餐厨垃圾厌氧发酵产沼气规律研究

【摘要】：随着人民生活水平的不断提高,餐厨垃圾的数量急剧增长,由此带来了一系列的环境污染问题。餐厨垃圾富含有机质且易生物降解,是一种宝贵的可再生资源,但由于缺乏恰当的处置方法,而引发了“潲水油”、“潲水猪”等危害人类健康的事件。厌氧发酵技术可将之转化为清洁能源沼气,对于解决我国日益严重的餐厨垃圾污染环境问题和能源危机具有十分重要的现实意义。 本文主要针对以下内容开展了深入的研究并取得了相应的研究成果： (1)餐厨垃圾以米饭(44.5%)和蔬菜(33.2%)为主,具有高含水率(80%)、高有机物(VS/TS且具备产甲烷细菌所需均衡的营养,是厌氧发酵的良好原料。混合餐厨垃圾及其组分米饭、蔬菜、肉类的厌氧发酵产气潜能分别为508.3、478.2、433.3和206.8 mL/g(按挥发性固体VS计,下同)。 (2)通过研究得到餐厨垃圾厌氧发酵的最佳工艺条件为温度55℃、接种率30%、含固率8%、pH为7,此时沼气产率达633.8 mL/g。各因素对沼气产率影响的顺序为：温度pH接种率含固率。 (3)为进一步研究餐厨垃圾厌氧发酵产沼气规律,改善厌氧发酵的沼气产率,本文研究了接种物的驯化方式、油脂去除、加碱处理、加热处理、添加营养剂等强化方式,对餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的影响。研究结果表明,接种物驯化的最佳方式为密闭静置一周；油脂的最佳去除程度为用(与餐厨垃圾质量比为1：1)的水冲洗1次；100℃的温度下热处理的最佳时间为15min；最佳添加剂组合为碱(Ca(OH)2) 40g/kgTS餐厨垃圾、活性炭40g/kgTS餐厨垃圾和营养液30mL/kgTS餐厨垃圾；沼渣沼液的回用的最佳方式是用沼渣作接种物,沼液作调节水。 综上所述,本文通过对餐厨垃圾的理化性质研究、厌氧发酵机理研究、厌氧发酵最佳工艺条件研究、强化餐厨垃圾厌氧发酵产沼气研究,为餐厨垃圾资源化处理提供理论参数和技术指标。 【关键词】：餐厨垃圾 厌氧发酵 沼气 影响因素 强化方法
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X799.3;S216.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 文献综述9-26
• 1.1 餐厨垃圾的产生9
• 1.2 餐厨垃圾的危害9-10
• 1.3 餐厨垃圾处理技术概况10-15
• 1.3.1 传统处理技术10-11
• 1.3.2 资源化处理技术11-15
• 1.4 厌氧发酵处理技术15-22
• 1.4.1 厌氧发酵原理15-17
• 1.4.2 厌氧微生物菌落17-19
• 1.4.3 厌氧发酵的环境因素19-21
• 1.4.4 厌氧发酵处理的意义21-22
• 1.5 餐厨垃圾厌氧发酵处理研究进展22-25
• 1.5.1 餐厨垃圾产气潜能的研究22-23
• 1.5.2 强化产气的方法研究23-25
• 1.6 本论文研究目的、意义和内容25-26
• 1.6.1 本论文研究目的与意义25
• 1.6.2 本论文研究内容25-26
• 第二章 试验材料与分析方法26-31
• 2.1 试验材料26
• 2.2 试验装置26-27
• 2.3 试验设备及试剂27-28
• 2.4 分析测定方法28-31
• 第三章 餐厨垃圾理化性质及其厌氧发酵产气潜能研究31-37
• 3.1 试验材料31
• 3.2 试验方法31
• 3.3 试验结果与分析31-36
• 3.3.1 餐厨垃圾特性研究31-34
• 3.3.2 餐厨垃圾厌氧发酵产气潜能研究34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 餐厨垃圾厌氧发酵最佳工艺条件研究37-43
• 4.1 试验材料37
• 4.2 试验方法37-38
• 4.3 试验结果与讨论38-42
• 4.3.1 正交试验研究38-40
• 4.3.2 温度对厌氧发酵的影响40-41
• 4.3.3 pH对厌氧发酵的影响41
• 4.3.4 接种率对厌氧发酵的影响41-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第五章 强化餐厨垃圾厌氧发酵产气研究43-61
• 5.1 接种物的驯化研究43-46
• 5.2 油脂对厌氧发酵的影响46-48
• 5.3 热处理对厌氧发酵的影响48-50
• 5.4 添加剂对厌氧发酵的影响50-58
• 5.4.1 载体材料(活性炭)对厌氧发酵的影响50-52
• 5.4.2 碱处理对厌氧发酵的影响52-54
• 5.4.3 营养液对厌氧发酵的影响54-56
• 5.4.4 正交试验研究56-58
• 5.5 沼渣沼液回用对厌氧发酵的影响58-60
• 5.6 本章小结60-61
• 第六章 结论61-62
• 参考文献62-71
• 致谢71-72
• 硕士期间主要研究成果72

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