餐厨垃圾厌氧发酵特性研究
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究餐厨垃圾是指由生活饮食、食品加工、餐厅及食堂等场所所产生的果皮、菜叶、鱼骨、肉骨头等有机质废弃物,其产生的数量非常庞大,同时也是一种生物可降解物质。
在处理餐厨垃圾时,传统的处理方式通常是填埋或焚烧,但这些方法会对环境造成严重污染。
为了解决这一问题,厌氧消化工艺被广泛应用于餐厨垃圾处理中。
厌氧消化是一种高效的有机废弃物处理方法,可将废物中有机物质转化为能源和肥料。
餐厨垃圾具有以下特性:1. 水分含量较高:餐厨垃圾中的水分含量通常在60%以上,这意味着在处理餐厨垃圾时需要控制好湿度以确保良好的发酵过程。
2. 碳氮比低:餐厨垃圾中含有大量的氮,但碳的含量较少。
为了保持良好的厌氧消化过程,需要添加一些含碳材料来提高碳氮比,如秸秆等。
3. 酸度高:餐厨垃圾本身具有较高的酸性,特别是当垃圾中含有发酵了的食物残渣时。
高酸度环境不仅会影响发酵过程,还会对厌氧消化过程造成危害。
通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾,优点在于其可回收利用有机物质,将其转化为沼气和肥料。
厌氧消化过程还可以减轻环境的负担,同时降低垃圾填埋的需求,减少有害气体的排放,从而保护环境。
在厌氧消化过程中,需要控制好温度、湿度和PH值,以确保良好的发酵效果。
此外,需要对发酵前的餐厨垃圾进行预处理,如粗碎和分选等,以提高其处理效果。
总结而言,餐厨垃圾具有高水分、低碳氮比和高酸度等特性,通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾可保护环境、节约资源,并使其转化为可再利用的沼气和肥料。
在实际操作中,需要严格控制各项参数以确保厌氧发酵的高效进行。
餐厨垃圾是我们日常生活中产生量最大的垃圾之一,其处理和回收再利用具有重要意义。
根据统计数据,中国每年餐饮行业所产生的餐厨垃圾约占城市垃圾总量的30%,而这些垃圾中含有大量的有机物质,因此具有广泛的可回收利用价值。
就餐厨垃圾的特性而言,其水分含量较高,通常在60%以上。
据统计,我国每天约有300万吨的餐厨垃圾需要处理,其中每吨餐厨垃圾含水量大约为800kg左右,这也给餐厨垃圾的处理带来了一定的困难。
探究餐厨垃圾厌氧消化影响因素及对策
探究餐厨垃圾厌氧消化影响因素及对策本文针对餐厨垃圾厌氧消化影响因素进行了分析,并提出了相应的应对策略,仅供参考。
标签:餐厨垃圾;厌氧消化;影响因素;对策1厌氧消化影响因素分析1.1含固率厌氧消化过程中,含固率是需要设定的基本工况之一。
传统的厌氧消化通常在较低的含固率条件下进行,处理设施占地面积大,处理效率低,保温能耗高,沼液多;近年来新兴的高含固厌氧消化(TS为8%~15%)具有占地小、效率高、能耗低等优点而被广泛采用。
餐厨垃圾本身具有较高的含固率,通常为10%~25%,当厌氧消化进料含固率为15%时,餐厨垃圾厌氧消化效率相对于含固率5%时提高了37%。
根据某餐厨垃圾处理项目的物料平衡图可知,当原始餐厨垃圾含固率为20%时,预处理系统先将无机杂物去除,三相分离后得到油脂、有机固渣与贫油废水,将有机固渣与贫油废水混合后的餐厨浆液含固率为9.6%,有机质含量高,很适于进行厌氧消化产沼。
1.2有机负荷相关资料研究了序批式实验条件下不同有机负荷对餐厨垃圾厌氧消化性能的影响。
发现当有机负荷为4g/(L·d)时,餐厨垃圾厌氧消化所得到的甲烷产率最大,为547.1mL/g。
当有机负荷有所提高时,会延长餐厨垃圾厌氧消化反应的延滞期。
相关研究的餐厨垃圾干式发酵实验研究了不同有机负荷(40~60g/(L·d))条件下餐厨垃圾中温厌氧消化的性能,发现在序批条件下干发酵最佳有机负荷为42.9g/(L·d)。
在另一组餐厨浆液TS为5.4%~8.6%的厌氧消化实验里,当有机负荷从6.4g/(L·d)上升到21.8g/(L·d)时,甲烷产率从465mL/g下降到了377mL/g,有机负荷的波动对沼气产率的影响较大。
1.3Na+、挥发性脂肪酸与氨氮相关资料研究了餐厨垃圾厌氧消化系统内部总氨氮浓度的积累及抑制作用。
发现总氨氮在系统内部的积累,呈现一种先加快而后减慢的趋势,当氨氮达到一定浓度时,便会停止积累,保持稳定。
餐厨垃圾高效厌氧消化稳定产气研究
79餐厨垃圾高效厌氧消化稳定产气研究文_李杰伟 高仁富 罗宇 东江环保股份有限公司摘要:厌氧消化是餐厨垃圾产业化处理的主流方式,厌氧系统单位体积有机负荷和单位体积产气率是评价厌氧系统产业化能力的重要指标。
实验研究了搅拌频率、物料投加方式和不同单位体积有机负荷情况下厌氧系统的产气情况。
结果表明,在选择连续式投加物料情况下,维持60min/3hrs搅拌频率和2.8kg TVS/(m3.d)单位体积有机负荷水平,全混合厌氧消化系统可以获得稳定的高产气率,达到(2.69±0.03)m3/(m3.d),甲烷体积分数(65.2±1.3)%。
关键词:餐厨垃圾;有机负荷;厌氧消化Study on High Efficiency Anaerobic Digestion and High Biogas Production Rate of Food W asteLI Jie-wei GAO Ren-fu LUO Yu[ Abstract ] Anaerobic digestion is the main treatment mode of food waste, and organic loading rate and biogas production rate are the main indexes that estimate the anaerobic digestion system function of food waste. The study on factors that effects biogas production rate and anaerobic digestion system stability of food waste shows that system acquires (2.69±0.03)m³/(m³.d)biogas production rate with (65.2±1.3)%(V/V)methane steadily, maintaining 2.8 kg TVS/(m³.d)and 60mins/3hrs and continuous feeding.[ Key words ] food waste; organic loading rate; anaerobic digestion据统计,目前我国每年产生的餐厨垃圾量超过6000万吨。
