利用餐廚垃圾生物制氫的實(shí)驗(yàn)研究及仿真模擬.pdf

1、餐廚垃圾造成的污染已經(jīng)成為城市環(huán)境污染的主要部分，嚴(yán)重威脅人們的幣常生活和身體健康，并且危害越來越嚴(yán)重。利用餐廚垃圾生物制氫不僅實(shí)現(xiàn)了廢物資源化，而且為生物制氫提供了廉價(jià)的底物，是一種環(huán)境友好型制氫方法。
　　 本研究利用改進(jìn)型連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器(CSTR)，以餐廚垃圾作為底物進(jìn)行厭氧發(fā)酵制氫。通過實(shí)驗(yàn)研究了容積負(fù)荷、堿度、pH值、ORP等參數(shù)對系統(tǒng)產(chǎn)氫能力的影響：產(chǎn)氫速率隨容積負(fù)荷增加而增大；堿度和產(chǎn)氣速率成正相關(guān)性關(guān)系；系統(tǒng)

2、適宜的pH值為4～6；反應(yīng)器運(yùn)行良好時(shí)，ORP穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行21d，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)酵類型從混合酸型發(fā)酵到乙醇型發(fā)酵的轉(zhuǎn)變。本研究中CSTR反應(yīng)器的最佳控制參數(shù)為：容積負(fù)荷為25～40kgCOD/(m3.d)；ORP為-450mV～-400mV；出水pH值為4～6；溫度為37±1℃：HRT為7h；本研究中反應(yīng)器的最大產(chǎn)氣能力為11.2L/(L反應(yīng)器·d)。
　　 利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行模擬仿真，得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

3、模擬仿真產(chǎn)生的誤差最大為8.8％，最小為0.1％。并利用分離相關(guān)權(quán)值法對關(guān)鍵性調(diào)控因子(pH、容積負(fù)荷、堿度、ORP)對反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響大小進(jìn)行排序，結(jié)果為：容積負(fù)荷＞pH值＞ORP＞堿度。
　　 為了高效地處理餐廚垃圾這類難降解廢物，本研究設(shè)計(jì)了高效一體化生物制氫反應(yīng)器，并對輔助設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，以使整個(gè)系統(tǒng)高效、節(jié)能、穩(wěn)定地運(yùn)行。模擬了一座生物制氫基地，對餐廚垃圾生物制氫技術(shù)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析。該基地總有效容積為400m3，每天