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粪便、芦苇和餐厨混合厌氧消化性能研究

作　者: 张众磊
导　师: 胡翔；席北斗
学　校: 北京化工大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 粪便餐厨芦苇添加剂混合厌氧消化
分类号: X705
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

粪便、餐厨和秸秆产生量大、有机物含量高,若没有合理的处置很容易造成环境污染和资源浪费。厌氧消化处理有机废物,不仅可以卖现有机废物的减量化和资源化,同时还可生产清洁能源沼气,应用前景广。本文主要以粪便、餐厨和芦苇三种物料为研究对象,采用中温湿式厌氧消化方式,温度控制在36±1℃,反应器TS为7%左右。首先单因素和正交实验相结合探求粪便、餐厨和芦苇的添加比例。结果表明：三种物料对厌氧消化性能影响不同,其影响顺序为餐厨>芦苇>粪便,三种物料相比,餐厨对混合厌氧消化的影响高度显著,芦苇和粪便均不显著。粪便、餐厨和芦苇合适的添加量分别为160g、60g和50g,正交实验显示：芦苇、粪便和餐厨厌氧消化的最佳比例为1：3.5：2。除餐厨添加量的单因素实验外,其余实验组在整个厌氧消化过程中均未出现酸中毒现象,COD去除率较高,发酵结束后,沼液COD值在1000-2000 mg/L之间。整个厌氧消化过程中,各实验组NH3-N浓度有所增加,但都未超过其限制浓度；NO3--N浓度先增后减,说明各反应器密闭状态良好。其次在最佳比例基础上研究三种添加剂(硅藻土、膨润土、沸石)对这三种物料混合厌氧消化的影响,并对其机理进行初步探讨。结果显示：各添加剂对混合厌氧消化均有促进作用,当用量均为5%时,对厌氧消化促进影响顺序为沸石>硅藻土>膨润土,其中沸石促进效果明显是由于其释放的Ca2+和Mg2+能够被消化系统中的微生物有效利用。沸石、硅藻土和膨润土最佳投加量分别为10%、5%和10%(W/W,以发酵物料计)。整个厌氧消化过程中,各实验组均未出现酸化现象,COD去除率较高,基本都达到了70%以上；各实验组NH3-N和NO3--N浓度均未超过其限制浓度,沸石对NH3-N吸附作用较强,膨润土和硅藻土相对较弱。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-17
第一章绪论  17-26
  1.1 混合厌氧消化概述  17-23
    1.1.1 混合厌氧消化原理  17-18
    1.1.2 混合厌氧消化的影响因素  18-22
    1.1.3 厌氧消化优点  22-23
  1.2 混合物料厌氧消化研究进展  23
  1.3 添加剂对厌氧消化的影响  23-24
    1.3.1 微生物对厌氧消化的影响  24
    1.3.2 矿物材料对厌氧消化的影响  24
    1.3.3 其它添加物的影响  24
  1.4 课题研究目的及内容  24-26
    1.4.1 课题研究目的  24-25
    1.4.2 课题研究内容  25-26
第二章实验材料及分析测试方法  26-29
  2.1 实验装置与材料  26-27
    2.1.1 实验装置  26
    2.1.2 实验材料  26-27
  2.2 分析测定项目、方法及仪器  27-29
    2.2.1 分析测定项目和方法  27-28
    2.2.2 实验仪器  28-29
第三章芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化比例研究实验  29-55
  3.1 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程餐厨含量的影响实验  29-37
    3.1.1 实验方法  29
    3.1.2 结果和讨论  29-37
    3.1.3 小结  37
  3.2 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程芦苇含量的影响实验  37-43
    3.2.1 实验方法  37-38
    3.2.2 结果和讨论  38-43
    3.2.3 小结  43
  3.3 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程粪便含量的影响实验  43-50
    3.3.1 实验方法  43-44
    3.3.2 结果和讨论  44-50
    3.3.3 小结  50
  3.4 芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化比例正交实验  50-54
    3.4.1 实验方法  50
    3.4.2 结果和讨论  50-53
    3.4.3 小结  53-54
  3.5 本章小结  54-55
第四章芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程添加剂的影响研究  55-78
  4.1 沸石对芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化的影响实验  55-62
    4.1.1 实验方法  55
    4.1.2 结果和讨论  55-61
    4.1.3 小结  61-62
  4.2 硅藻土对芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化的影响实验  62-69
    4.2.1 实验方法  62-63
    4.2.2 结果和讨论  63-68
    4.2.3 小结  68-69
  4.3 膨润土对芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化的影响实验  69-76
    4.3.1 实验方法  69
    4.3.2 结果和讨论  69-75
    4.3.3 小结  75-76
  4.4 本章小结  76-78
第五章芦苇、粪便和餐厨混合厌氧消化过程各添加剂对比实验  78-85
  5.1 实验方法  78
  5.2 结果和讨论  78-84
    5.2.1 不同添加剂对混合厌氧消化产气状况的影响  78-80
    5.2.2 不同添加剂对混合厌氧消化过程pH值和COD的影响  80-81
    5.2.3 不同添加剂对混合厌氧消化过程氮素的影响  81-83
    5.2.4 不同添加剂对混合厌氧消化促进机理的探讨  83-84
  5.3 本章小结  84-85
第六章结论与建议  85-87
  6.1 结论  85-86
  6.2 建议  86-87
参考文献  87-91
致谢  91-92
研究成果和发表的学术论文  92-93
作者简介  93

粪便、芦苇和餐厨混合厌氧消化性能研究

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