餐厨垃圾中温湿式厌氧发酵产沼气的研究
中国资源综合利用 China Resources Comprehensive Utilization
Vol.39 No.6 2021年6月
餐厨垃圾中温湿式厌氧发酵产沼气的研究
肖扬帆,孙仕善,李昭君,周君杰,罗志刚
(宜昌建投水务有限公司,湖北 宜昌443000)
摘要:根据宜昌餐厨垃圾项目稳定运行一年的工况,本研究对生产数据进行分析。分析指标不仅包括挥发
益增强项目可持续运行能力。厌氧发酵作为项目工艺 的主流选择,因此项目沼气产量和影响产气因素的研 究具有深远的意义。本文根据宜昌餐厨垃圾项目稳定 运行一年的数据,分析餐厨垃圾中温湿式厌氧发酵系 统产生沼气的运行工况,以期为类似项目提供借鉴。
1工艺流程
1.1项目概况 宜昌餐厨垃圾处理项目是全国第二批试点项目,
XIAO Yangfan, SUN Shishan, LI Zhaojun9 ZHOU Junjie, LUO Zhigang (Yichang Construction Investment Water Co., Ltd., Yichang 443000, China) Abstract: According to the operating conditions of the Yichang Food Waste Project during one year of stable operation, this study analyzes the production data. The analysis indicators include not only the content of volatile solids (VS), but also the pH, temperature, daily biogas production and methane content o£ the anaerobic fermentation system. The organic load of the two anaerobic fermentation systems is between 1.02 〜 3.08 kgVS/(m3 • d), the biogas production rate is maintained at 651.34 ~ 2 371.03 Nm3/tVS, and the methane production rate is maintained at 312.71 ~ 1 493.75 Nm3/tVS. The best operating parameters are as follows: the organic load is 1 〜 2 kgVS/(m3 ■ d), the anaerobic fermentation temperature is 34 ~ 35 乞,and the pH is between 7.6 〜7.8. Keywords: food waste; medium temperature; anaerobic fermentation; biogas
厌氧发酵技术处理餐厨垃圾产沼气的研究
厌氧发酵技术处理餐厨垃圾产沼气的探究近年来,随着城市化进程的加快和人口的增加,餐厨垃圾的处理成为一个日益突出的问题。
餐厨垃圾中富含有机废弃物,破坏环境并对人体健康带来恐吓。
厌氧发酵技术作为一种高效处理餐厨垃圾的方法被广泛探究和应用。
本文旨在探讨,并介绍该技术的原理、方法以及在实际应用中的优势。
一、引言随着人们生活水平的提高和城市化的进程,城市的餐饮业蓬勃进步,餐厨垃圾的数量激增。
餐厨垃圾中含有大量的有机物质,若果无法有效处理,会对环境和人体健康造成极大的危害。
因此,寻找一种高效、经济的餐厨垃圾处理方法成为亟待解决的问题。
二、厌氧发酵技术的原理厌氧发酵技术是一种生物处理技术,通过利用微生物在缺氧条件下对有机废弃物进行代谢和分解,产生沼气和有机肥料。
厌氧发酵的基本原理是微生物通过一系列的代谢过程将有机物质转化为沼气。
在缺氧条件下,厌氧菌通过发酵过程将有机废弃物中的碳水化合物、蛋白质和脂肪等转化为沼气主要成分甲烷和二氧化碳。
同时,还会生成一些有机酸和其他代谢产物。
三、厌氧发酵技术的方法厌氧发酵技术的方法包括反应器选择、菌种选择和操作条件控制等方面。
反应器的选择可以依据餐厨垃圾的性质和处理规模来确定。
常见的反应器包括完全混合反应器、序列反应器和固定床反应器等。
菌种选择是关键的一步,合适的菌种能够提高发酵效果和产沼气量。
同时,确保反应器内的环境条件也是分外重要的,包括温度、PH值和有机物浓度等。
四、厌氧发酵技术在实际应用中的优势厌氧发酵技术作为一种高效处理餐厨垃圾的方法具有许多优势。
起首,该技术能够将餐厨垃圾转化为可再生能源沼气,既能够用于发电和取暖等,也可以作为交通燃料使用。
其次,厌氧发酵过程中还能够产生有机肥料,可以用于农业生产,提高土壤肥力。
此外,该技术可以缩减餐厨垃圾的体积,降低垃圾运输成本,缩减对垃圾填埋场的依靠。
五、结论厌氧发酵技术作为一种处理餐厨垃圾的方法在实际应用中显示出了明显的优势。
通过合理选择反应器、菌种和控制操作条件等方面的改进,可以进一步提高处理效果和产沼气量。
餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的初步探究
餐厨垃圾有机物含量、 油脂含量高、 营养丰富 , 具有很大的利用价值[ 1 】 , 但若处理不 当, 会直接危 害环境和人群健康。加强对餐厨垃圾进行无害化、 资源化处理和利用 , 对实现我 国的循环经济 目标有 重 要意 义 。 目前 有 大量文 献 报道 了餐 厨垃圾 的理 化 性质 L 2 】 、 厌 氧处 理 的影 响 因素 、 产沼条件[ 3 ] 、 产
中田分类号 : 0 2 3 6 文 献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 9 - 2 7 1 4 ( 2 0 1 5 ) 0 1 . 0 0 9 6 . 0 4
d o l : 1 0 . 3 9  ̄ 9 / 1 . i 鼹n . 1 O 0 9— 2 f 7 1 4 . 2 0 1 5 . 0 1 . 0 2 3
第3 5卷 第 1期
湖北师范学 院学报 (自然科学版 )
J o u na r l o f H u b e i N o r ma l U n i v e r s i t y( N a t u r a l S c i e n c e )
V0 1 . 3 5 No .1, 2 01 5
5 ) 实 验装 置 t 自制 实验 装置 , 见图 1 .
