發(fā)布時間：2018-12-22 09:29

【摘要】：餐廚垃圾和污水廠污泥均是城市有機固廢的組成部分,隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市化進程的推進,其產(chǎn)生量日益增長,如不妥善處置,會對周圍環(huán)境帶來諸多不良影響。厭氧發(fā)酵作為實現(xiàn)有機固廢資源化利用的有效途徑,成為目前國內(nèi)外研究的重點。本試驗通過對餐廚垃圾的超聲預處理,以強化傳統(tǒng)餐廚垃圾與污泥混合厭氧消化效能為目的,考察優(yōu)化條件下餐廚垃圾與污泥混合兩級厭氧消化工藝運行效果及經(jīng)濟效益。研究結果表明:(1)餐廚垃圾經(jīng)超聲預處理有助于提高其與污泥混合一級發(fā)酵水解產(chǎn)酸程度,促進含氮有機物的降解,對pH值影響不大,在4.2~5.0左右,能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相的分離;超聲預處理能夠適當?shù)奶岣咭患壈l(fā)酵產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣率,但對產(chǎn)氣成分的影響不大,H2含量都在80%以上。(2)通過VFAs、pH及氨氮濃度等指標變化情況可知,超聲預處理對餐廚垃圾與污泥混合的二級發(fā)酵系統(tǒng)穩(wěn)定運行影響不大,但能夠?qū)⑾到y(tǒng)運行達穩(wěn)定的時間縮短約7~10d。(3)不同的二級發(fā)酵投配率對超聲預處理的效果產(chǎn)生一定的影響。當二級發(fā)酵投配率在較低的8%時,超聲預處理的優(yōu)勢并不明顯,此條件下有機物去除效果和產(chǎn)氣效果與對照組差異不大,與對照組相比降解每克VS需要投入更多的能量;當二級發(fā)酵投配率提高到10%和12%時,超聲組SCOD、TS和VS去除率均高于對照組,系統(tǒng)運行穩(wěn)定超聲組甲烷產(chǎn)率分別比對照組提高12.5%和13%,降解每克VS的能耗均低于對照組。(4)本試驗的最佳工況為:餐廚垃圾經(jīng)聲能密度1.2W/mL、超聲時間10min預處理后與污泥混合兩級動態(tài)發(fā)酵,在二級投配率12%條件下,系統(tǒng)運行達穩(wěn)定所需時間約為40d,總VS去除率為63.0%,產(chǎn)氣率為801.46(mL/(gVS·d)),甲烷產(chǎn)率可達641.84(mLCH4/(gVS·d)),降解每克VS所投入的能量最少,經(jīng)濟效益最高。
[Abstract]:Kitchen garbage and sewage sludge are both components of organic solid waste in cities. With the rapid development of economy and the advancement of urbanization, the amount of waste produced is increasing day by day. If not disposed properly, it will bring many adverse effects to the surrounding environment. As an effective way to realize the utilization of organic solid waste, anaerobic fermentation has become the focus of research at home and abroad. The purpose of this experiment was to enhance the efficiency of mixed anaerobic digestion of traditional kitchen waste and sludge through ultrasonic pretreatment of kitchen waste. The effect and economic benefit of the two-stage anaerobic digestion process of mixed kitchen waste and sludge under optimized conditions were investigated. The results showed that: (1) Ultrasonic pretreatment of kitchen waste could improve the degree of hydrolysis and acid production, promote the degradation of nitrogen-containing organic matter, and have little effect on the pH value, which was about 4.20.0.The results showed that: (1) Ultrasonic pretreatment could improve the degree of acid production and promote the degradation of nitrogen-containing organic matter. The separation of acidogenic phase and methanogenic phase can be realized. Ultrasonic pretreatment could increase gas production and gas production rate of primary fermentation properly, but had little effect on gas components, and H _ 2 content was above 80%. (2) the changes of VFAs,pH and ammonia nitrogen concentration were analyzed. Ultrasonic pretreatment had little effect on the stable operation of the secondary fermentation system mixed with kitchen garbage and sludge. However, it can shorten the operation time of the system to about 7 ~ 10 days. (3) different secondary fermentation dosages have a certain effect on the effect of ultrasonic pretreatment. The advantages of ultrasonic pretreatment were not obvious when the rate of secondary fermentation was lower than that of the control group. The removal effect of organic matter and the effect of gas production under this condition were not different from those of the control group. Compared with the control group, more energy was needed for each gram of VS degradation. The removal rates of SCOD,TS and VS in the ultrasound group were higher than those in the control group, and the methane production rate of the stable ultrasound group was 12.5% and 13% higher than that of the control group, respectively, when the rate of secondary fermentation was increased to 10% and 12%, respectively. The energy consumption of each gram of VS degradation was lower than that of the control group. (4) the optimal conditions of this experiment were as follows: the noise energy density was 1.2 W / mL, the ultrasonic time was 10min pretreatment and the sludge was mixed with two stages of dynamic fermentation, under the condition of the two-stage mixing ratio of 12%. The operation time of the system is about 40 days, the total VS removal rate is 63.0, the gas production rate is 801.46 (mL/ (gVS d), methane production rate can be up to 641.84 (mLCH4/ (gVS d), degrades per gram of VS) the energy input is the least. The economic benefit is the highest.
【學位授予單位】：蘇州科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703;X705

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