高于單相(416、662mL·gVS-1·d-1),且分別增加了13.22%和13.44%。兩相TS-R、VS-R分別為44.25%、56.36%,均高于單相(37.10%、47.67%)。在高負荷下,TPAD較SPAD可以更好地維持其穩(wěn)定性,且隨著有機負荷率(OLR)的增加,產(chǎn)氣性能更好,但提升OLR后前幾天,兩者產(chǎn)氣性能均出現(xiàn)下滑,且單相下降幅度高于兩相。通過出料回流的方式,提高了餐廚垃圾兩
5、相厭氧消化系統(tǒng)的產(chǎn)氣性能,其系統(tǒng)TS-R、VS-R較不回流分別提高了4.10%、3.87%,分別達到46.07%、58.54%。此外,在一定程度縮短MP的HRT,有助于提升兩相體系的產(chǎn)氣效果,當HRT=4+8(AP、MP的HRT分別為4,8d)天時,其DMY-VS和DBY-VS分別為687和1052mL·gVS-1·d-1,較HRT=4+12、4+4天分別提高了20.49%、23.31%和278.51%、153.22%,同時其TS-R、
6、VS-R也達到最大(55.84%、68.41%)。
(3)通過葡萄糖、蛋白質(zhì)、油脂等簡單底物的厭氧酸化實驗,研究了真實體系中餐廚垃圾各組分對產(chǎn)酸性能的影響。結果發(fā)現(xiàn),影響其產(chǎn)酸效果主次順序為蛋白質(zhì)>葡萄糖>油脂。在保持葡萄糖、蛋白質(zhì)、油脂各組分含量比例(36.4%,22.7%,40.9%)不變的情況下,ETH-VFAs-VS為1488~1663mg·gVS-1·L-1,簡單底物有機負荷(OL)對其產(chǎn)酸總量有影響,但對單位VS產(chǎn)
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