图 1 餐 厨 垃 圾 发 酵 实验 装 置
利 用餐 厨 垃圾 进行 厌 氧发酵 产 生沼气 的 实验装 置 由三 部分 组成 , 即发 酵瓶 、 集气 瓶 和集水 瓶 。发
酵瓶用来装发酵原料和接种物 , 是沼气产生场所 ; 集气瓶盛装 0 . 1 m o L / L的 N a O H饱和食盐水, 收集从 发酵瓶 中逸出的沼气 , 装置后面为集水瓶 。因为本实验是在 3 7  ̄ C的恒温条件下进行发酵 , 所 以实验
碱性饱和食盐水配制方法 : 向热水 中加食盐搅拌溶解至饱和 , 待冷却后加入 N a 0 H, 调节 N a O H的浓
厨余垃圾厌氧消化技术研究(全文)
厨余垃圾厌氧消化技术研究(全文) XX:X705XX:AXX:1674-9944(2021)07-0132-021 厌氧消化的基本原理厨余垃圾是家庭、餐饮服务业的固体废物的统称,其在城市生活垃圾中占的比例很大[1]。
厨余垃圾含水率多在85%~90%,因此在采纳焚烧处理时,由于热值偏低,往往需要额外添加燃料,如果参与填埋处理,则高的有机物含量又会产生大量COD值极高的渗滤液,难以处理,且填埋条件下产生的甲烷是一种温室气体,如不能有效收集,则对环境带来更大的负面影响。
因此应将其从城市生活垃圾中分离,并采纳合适的方法处理。
在对厨余垃圾进行处理的众多技术中,厌氧消化具有明显优势,如污泥产生量小,能耗低,运行费用小,占地面积小,并且能产生甲烷或者有机酸等产物,且具有一定经济效益。
[2]对厌氧消化原理的研究,经历了一个不断深入的过程。
由最初的两阶段理论,到三阶段理论再到三阶段四类群理论。
在厨余垃圾等复杂的有机废物在厌氧条件下,难溶的大分子有机物被分解为可溶的小分子脂肪酸,然后在产酸菌的作用下,被转化为乙酸,丙酸,氢气等。
在这个过程中,专性产乙酸产氢菌会利用其他有机酸生成乙酸和氢气,最后在产甲烷菌的作用下,将乙酸和氢气转化为甲烷。
对厨余等复杂有机废物,水解阶段往往是整个反应的限速阶段[3]。
2 影响因素2.1 底物特性底物的不同对厌氧消化的结果有较大影响,在厌氧消化过程中,为了满足整个微生物种群的生长代谢,需要一定量的营养物质,主要是需要保持碳、氮、磷等元素的比例合适。
氮元素含量过高,会导致溶液中氨氮浓度过高,从而对厌氧消化过程产生抑制效应[4],而氨氮浓度过低,则不能为微生物细胞生长提供必要的营养。
在厨余垃圾厌氧消化的过程中,有时为了调整底物的营养组成,往往采取将厨余垃圾与污泥联合消化的方式,可以取得更好的消化结果。
底物的颗粒粒径也是影响厌氧消化的一个主要因素,由于水解阶段往往成为厨余垃圾厌氧消化全过程的限速步骤,因此促进水解反应的进行,对改进厌氧消化的效果是有利的。
餐厨垃圾特性及厌氧消化产沼性能研究的开题报告
餐厨垃圾特性及厌氧消化产沼性能研究的开题报告题目:餐厨垃圾特性及厌氧消化产沼性能研究一、研究背景和意义随着城市化进程的加快和生活水平的提高,餐厨垃圾的产生量大幅度增加,成为城市环境管理的一个难题。
而餐厨垃圾中含有大量易腐有机物,如果不进行处理,不仅会占用垃圾填埋场的空间,还会产生大量的渗沥液,对地下水造成污染。
与此同时,厌氧消化产沼技术已经被广泛应用于有机废物处理和能源开发领域,特别是在处理餐厨垃圾方面,具有很大的潜力。
该技术可以将有机废物转化为可用的甲烷气体和有机肥料,使废物得以转化并利用。
因此,对餐厨垃圾的特性及其厌氧消化产沼性能进行研究,有助于有效的处理和利用这些废物。
二、研究内容和方法本研究将以某个城市的餐厨垃圾为研究对象,通过采集样品进行实验室分析,研究餐厨垃圾的基本特性,如其水分、有机物含量、碳氮比等。
同时,利用厌氧消化器对餐厨垃圾进行处理,并通过监测产沼气量和化学需氧量的变化,研究餐厨垃圾的厌氧消化产沼性能,分析影响产沼气量的因素。
在实验数据的基础上,建立数学模型,预测一定条件下产沼气的产量。
三、研究预期结果本研究预期通过实验数据分析、数学模型及实验效果评估,得出以下预期结果:1.餐厨垃圾的水分、有机物含量、碳氮比等基本特性;2.厌氧消化器处理餐厨垃圾的产沼性能,分析影响产沼气量的因素;3.预测一定条件下产沼气的产量,提出建议方案。
四、研究进度安排本研究的进度安排如下:第一阶段:文献综述;第二阶段:餐厨垃圾样品采集及实验室分析;第三阶段:厌氧消化器试验及监测数据分析;第四阶段:数学模型建立及产沼气量预测;第五阶段:撰写论文,答辩及评价。
五、参考文献1.陈希.厨余垃圾厌氧消化技术研究[J].环保科技,2015,(增刊):232-234.2. 张明,杨志远.厨余垃圾厌氧消化产沼技术[J]. 城市环境与市容,2017,(10):121-123.3. 王超.厨余垃圾厌氧消化技术[J]. 化工环保,2015,(11):126-129.4. 张三,李四.餐厨垃圾处理技术研究现状及发展趋势[J].环境科学,2016,(2):523-526.。
餐厨垃圾厌氧发酵研究进展
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全国城镇垃圾处理与污染防治技术创新高级研讨会
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全国城镇垃圾处理与污染防治技术创新高级研讨会
餐厨垃圾厌氧发酵研究进展
许晓晖郭荣波
中国科学院青岛生物能源与过程研究所
餐厨垃圾是城市有机废弃物的重要组成部分,在我国很多城市已经实现了分类收集, 具备了进行集中化处理的条件。同时由于我国居民的饮食特点,餐厨垃圾具有水分含量高、 易腐败酸化、盐含量较高等特点。这造成填埋、焚烧等方法均不适合餐厨垃圾处理。针对以 上原因,我们较系统的研究了两相厌氧发酵与单相厌氧发酵方法在处理餐厨垃圾中的应用。 实验方法:单相厌氧发酵为半连续发酵,发酵过程维持35℃,发酵原料固含量分别为 1.5%,3%和5%。分析发酵过程沼气产量、沼气中甲烷浓度、发酵体系挥发性脂肪酸含量、 COD与VS降解率等指标。 两相厌氧发酵水解酸化过程在一系列厌氧反应器中进行,反应器有效体积1.5L,反应 器下部填充陶瓷填料过滤水解酸化液,水解酸化过程产生的液体转至第二相进行产甲烷发 酵,新鲜水重新加入反应器中。第一相实验主要分析物料固含量与稀释速率对水解酸化过程 的影响,第二相主要分析水解酸化液的产甲烷效率。 实验结果:研究表明,单相厌氧发酵在发酵体系固含量为3%时,能够较好的维持发酵 过程稳定性,沼气产量可以达到llOml/gVS,继续提高发酵体系固含量,单相厌氧发酵过程 不能维持稳定运行,发酵过程迅速酸化,单相厌氧发酵过程处理餐厨垃圾不能维持较高负荷 率运行。 两相厌氧发酵的实验结果表明,餐厨垃圾在第一相中迅速水解液化,6天时间内餐厨垃 圾降解率可以超过50%。水解酸化液在第二相具有很好的产沼气潜力,其COD去除率超过 80%。发酵体系12%的固含量和O.33d.1的稀释率有利于维持最高的发酵效率。
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究一、本文概述随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高,餐厨垃圾的产生量也在逐年增长,成为城市垃圾处理的一大难题。
餐厨垃圾具有含水量高、有机质含量高、易腐烂等特点,如果处理不当,不仅会造成资源浪费,还可能引发环境污染和公共卫生问题。
因此,研究餐厨垃圾的特性及其厌氧消化性能,对于实现餐厨垃圾的资源化、减量化、无害化处理具有重要意义。
本文旨在深入研究餐厨垃圾的特性,包括其物理特性、化学特性、生物特性等方面,并探讨其在厌氧消化过程中的性能表现。
