多元有机固体废弃物对餐厨垃圾厌氧消化影响的研究

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背景：餐厨垃圾厌氧消化技术作为一种环保价值很高的处理技术，近年来受到越来越多的关注。餐厨垃圾厌氧消化技术的强化手段越来越多，但大多成本高昂。本文以价格低廉的生物强化手段为基础，在小试批式发酵的基础上优化了餐厨垃圾厌氧发酵工艺，为餐厨垃圾厌氧发酵的工艺控制提供一定的理论基础。
　　方法：本研究以餐厨垃圾、玉米秸秆以及奶牛粪和污水处理厂AOA池的污泥为研究对象，试着解决以下科学问题：第一，运用Modified Gompertz模型衡量玉米秸秆堆肥物能否促进餐厨垃圾厌氧消化，并进一步寻找最佳混合发酵比例；第二，通过对比CO2/CH4等发酵参数，判断EM（Effective Microorganisms）菌剂和富里酸（FA），是否是堆肥物强化厌氧消化的关键因素；第三，寻找餐厨垃圾和玉米秸秆堆肥物混合物在不同总固体（TS）有机负荷梯度下厌氧发酵的有机负荷上限。以游离氨氮比总氨氮（[NH3]/TAN）作为参数，对比不同C/N和不同有机负荷下TAN向[NH3]的转化水平；第四，将奶牛粪加入餐厨垃圾和堆肥玉米秸秆混合发酵体系，初步优化多元有机固体废弃物厌氧共消化。
　　结果：第一，向餐厨垃圾中添加玉米秸秆堆肥物以优化发酵体系C/N并引入EM菌剂，发现餐厨垃圾与玉米秸秆堆肥物在挥发性固体（VS）比8:2条件下，有最高的甲烷产气速率49 mL/g-VS·d-1，甲烷积累量为543 mL/g-VS；第二，EM菌液的添加可以缩餐厨垃圾单一发酵的滞留时间（0.6~0.9 d），并提升氨氮抑制下第12 d和13 d日产气量，添加FA可以缩短氨氮抑制下的滞留时间（0.4 d）。向餐厨垃圾单一厌氧消化体系中同时添加EM菌液和富里酸，能够进一步缩短滞留时间并降低CO2/CH4，在氨氮抑制条件下使最高日产气量峰值比实验对照组提前1 d，并缩短了发酵过程中的异步性；第三，通过餐厨垃圾和堆肥玉米秸秆混合物在不同有机负荷梯度下厌氧发酵，发现有机负荷越高甲烷产气速率越低，发酵时间（T90）越长，并且通过线性回归方程得出最高TS有机负荷为1.3%；第四，添加2%TS有机负荷的奶牛粪后，与对照组相比，pH、TS去除率等环境参数无显著差异，同时甲烷积累产气量提升了21%，甲烷产气速率提高了40%，甲烷积累产气量为4.41 L/Lwork（Lwork为有效工作容积），甲烷产气速率为0.361 L/Lwork·d-1。
　　结论：玉米秸秆堆肥物可以加速餐厨垃圾厌氧消化；EM菌液和FA同时添加是堆肥物可以加速厌氧消化的重要因素；餐厨垃圾的有机负荷限制了容积负荷产气量，与C/N的影响相比，有机负荷是影响TAN向[NH3]转化的主要因素；通过向餐厨垃圾厌氧消化体系中添加玉米秸秆堆肥物和奶牛粪，完成了多元有机废弃物共同优化餐厨垃圾厌氧消化体系。

著录项

作者
徐明;
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作者单位

内蒙古科技大学;

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授予单位内蒙古科技大学;
学科生物学
授予学位硕士
导师姓名蔡禄;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类工业微生物学;固体废物的处理与利用;
关键词
餐厨垃圾; 厌氧消化; 生物添加; 容积产气量; 固体废弃物;

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