隨著全球人口的增長，餐廚垃圾的排放量逐漸增大，大量的餐廚垃圾一方面給世界各國帶來了嚴重的環(huán)境污染，另一方面導致了大量生物質(zhì)能的浪費。傳統(tǒng)的餐廚垃圾處理方法（如焚燒、填埋等）雖然能將餐廚垃圾處理，但會產(chǎn)生二次污染，不利于環(huán)境保護。作為一種綠色環(huán)保的處理工藝，厭氧發(fā)酵技術(shù)不但可以通過微生物將餐廚垃圾降解，還可以回收餐廚垃圾中的生物質(zhì)能并將其轉(zhuǎn)化為能源氣體——甲烷。本文進行了厭氧發(fā)酵技術(shù)處理餐廚垃圾產(chǎn)沼氣的研究，在優(yōu)化小試發(fā)酵的基礎(chǔ)上進行了中試水平的實驗；采用了餐廚垃圾固液分離雙發(fā)酵工藝，克服了高濃度鹽分和油脂對厭氧發(fā)酵的抑制；將餐廚垃圾與牛糞進行混合發(fā)酵，使原料中的營養(yǎng)元素更為均衡，提高了厭氧發(fā)酵效率。主要工作如下：1、由于批式發(fā)酵對餐廚垃圾的處理能力較低，本文在批式發(fā)酵的基礎(chǔ)上，重點考察了序批式厭氧發(fā)酵，優(yōu)化了序批式發(fā)酵的操作條件，并建立了序批式發(fā)酵過程中一個周期內(nèi)的甲烷產(chǎn)氣模型。批式發(fā)酵結(jié)果表明，厭氧發(fā)酵最佳的總固體（TS）濃度為5.6%，對應(yīng)的沼氣產(chǎn)率可達888mL/g-VS。序批式發(fā)酵的最佳進料負荷和保留時間分別為8g-VS/L和2d，對應(yīng)的甲烷產(chǎn)率和化學需氧量（COD）去除率分別... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 餐廚垃圾特征和排放處理
        1.1.1 餐廚垃圾特征
        1.1.2 餐廚垃圾排放量
        1.1.3 國內(nèi)外餐廚垃圾排放狀況
            1.1.3.1 國外現(xiàn)狀
            1.1.3.2 國內(nèi)現(xiàn)狀
    1.2 厭氧發(fā)酵技術(shù)
        1.2.1 厭氧發(fā)酵原理
        1.2.2 影響厭氧發(fā)酵的因素
            1.2.2.1 有機負荷
            1.2.2.2 C/N 比
            1.2.2.3 金屬元素
            1.2.2.4 氨氮和揮發(fā)性脂肪酸
            1.2.2.5 長鏈脂肪酸
            1.2.2.6 pH
            1.2.2.7 溫度
        1.2.3 厭氧發(fā)酵工藝
            1.2.3.1 單相工藝
            1.2.3.2 雙相工藝
        1.2.4 混合發(fā)酵和預處理技術(shù)
            1.2.4.1 原料混合的原理
            1.2.4.2 混合發(fā)酵
            1.2.4.3 預處理技術(shù)
        1.2.5 計算流體動力學（CFD）模擬
    1.3 研究目的和研究內(nèi)容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 厭氧發(fā)酵性能的實驗研究
    2.1 實驗材料與方法
        2.1.1 實驗材料
            2.1.1.1 餐廚垃圾
            2.1.1.2 接種物
            2.1.1.3 藥品
        2.1.2 實驗方法
            2.1.2.1 儀器
            2.1.2.2 實驗裝置
            2.1.2.3 批式發(fā)酵
            2.1.2.4 序批式發(fā)酵
            2.1.2.5 單一底物發(fā)酵
            2.1.2.6 混合組分發(fā)酵
        2.1.3 分析方法
            2.1.3.1 TS 和 VS 測定
            2.1.3.2 COD 測定
            2.1.3.3 總有機氮和氨氮的測定
            2.1.3.4 淀粉和脂肪的測定
            2.1.3.5 廢水中總硫測定
            2.1.3.6 總磷的測定
            2.1.3.7 揮發(fā)性脂肪酸的測定
            2.1.3.8 沼氣成分測定
    2.2 實驗結(jié)果與討論
        2.2.1 批式發(fā)酵實驗
            2.2.1.1 沼氣產(chǎn)量
            2.2.1.2 VFA 和 pH
            2.2.1.3 COD
        2.2.2 序批式發(fā)酵實驗