通过对比不同来源、不同处理方式的餐厨垃圾厌氧消化效果,分析影响其厌氧消化性能的关键因素,提出优化厌氧消化工艺的建议。
本文还将对餐厨垃圾厌氧消化产生的生物气、残渣等进行综合分析,评估其资源化利用潜力,为餐厨垃圾处理提供理论依据和技术支持。
通过本文的研究,我们期望能够更全面地了解餐厨垃圾的特性及其厌氧消化性能,为城市垃圾处理提供更为科学、合理的解决方案,推动餐厨垃圾资源化利用和环境保护工作的发展。
二、餐厨垃圾的特性餐厨垃圾,又称作食物垃圾或泔脚垃圾,主要来源于餐饮业、企事业单位食堂和居民家庭的日常食物加工过程中产生的废弃食物。
由于其独特的来源和组成,餐厨垃圾具有一系列独特的特性。
高水分与高有机质含量:餐厨垃圾的水分含量通常较高,可以达到80%以上。
同时,其有机质含量丰富,主要包括淀粉、纤维素、蛋白质和脂肪等,这些有机物是厌氧消化过程中微生物的主要能量来源。
易腐性与高生物降解性:餐厨垃圾中的有机物质易于腐败,这导致了其短时间内就会产生大量的恶臭和病原体。
但同时,这些有机物质也具有较高的生物降解性,可以通过厌氧消化等生物处理方法有效地转化为能源或肥料。
盐分与油脂含量较高:餐厨垃圾中常常含有较高的盐分和油脂,这对厌氧消化过程会产生一定的影响。
盐分过高可能会抑制微生物的活性,而油脂则可能形成浮渣,影响消化效率。
成分复杂性与波动性:由于餐厨垃圾的来源多样,其成分复杂多变,包括食物残渣、塑料、纸张等。
短程好氧发酵强化餐厨废物厌氧消化性能
学处 理和酶处 理等 措施 提 高 厌 氧发 酵 底 物 的 溶解 性 , 提高 产气量 。据报 道 , 高 温好 氧 堆 肥后 的污 泥进 行 厌 氧消化 , 产气量提高 1 5 0 [ 2 ] 。餐 厨废 物直 接 厌 氧 发
是餐厨 废物资 源化 的主流 方 向 。固体 废物 厌氧消 化包
括水解 、 酸化 和产 甲烷等一 系列 的生 化反应 , 其 中水解 为 限速控制 步骤 [ 1 ] 。现 有 研 究 主要 集 中在 热处 理 、 化
培养 成熟 的高温 厌 氧 活性 污 泥 。好 氧污 泥 、 厌氧 污 泥
和餐 厨废 物 的基 本特 性见 表 1 。
1 . 1 材 料
餐 厨 废物 收 集 于某 高 校餐 厅 , 主要 有果 皮 、 蔬菜、 馒头 、 米饭 等 , 手 工分选 并剔 除不可 生物分 解 的组分 后 机械 打浆 ( 5次 取 样 的均 值 ) , 4℃ 下保 存 备 用 。好 氧
污泥 取 自某 市政 生 活污 水 处 理厂 ; 接 种 物来 自实 验 室
困
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 2 —5 4 2 5 . 2 0 1 3 . 0 7 . 0 2 0
2 0 1 3 , V o I . 3 0 N o . 7化 学 与 生 物 Z 程
Ch e mi s t r y & Bi o e n g i n e e r i n g
摘 要: 研 究 了短程 好 氧 预 处 理提 高餐 厨 废 物 高 温厌 氧 消 化 性 能 。 结果 表 明 : 短 程好 氧发 酵 减 少 了餐 厨 废 物 中多余
餐厨垃圾两相厌氧发酵中试研究
餐厨垃圾两相厌氧发酵中试研究目录第一章引言 (1)1.1餐厨垃圾的概念与特性 (1)1.1.1 餐厨垃圾的概念 (1)1.1.2 餐厨垃圾的特性 (1)1.2餐厨垃圾的现状 (1)1.2.1 餐厨垃圾的产生现状 (1)1.2.2 餐厨垃圾的处理现状 (1)1.3餐厨垃圾的处理技术 (2)1.3.1 饲料化 (2)1.3.2 堆肥 (3)1.3.3 卫生填埋 (3)1.3.4 焚烧 (3)1.3.5 粉碎直排 (3)1.3.6 厌氧发酵 (3)1.4厌氧发酵概述及影响因素 (4)1.4.1 厌氧发酵概述 (4)1.4.2 厌氧发酵影响因素 (4)1.4.2.1 温度 (5)1.4.2.2 pH值 (5)1.4.2.3 氨氮 (5)1.4.2.4 C/N (6)1.4.2.5 油脂 (6)1.4.2.6 有机负荷率 (7)1.4.2.7 发酵工艺 (7)1.5餐厨垃圾厌氧发酵研究现状 (8)1.5.1 餐厨垃圾厌氧发酵的优缺点 (9)1.6论文研究意义及内容 (9)1.6.1 研究意义及拟解决的问题 (9)1.6.2 研究内容 (9)1.6.3 技术路线 (10)第二章餐厨垃圾高温两相厌氧发酵 (11)2.1实验目的 (11)2.2材料与方法 (11)2.2.1 材料来源 (11)2.2.2 实验装置 (11)2.2.3 实验方法 (12)2.2.4 分析方法 (12)2.2.5 分析仪器与设备 (14)2.3结果与讨论 (15)2.3.1 产酸相挥发酸浓度变化 (15)2.3.2 有机负荷对产甲烷相产气的影响 (15)2.3.3 氨氮浓度和挥发酸浓度对产甲烷相的影响 (16) 2.3.4 产甲烷相中微生物数量变化 (18)2.3.5 产甲烷相中甲烷含量变化 (19)2.3.6 产甲烷相中微生物形态 (19)2.4本章小结 (20)第三章餐厨垃圾中温两相厌氧发酵 (22)3.1实验目的 (22)3.2材料与方法 (22)3.2.1 材料来源 (22)3.2.2 实验装置 (22)3.2.3 实验方法 (22)3.2.4 分析方法 (22)3.2.5 分析仪器与设备 (24)3.3结果与讨论 (25)3.3.1 产酸相挥发酸浓度变化 (25)3.3.2 有机负荷对产甲烷相产气的影响 (26)3.3.3 产甲烷相挥发酸浓度变化 (28)3.3.4 产甲烷相氨氮浓度及pH值变化 (29)3.3.4 产甲烷相中甲烷含量变化 (30)3.3.5 产甲烷相微生物数量变化 (31)3.3.6 产甲烷相微生物形态 (31)3.3.7 不同有机负荷下微生物群落变化 (32)3.4本章小结 (35)第四章氨氮浓度对餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷相的影响 (36) 4.1实验目的 (36)4.2材料与方法 (36)4.2.1 材料来源 (36)4.2.2 实验装置 (36)4.2.3 实验方法 (36)4.2.4 分析方法 (37)4.2.5 分析仪器与设备 (37)4.3结果与讨论 (38)4.3.1 产甲烷相氨氮变化 (38)4.3.2 氨氮浓度对产甲烷相容积产气率的影响 (38)4.3.3 氨氮浓度对产甲烷相挥发酸浓度及pH值的影响 (40) 4.3.4 氨氮浓度对产甲烷相甲烷含量及氢含量的影响 (41) 4.3.5 微生物形态 (41)4.3.6 不同氨氮浓度条件下微生物群落变化 (42)4.4本章小结 (46)第五章汽爆预处理对餐厨垃圾沼渣厌氧发酵的影响 (47) 5.1实验目的 (47)5.2材料与方法 (47)5.2.1 材料来源 (47)5.2.2 实验装置 (47)5.2.3 实验方法 (47)5.2.4 分析方法 (47)5.2.5 分析仪器与设备 (48)5.3结果与讨论 (48)5.3.1 不同汽爆条件对絮体理化性质的影响 (48)5.3.2 不同汽爆条件沼渣厌氧发酵产气变化 (50)5.3.2 不同汽爆条件絮体厌氧发酵甲烷含量变化 (51)5.3.2 不同汽爆条件沼渣厌氧发酵挥发酸浓度变化 (51)5.3本章小结 (52)第六章全文总结及展望 (53)6.1全文总结 (53)6.2展望 (54)参考文献 (55)附录 (62)致谢 (63)作者简历 (64)英文缩略表英文缩写英文全称中文名称FW Food Waste 餐厨垃圾AD Anaerobic Digestion 厌氧消化VFAs V olatile Fatty Acids 挥发性脂肪酸TC Total Carbon 总碳TN Total Nitrogen 总氮HRT Hydraulic Retention Time 水力停留时间VS V olatile Solid 挥发性固体含量TS Total Solid 总固体含量C/N Carbon-Nitrogen Ratio 碳氮比OLR Orgnic Loading Rate 有机负荷率COD Chemical Oxygen Demand 化学需氧量NH4+-N Ammonia Nitrogen 氨氮SEM Scanning Electron Microscopes 扫描电镜OTU Operational T axonomic Units 操作分类单元。
