油脂對餐廚廢水厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣影響研究

【摘要】：我國每年餐廚廢水的產(chǎn)生量巨大，且極易腐敗霉變，滋生病菌，嚴(yán)重威脅人體健康和環(huán)境安全。采用厭氧技術(shù)對餐廚廢水進(jìn)行處理，不但能有效去除廢水中的有機(jī)污染物物，還能得到生物質(zhì)能——沼氣，既解決了環(huán)境問題，又回收了清潔能源。但其中的油脂降解周期較長，若在系統(tǒng)內(nèi)累計(jì)，將會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)甲烷菌的活性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 本文通過批次試驗(yàn)研究了不同條件下餐廚廢水厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣情況；對餐廚油脂的組成特性進(jìn)行了分析，并確定了油脂厭氧發(fā)酵的最佳濃度范圍；重點(diǎn)考察了油脂對餐廚廢水厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響。通過上述試驗(yàn)，得到以下主要結(jié)論： （1）餐廚廢水具有很好的生化性，在未調(diào)節(jié)pH的條件下，采用厭氧處理即能獲得良好的處理效果，產(chǎn)沼氣潛力在400-480mL/gCOD左右，但接種比S/I不宜超過4.0。四種污泥中，高溫污泥比中溫污泥降解速率快、周期短，中溫污泥比高溫污泥降解效果好；絮狀污泥產(chǎn)氣比顆粒污泥多，但產(chǎn)氣中甲烷濃度比顆粒污泥低。綜合考慮采用高溫顆粒污泥處理餐廚廢水效果最佳。 （2）餐廚油脂的長鏈脂肪酸組成以C16:0、C18:1、C18:2為主，其分子式可近似表示為C55.5H101O6，單位理論COD值為2.886g/g油脂，理論沼氣產(chǎn)量1.44L/g油脂，甲烷含量70%。餐廚油脂產(chǎn)氣過程能與Modified Gompertz方程擬合較好，在降解初期，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)氣延滯期，且初始濃度越大，延滯期越長。在油脂濃度低于10.0g/L時(shí)，能進(jìn)行較為充分的降解，單位油脂的產(chǎn)氣量在890mL/g油脂左右，達(dá)到理論產(chǎn)氣量的61.8%。以產(chǎn)氣量為衡量指標(biāo)，確定餐廚油脂厭氧發(fā)酵的半抑制濃度為11.6g/L。 （3）批次試驗(yàn)中，非油脂固形物和油脂與餐廚廢水共發(fā)酵時(shí)都能顯著提高產(chǎn)氣量，延長發(fā)酵周期，但固形物會(huì)使發(fā)酵液的NH3-N、pH值和堿度升高，油脂反之。固形物降解產(chǎn)氣潛力在401-422mL/g，甲烷含量58%-60%，廢水中固形物含量在8%以內(nèi)時(shí)，不會(huì)對系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。廢水中加入3%的油脂，其產(chǎn)氣中甲烷含量從58.93%提高到64.06%，比對照提高8.7%，由于調(diào)節(jié)了C/N比，對底物的利用更充分，產(chǎn)氣比各自單獨(dú)發(fā)酵產(chǎn)氣總和提高5.3%。 （4）采用連續(xù)式厭氧反應(yīng)器處理餐廚廢水，在保持負(fù)荷不變的條件下，加入3%的油脂依然能夠達(dá)到較好的處理效果，雖然系統(tǒng)的產(chǎn)氣量出現(xiàn)降低，但沼氣中甲烷平均含量從57%左右提高到61%，三個(gè)階段系統(tǒng)對COD的甲烷轉(zhuǎn)化率保持在63%-64%。 【關(guān)鍵詞】：油脂 餐廚廢水 厭氧發(fā)酵 沼氣
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 餐廚廢水厭氧消化處理技術(shù)9-11
• 1.2.1 厭氧消化原理9
• 1.2.2 厭氧消化微生物菌落9-10
• 1.2.3 厭氧消化影響因素10-11
• 1.3 油脂的厭氧降解機(jī)理及研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 油脂的厭氧降解途徑11-13
• 1.3.2 油脂厭氧降解的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 研究目標(biāo)與內(nèi)容15-17
• 1.4.1 研究目標(biāo)15
• 1.4.2 研究內(nèi)容15-17
• 第二章 餐廚廢水厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣特性分析17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 試驗(yàn)材料與方法17-19
• 2.2.1 試驗(yàn)材料17-18
• 2.2.2 試驗(yàn)設(shè)置18
• 2.2.3 分析方法18-19
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論19-23
• 2.3.1 餐廚廢水的水質(zhì)分析19
• 2.3.2 餐廚廢水厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣情況19-23
• 2.4 小結(jié)23-25
• 第三章 油脂的厭氧降解分析25-30
• 3.1 引言25
• 3.2 試驗(yàn)材料與方法25-26
• 3.2.1 試驗(yàn)材料25
• 3.2.2 試驗(yàn)設(shè)置25
• 3.2.3 分析方法25-26
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論26-29
• 3.3.1 油脂性質(zhì)與組成26-27
• 3.3.2 油脂厭氧降解產(chǎn)氣過程描述27-28
• 3.3.3 油脂厭氧降解的適宜濃度28-29
• 3.4 小結(jié)29-30
• 第四章 油脂對餐廚廢水厭氧發(fā)酵的影響30-36
• 4.1 引言30
• 4.2 試驗(yàn)材料與方法30-31
• 4.2.1 試驗(yàn)材料30
• 4.2.2 試驗(yàn)設(shè)置30-31
• 4.2.3 分析方法31
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論31-35
• 4.3.1 固形物對餐廚廢水發(fā)酵的影響31-33
• 4.3.2 油脂對餐廚廢水發(fā)酵的影響33-35
• 4.4 小結(jié)35-36
• 第五章 油脂對連續(xù)式餐廚廢水處理的影響研究36-41
• 5.1 引言36
• 5.2 試驗(yàn)材料與方法36-37
• 5.2.1 試驗(yàn)材料36-37
• 5.2.2 試驗(yàn)設(shè)置37
• 5.2.3 分析方法37
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論37-39
• 5.3.1 反應(yīng)器的啟動(dòng)37-38
• 5.3.2 餐廚廢水與油脂處理效果38-39
• 5.3.3 餐廚廢水與油脂處理過程產(chǎn)氣39
• 5.4 小結(jié)39-41
• 主要結(jié)論與展望41-42
• 主要結(jié)論41
• 展望41-42
• 致謝42-43
• 參考文獻(xiàn)43-47
• 附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文47

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