            2.2.2.1 甲烷產(chǎn)率
            2.2.2.2 VFA 和 COD
        2.2.3 發(fā)酵周期內(nèi)的參數(shù)變化
            2.2.3.1 整個發(fā)酵過程甲烷和沼氣產(chǎn)率
            2.2.3.2 一個發(fā)酵周期內(nèi)的參數(shù)變化
        2.2.4 單一底物發(fā)酵實驗
            2.2.4.1 淀粉單獨發(fā)酵
            2.2.4.2 蛋白質(zhì)單獨發(fā)酵
            2.2.4.3 脂肪單獨發(fā)酵
        2.2.5 混合組分發(fā)酵
            2.2.5.1 淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪混合發(fā)酵
            2.2.5.2 淀粉和蛋白質(zhì)混合發(fā)酵
    2.3 本章小結(jié)
第三章 固液兩相發(fā)酵性能的研究
    3.1 實驗材料與實驗方法
        3.1.1 餐廚垃圾
        3.1.2 實驗方法
            3.1.2.1 固液分離雙相發(fā)酵（ADSL）與單相發(fā)酵（RFW）工藝流程
            3.1.2.2 批式發(fā)酵實驗
            3.1.2.3 序批式發(fā)酵實驗
            3.1.2.4 實驗裝置
        3.1.3 分析方法
    3.2 實驗結(jié)果與討論
        3.2.1 物料特征
        3.2.2 批式發(fā)酵實驗
        3.2.3 序批式發(fā)酵實驗
            3.2.3.1 最佳操作條件
            3.2.3.2 固液分離雙相發(fā)酵（ADSL）和單相（RFW）系統(tǒng)對比
            3.2.3.3 VFA 和氨氮對厭氧發(fā)酵的影響
    3.3 本章小結(jié)
第四章 餐廚垃圾與牛糞混合發(fā)酵
    4.1 實驗材料與方法
        4.1.1 牛糞和秸稈
        4.1.2 實驗裝置和分析方法
        4.1.3 牛糞、秸稈單獨發(fā)酵
        4.1.4 批式混合發(fā)酵
        4.1.5 高負荷下餐廚垃圾與牛糞混合發(fā)酵
        4.1.6 序批式混合發(fā)酵
    4.2 結(jié)果和討論
        4.2.1 混合物的選擇
        4.2.2 餐廚垃圾和牛糞的特征
        4.2.3 批式混合發(fā)酵
        4.2.4 混合體系的緩沖能力
        4.2.5 序批式混合發(fā)酵
            4.2.5.1 混合發(fā)酵的最佳條件
            4.2.5.2 揮發(fā)性脂肪酸（VFA）和氨氮對混合體系的影響
            4.2.5.3 發(fā)酵液特征
    4.3 本章小結(jié)
第五章 厭氧發(fā)酵過程放大及中試實驗
    5.1 實驗材料與方法
        5.1.1 實驗材料
            5.1.1.1 餐廚垃圾
            5.1.1.2 實驗藥品
        5.1.2 實驗方法
            5.1.2.1 20 L 發(fā)酵罐
            5.1.2.2 30 L 發(fā)酵罐
            5.1.2.3 300 L 發(fā)酵罐
        5.1.3 分析方法
    5.2 實驗結(jié)果和討論
        5.2.1 20 L 發(fā)酵罐發(fā)酵實驗
            5.2.1.1 污泥的馴化
            5.2.1.2 序批式發(fā)酵
        5.2.2 30 L 發(fā)酵罐厭氧發(fā)酵實驗
            5.2.2.1 進料負荷對厭氧發(fā)酵的影響
            5.2.2.2 進料時間對厭氧發(fā)酵的影響
            5.2.2.3 轉(zhuǎn)速對厭氧發(fā)酵的影響
        5.2.3 300 L 發(fā)酵罐厭氧發(fā)酵實驗
            5.2.3.1 污泥的馴化
            5.2.3.2 顆粒污泥的形成
            5.2.3.3 序批式厭氧發(fā)酵
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
作者和導師簡介
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3428312