餐厨垃圾理化性质及其厌氧发酵产气潜力分析
餐厨垃圾理化性质及其厌氧发酵产气潜力分析易龙生;饶玲华;王鑫;王浩【摘要】The characteristics (physical components, moisture content (MC), volatile solids (VS), elemental composition, biogas production potential) of kitchen waste from campus were investigated. The results show that kitchen waste with high moisture content and high organic matter content is mainly made up of rice. The elemental composition of the kitchen waste satisfied the requirements of anaerobic digestion. The accumulative biogas yields of the mixture kitchen waste rice, vegetable, meat are 508.3,478.2,433.3 and 206.8 mL/g (in VS calculation), respectively. The biogas yields of mixture kitchen waste are 6.3%, 17.3% and 145.8% higher than that of rice, vegetable and meat, respectively, which probably results from the good complementarity among different components.%以某学校餐厨垃圾为原料,分别从物理组成、含水率、挥发性固体含量以及营养元素等方面对餐厨垃圾的理化性质进行分析,并进一步对餐厨垃圾及其组分进行厌氧发酵产沼气能力研究.研究结果表明,餐厨垃圾以米饭为主,具有高含水率和高有机物含量的特性,且营养组成完全满足厌氧发酵工艺的要求.混合餐厨垃圾、米饭、蔬菜和肉类的沼气产率分别为:508.3,478.2,433.3和206.8 mL/g(按挥发性固体计),混合餐厨垃圾的沼气产率比米饭、蔬菜、肉类分别高6.3%,17.3%和145.8%,各组分间营养物质的良性互补可能是导致混合餐厨垃圾产量更高的原因.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(043)004【总页数】5页(P1584-1588)【关键词】餐厨垃圾;厌氧发酵;产沼气潜力【作者】易龙生;饶玲华;王鑫;王浩【作者单位】中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙,410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙,410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙,410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】X705餐厨垃圾是人们日常生活及食品加工过程中产生的食品废料,其成分主要为米饭、蔬菜、肉类、骨头等。
餐厨垃圾厌氧发酵启动特性与产甲烷效率
*4567896% SA0J12-1FE9 90-O.-/2*B02*M /01A2*09-.MEB1,.* 0OO,B,0*BN.OM,OO0-0*158 ,*.BE321,.* -21,.2*M S=P?S7 O.2*20-.W,BM,40J1,.*J.OX,1BA0* U2J10,* W21BA 10J1U0-0J1EM,0M ,* 1A,J9290-6SA0-0JE31J,*M,B210M 1A21% 1A058 ,*.BE321,.* -21,.U2J2J,4*,O,B2*192-2/010-O.-2*20-.W,BM,40J1,.* .OX,1BA0* U2J106SA01-021/0*11A21E*M0-1A058 ,*BE3B21,.* -21,..O ’:;" U2J,* 2B,M,O,0M B.*M,1,.*J" B.E3M*0 19-.MEB0/01A2*06H,1A 1A0,*B-02J0.O1A058 ,*BE3B21,.* -21,.2*M S=P?S7" 1A0 /01A2*09-.MEB1,.* 0OO,B,0*BN" 1A0BE/E321,+0/01A2*0N,03M" 1A0-0MEB1,.* -210.OS8" 2JU0332J1A0-0MEB1,.* -210.OS=P U0-0.W+,.EJ3N0*A2*B0M" 2*M 1A0BNB30.O2*20-.W,BM,40J1,.*JO.-X,1BA0* U2J10U2JJA.-10*0M6d.U0+0-" 1A00OO0B1.O1A058 ,*BE3B21,.* -21,.2*M S=P?S7.* 1A0-0MEB1,.* -210.O58 U2J*.1J,4*,O,B2*16SA01-021/0*11A21E*M0-1A0B.*M,1,.* .O58 ,*BE3B21,.* -21,..O%:;" 2*M S=P?S7.O!&" 1A0/01A2*09-.MEB1,.* 0OO,B,0*BN.* 2*20-.W,BM,40J1,.*JO.-X,1BA0* U2J10U2J 1A0A,4A0J1" E9 1.!"&:"% /C?4! S8$ " ’$\:$" /C?4! 58$ " $$:’; /C?4! S=P$ " 1A0-0MEB1,.* -210.OS8" 58" S=P U2J \(:!!^" (Z:\Z^" ;$:%;^" -0J90B1,+03N6 :;<=>7?5% X,1BA0* U2J10# 2*20-.W,BM,40J1,.*# 58 ,*.BE321,.* -21,.# S=P?S7
餐厨垃圾厌氧发酵产沼气量影响因素研究方法
目录摘要................................................................................................................. I II ABSTRACT .. (IV)1前言1.1餐厨垃圾特点及其影响 (1)1.2餐厨垃圾单独处理的必要性 (1)1.3国内外餐厨垃圾处理概况 (1)1.4存在问题 (3)1.5前景展望 (4)1.6厌氧消化的基本原理及过程 (4)1.7厌氧消化的微生物学基础 (5)1.7.1非产甲烷细菌和产甲烷细菌之间的相互关系.............................................................. - 6 -1.7.2非产甲烷细菌之间的关系.............................................................................................. - 6 -1.7.3产甲烷细菌之间的关系产.............................................................................................. - 6 -1.8厌氧法的影响因素. (6)1.8.1温度条件.......................................................................................................................... - 7 -1.8.3有机负荷.......................................................................................................................... - 8 -1.8.4 搅拌和混合...................................................................................................................... - 9 -1.8.5餐厨垃圾的营养比.......................................................................................................... - 9 -1.9厌氧设备的运行管理. (10)1.9.1启动和运行.................................................................................................................... - 10 -1.9.2厌氧反应器运行中的欠平衡现象及其原因................................................................ - 11 -1.9.3运行管理中的安全要求................................................................................................ - 12 -2 研究材料与方法2.1实验设备 (13)2.2进料的来源和处理 (13)2.3进料的测定 (14)2.3.1总固体(TS)、挥发性固体(VS)测定 .................................................................. - 14 -2.3.2 C/N比例 ........................................................................................................................ - 14 -2.3.3脂肪的测定.................................................................................................................... - 14 -2.3.4总硫的测定.................................................................................................................... - 14 -2.3.5总磷的测定.................................................................................................................... - 15 -2.4出料的测定.. (15)2.4.1COD的测定:重铬酸钾氧化法.................................................................................... - 15 -2.4.2氨氮(NH3-N)的测定 ..................................................................................................... - 16 -2.4.3碱度的测定.................................................................................................................... - 16 -2.4.4挥发性脂肪酸(VFA)的测定 ......................................................................................... - 16 -摘要以部分酒店餐厨垃圾为原料,通过混合式连续搅拌厌氧发酵试验对餐厨垃圾进行厌氧消化。
餐厨垃圾厌氧发酵产沼气潜力及其动力学研究_夏嵩
条较好的处理途径[2]。
统 (AMPTS) 对餐厨垃圾进行物料生化产甲烷潜力
温度是影响厌氧发酵过程的重要因素。有机物 测试 (BMP),对中温 (37 益) 和常温 (25 益) 下
厌氧发酵生物降解过程受温度波动的影响很大。从 的产气性能及降解特性进行测定和模拟分析,为餐
反应动力学角度看,温度主要影响最大比基质去除 厨垃圾实际应用于沼气生产提供理论依据。
总固体 (TS) 和挥发性固体 (VS) 通过重量法 测定,pH 值采用上海雷磁 PHS-3C 型 pH 计测定, 总碳 (TC) 和总氮 (TN) 通过元素分析仪测定。采 用 Origin 8.5 软件进行数据处理及动力学分析。
2 结果与讨论
2.1 产气量比较 不同温度下餐厨垃圾发酵日甲烷产量如图 1 所
参数,中温发酵的发酵周期为 24 d,明显短于常温
1 000
发酵。周期缩短有利于降低工程的建造和运行成本。
0 0 5 10 15 20 25 30
中温条件下物料的 TS 和 VS 去除率分别为 76.9%和 85.1%,都高于常温条件。这与它们相应的累积甲烷
/d
产量保持一致。实验结束后的 pH 值两者相差不大,
从产气周期看,中温条件 24 d 产气结束,常温 30 d 还在产气。因此,对中温产气周期内的甲烷产 量进行模拟分析比较合理。如图 3 所示,采用以上 动力学模型对数据进行拟合,以-ln(1- / 0)对 作 图进行线性拟合,即可得反应速率常数及其他发酵 动力学模型参数。
厨余垃圾厌氧发酵工艺的研究
厨余垃圾厌氧发酵工艺的研究随着城市化的发展和人民生活水平的提高,城市垃圾的产生量在不断上升,这些持续增加的生活垃圾已成为困扰城市发展、污染市容环境的主要问题。
我国餐饮业发达,人们的饮食习惯和就餐方式使得餐厨垃圾的排放量要比西方发达国家大很多,占城市生活垃圾的比例约为37 %~62 %,且发生量有越来越大的趋势。
餐厨垃圾,属于较特殊、难处置的一类城市垃圾,具有水分和油脂含量高的特点,如果直接混入生活垃圾,会使城市生活垃圾的含水率升高和热量值下降而得不到妥善的处理和合理利用;具有有机质含量高,易腐败发臭,滋生病菌和富含氮、磷、钾、钙以及各种微量元素,再利用价值高等特点。
因而如果不妥善处理会造成病原菌的传播,对环境有严重影响,同时造成有机物的浪费[1-3]。
本文在对国内外餐厨垃圾的各种处理方法和技术措施进行综合分析的基础上,提出了一种实现餐厨垃圾“三化”目标的工艺措施。
1、发酵原料1.1厨余垃圾物料组分特性华中农业大学创新基金资助项目(项目编号:62204-06078):宗望远(1969-),男,副教授,主要从事农业废弃物利用方面的研究工作。
E-mail:zwyzzx@sina厨余垃圾取自华中农业大学学生食堂。
分别取学生1~4食堂的早、中、晚厨余垃圾各1千克。
食物组分大致为:米饭、面食约占60%,蔬菜约占30%,肉类约占10%。
取样后,先手工分拣出骨头、鱼刺及废弃餐具等杂物,再用食品搅拌机搅拌、混合,以增大样品表面积,提高其流动性。
对样品进行如下指标的分析与测试。
⑴总固体含量(TS)的测定。
TS的测定采用烘干法。
将蒸发皿洗净,放入烘烤箱,经过105℃~110℃烘干致恒重。
取适量样品,称重,计为W1(g)放入蒸发皿中,在干燥箱内,经过105℃~110℃烘干致恒重,称重计为W2(g)。
则TS=w2/w1*100%。
⑵挥发性固体含量(VS)的测定。
VS的测定采用灼烧法。
将TS测定后的样品和蒸发皿一起置于马弗炉中(重W2),经过600℃的高温灼烧1h,冷却后取出,称重计为W3(g)。
浅析餐厨垃圾的处理方式及厌氧发酵产甲烷性能
浅析餐厨垃圾的处理方式及厌氧发酵产甲烷性能摘要:介绍了餐厨垃圾的特性,综述了餐厨垃圾粉碎直排法、填埋法以及生物处理方法:蚯蚓堆肥、提取生物降解性塑料、固态发酵、生物发酵制氢、好氧堆肥、厌氧发酵等。
针对餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷过程,从工艺参数、工艺应用等方面阐述了国内外进展,并对餐厨垃圾厌氧发酵技术的规模化应用提出今后的研究方向。
关键字:餐厨垃圾处理方式厌氧发酵甲烷0 前言餐厨垃圾是指居民生活、食品加工、饮食服务等活动中产生的食物废料,是城市生活垃圾的重要组成部分,仅次于建筑垃圾,是第二大垃圾产生源。
餐厨垃圾具有高含水率、高有机物含量,在高温条件下容易腐烂发臭,孽生蚊蝇、病菌,且不能满足垃圾焚烧发电的发热量要求(5000kJ/kg以上)。
如果将其直接用作动物饲料,容易导致病菌进入人类食物链,对人体健康造成危害。
因此,有关餐厨垃圾的合理利用和处理方式的研究已日益引起重视。
目前餐厨垃圾主要的处理处置方法包括粉碎直排、卫生填埋、高温好氧堆肥、固态发酵、生物处理机、厌氧发酵等,其中利用餐厨垃圾作为厌氧发酵技术的原料,既可以获得清洁能源,又能减少污染物排放,是目前国内外针对大规模餐厨垃圾处理利用的主要方向。
1 餐厨垃圾的处理处置现状1.1 粉碎直排由于厨房空间有限,因此就地减量处理是餐厨垃圾处理的基本立足点。
目前一些国家普遍采用在厨房配置餐厨垃圾处理装置,将粉碎后的餐厨垃圾排人市政下水管网的方法。
但餐厨垃圾粉碎直排容易产生污水和臭气,滋生病菌、蚊蝇和导致疾病传播,油污凝结成块会造成排水管堵塞,降低城市下水道的排水能力,高油脂含量等特性也增加了城市污水处理厂和垃圾填埋场负荷,同时也不可避免地产生二次污染。
1.2填埋由于餐厨垃圾中有机物可生物降解组分含量高,产气速度快且产气量较大、稳定时间短,有利于垃圾填埋场地恢复使用,且操作简便,因此填埋是目前应用比较普遍的处理方法。
但厌氧分解产生的沼气和渗沥液会造成二次污染,减少符合填埋条件的土地面积,同时造成餐厨垃圾营养物质的损失,因此一些国家已禁止未经处理的餐厨垃圾进入填埋场,如韩国于2005年起所有填埋场将不再接收餐厨垃圾。
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餐厨垃圾厌氧发酵特性研究摘要:为了实现餐厨垃圾的资源化利用,解决日益严重的餐厨垃圾处理问题,我们以南阳师范学院食堂餐厨垃圾为原料,通过检测分析pH、VFA、产气量等指标,讨论酸化过程及各指标对系统厌氧发酵产沼气性能的影响,得出餐厨垃圾厌氧发酵最佳工艺条件,从而更好的对餐厨垃圾进行厌氧发酵的处理,达到使垃圾减量,环境污染减少的目的。
关键词:餐厨垃圾;厌氧发酵;沼气;影响因素;资源化OF EAT HUTCH GARBAGE ANAEROBIC FERMENTATIONCHARACTERISTICS RESEARCHAbstract:in order to achieve the eat hutch garbage recycling use, the growing problem of eat hutch garbage disposal, and we are in the dining room to eat hutch garbage in nanyang normal university as a raw material, through the analysis of the tes t in dices such as pH, VFA, gas production, acidification process are discussed and the indexes of anaerobic fermentation bio-gas production performance of the system, the optimum technological conditions of eat hutch waste anaerobic fermentation, thereby better to eat hutch waste anaerobic fermentation processing, to make waste reduction, reduce environmental pollution.Key words: eat hutch garbage; Anaerobic fermentation. Bio-gas; Influencing factors; Resource recovery1餐厨垃圾概述1.1餐厨垃圾来源餐厨垃圾又称泔脚,是家庭、饮食单位抛弃的剩饭剩菜以及厨房余物的统称,也是城市生活垃圾的重要组成部分[1]。
餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种,其成分复杂,主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。
我国餐厨垃圾数量十分巨大,并呈快速上升趋势。
1.2餐厨垃圾的特性1.2.1危害性极易变质、腐烂、发酵,滋生蚊蝇,产生大量毒素及散发恶臭气体,污染水体和大气,直接排入下水道还会引起下水道堵塞;来源复杂,含有各种细菌和病原菌,可能因食物链危害人体健康;派生的“潲水油”极易产生致癌物质—黄曲霉素,对人体健康造成严重危害。
1.2.2资源性与其他垃圾相比,有含水率、有机物含量、盐分及油脂含量高,营养元素丰富等特点,具有很大的回收利用价值[2]。
目前我国仅泔脚产生量就超过20000t/d,上海市的泔脚产生量已达1300t/d。
如果能得到有效处理和合理利用,其将是一批可观的资源。
1.3餐厨垃圾厌氧发酵技术研究1.3.1厌氧发酵的原理厌氧发酵是废物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化,同时伴有甲烷和CO2产生。
人们把厌氧发酵过程简单的分为酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。
其中酸性发酵阶段是指发酵细菌将大分子有机物降解为脂肪酸、醇类、氢气等产物;碱性发酵阶段是指发酵细菌将上一阶段产生的脂肪酸、醇类、氢气等底物转化成甲烷和二氧化碳[3]。
1.3.2厌氧发酵处理的意义餐厨垃圾含水率高、成分复杂、高温条件下易腐,且容易产生蚊蝇等,而目前国外的处理方式依然是以填埋或焚烧为主,对环境造成了极大的污染,而国内餐馆的餐厨垃圾则大多数被直接用作动物饲料,造成病菌传播。
如果各大餐馆和食堂能将餐厨垃圾就地进行能源化处理,既可以为餐馆、食堂提供大量的能源,变废为宝,同时也可以使垃圾大大减量,减少对环境的污染。
如果能很好地处理餐厨垃圾,必将带来良好的经济效益和社会效益。
同时,由于餐厨垃圾具有很高的产沼气能力,厌氧处理可产生大量沼气,沼气是一种清洁的可再生能源,可用于发电和做燃,并且系统全封闭而无异味,利用厌氧发酵法将其资源化是一种最环保、又能创造效益的方法。
1.3.3餐厨垃圾厌氧发酵处理的技术研究现状由于餐厨垃圾传统处理方法的技术缺陷,造成了环境的二次污染,且浪费了大量的资源。
随着环保法律法规的修改,各国纷纷调整了传统的餐厨垃圾的处理处置方法,很多学者将餐厨垃圾处理的研究重点转向了对环境污染少、资源化的厌氧发酵产沼气的技术上来。
大量研究主要集中在餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的可行性、通过原料的预处理提高转化效率以及发酵反应工艺条件的优化三个方面[4]。
2餐厨垃圾厌氧发酵实验设计2.1 实验材料餐厨垃圾:采自南阳师范学院中餐厅和西餐厅,搅拌均匀后,用搅碎机搅碎至颗粒粒径小于5mm的糊状物,并于-5℃下保存待实验。
接种物:南阳市污水处理厂厌氧段的污泥,为黑色絮状物。
取回后,用塑料瓶密封静置1d,分层后,取下层污泥作为接种物,见表1。
餐厨垃圾与污泥的性质表1TS (%)VS(%TS)灰分(%TS)C/N(%)PH中餐厅16.05 92.29 7.8 22.35 5.7西餐厅15.45 88.99 11.02 20.10 5.7接种污泥13.91 51.17 48.81 12.14 6.52.2 实验装置实验装置包括1L的厌氧发酵罐、1L的集气瓶以及500mL的量筒三个部分。
(见下图)1、采用三组恒温水浴器,温度分别控制在低温(20±1)℃,中温(35±1)℃,高温(55±1)℃。
2、发酵罐内放置餐厨垃圾和接种污泥,罐口用带有出气孔的橡胶塞密封,每次调节pH值后通过出气孔向发酵瓶中通入N2以维持发酵瓶内的厌氧环境。
发酵罐中产生的气体经玻璃导管排入集气瓶。
3、发酵瓶与集气瓶之间的止水夹(待发酵产生的气体到常温后再打开),发酵瓶与集气瓶之间的阀门为气体采样点,定时测量系统产气量、pH值和VFA值。
4、集气瓶中盛有浓度为3%的NaOH溶液,其作用是吸收气体中的酸性组分(CO2和H2S),实验采用液体排气法测量产气量,量筒的读数即为产生的甲烷体积。
5、每天手动搅拌两次,每次5min,使发酵液的均匀混合。
实验装置图2.3 实验方法实验采用手工分选,将南阳师范学院中餐厅和西餐厅搜集来的餐厨垃圾跳出骨头、勺子、筷子、纸巾等杂物,再采用绞肉机绞碎至1~5mm,以增大样品表面积。
取处理后的餐厨垃圾样品200g(湿基)于反应器中,后加入相应质量的接种物和水,以调节合适的接种率和含固率。
反应器置于恒温水浴锅中,反应过程中每隔一天,测定发酵液的pH并作相应的调节。
(1)正交试验。
实验采用L9(34)正交表,选定温度、含固率、接种率和pH为考察因子,进行4因素3水平正交试验。
实验以沼气的产量为评价指标,且不考虑因子间的交互作用,实验因素水平设置,见表2。
正交试验因素水平表表2水平因素温度(A)/℃含固率/%接种率/%PH1 低温20 8 10 62 中温35 12 20 73 高温55 16 30 8实验中接种率采用固体比:污泥干重/(污泥干重+餐厨垃圾干重),各组实验均采用200g餐厨垃圾,根据接种率和含固率的不同调节水分和接种物质量。
为保证实验的顺利进行,向发酵液中添加恰当的Ca(OH)2。
(2)温度的影响实验本实验以温度为变量,选取15℃,25℃,35℃,45℃和55℃,在五个实验装置中同时进行。
各个实验装置均按照餐厨垃圾200g,含固率8%,接种率30%的配制,进行为期30天的厌氧发酵反应。
实验的前五天,每天调节pH至7,第6d至第15d两天调节一次,第16d至第30d每4d调节一次。
以沼气产量为考察指标,分析温度对沼气产量的影响。
(3)pH的影响实验本实验以pH为变量,选取5,6,7,8,9,在五个实验装置中同时进行。
各实验装置均按照餐厨垃圾200g,含固率8%,接种率30%的配制,在高温55℃下进行为期30天的厌氧发酵反应。
每天通过添加碱、酸等物质调节发酵液pH至实验值。
以沼气产量为考察指标,分析pH对沼气产量的影响。
(4)接种率的影响实验本实验以接种率为变量,沼气产量为考虑指标,考察接种率对沼气产量的影响。
各实验装置均按照餐厨垃圾200g,含固率8%,以接种率为5%,10%,15%,20%,25%,30%,35%的比例分别配制,在7个实验装置中同时进行。
在高温55℃下进行为期30天的厌氧发酵反应。
实验的前五天,每天调节pH至7,第6d至第15d两天调节一次,第16d第30d每4d调节一次。
2.4指标测定(1)沼气产量:采用排NaOH溶液法记录各工艺条件下的沼气产量。
(2)pH值:采用pH计,每两天测定一次。
(3)TS:烘干法3餐厨垃圾厌氧发酵实验结果与分析3.1正交试验研究3.1.1正交实验结果不同条件下的总累计产气量表3实验号温度(A)含固率(B) 接种率(C) pH(D)产沼气量/℃/% /% (m L·g-1)1 20 8 10 6 58.02 20 12 20 7 75.13 20 16 30 8 52.74 35 8 20 8 73.75 35 12 306 104.36 35 16 107 1187 55 8 30 7 633.88 55 12 10 8 185.09 55 16 20 6 216.9K1 61.9 255.2 120.3 126.4K2 98.7 121.5 121.9 275.6K3 345.2 129.2 263.6 103.8R 283.3 133.7 143.3 171.8注:K1,K2及K3均为平均值,R为极差分析正交试验,得出以下结论:(1)由表3中极差的大小可以直观判断出各因素对沼气产量影响的主次顺序为:温度(A)>pH(D)>接种率(C)>含固率(B)。
(2)餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的因素最佳组合为:(温度55℃)+(接种率30%)+(含固率8%)+(pH=7)(即A3B1C3D2)。
3.1.2方差分析鉴于本正交试验设计的正交表未设置空列,故根据指标的不同,选择四因素中偏差平方和最小者为误差列。
由方差分析表表4可知,含固率一项的偏差平方和明显偏小,所以选用含固率的偏差平方和作为误差平方和,含固率的偏差平方和对应的自由度为误差平方和的自由度。