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油脂对餐厨废水厌氧发酵产沼气影响研究

关注热度:300   来源:新能源学术论文  作者:廖家林
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【摘要】:我国每年餐厨废水的产生量巨大,且极易腐败霉变,滋生病菌,严重威胁人体健康和环境安全。采用厌氧技术对餐厨废水进行处理,不但能有效去除废水中的有机污染物物,还能得到生物质能——沼气,既解决了环境问题,又回收了清洁能源。但其中的油脂降解周期较长,若在系统内累计,将会严重影响产甲烷菌的活性和系统的稳定性。 本文通过批次试验研究了不同条件下餐厨废水厌氧发酵产沼气情况;对餐厨油脂的组成特性进行了分析,并确定了油脂厌氧发酵的最佳浓度范围;重点考察了油脂对餐厨废水厌氧发酵产沼气的影响。通过上述试验,得到以下主要结论: (1)餐厨废水具有很好的生化性,在未调节pH的条件下,采用厌氧处理即能获得良好的处理效果,产沼气潜力在400-480mL/gCOD左右,但接种比S/I不宜超过4.0。四种污泥中,高温污泥比中温污泥降解速率快、周期短,中温污泥比高温污泥降解效果好;絮状污泥产气比颗粒污泥多,但产气中甲烷浓度比颗粒污泥低。综合考虑采用高温颗粒污泥处理餐厨废水效果最佳。 (2)餐厨油脂的长链脂肪酸组成以C16:0、C18:1、C18:2为主,其分子式可近似表示为C55.5H101O6,单位理论COD值为2.886g/g油脂,理论沼气产量1.44L/g油脂,甲烷含量70%。餐厨油脂产气过程能与Modified Gompertz方程拟合较好,在降解初期,会出现产气延滞期,且初始浓度越大,延滞期越长。在油脂浓度低于10.0g/L时,能进行较为充分的降解,单位油脂的产气量在890mL/g油脂左右,达到理论产气量的61.8%。以产气量为衡量指标,确定餐厨油脂厌氧发酵的半抑制浓度为11.6g/L。 (3)批次试验中,非油脂固形物和油脂与餐厨废水共发酵时都能显著提高产气量,延长发酵周期,但固形物会使发酵液的NH3-N、pH值和碱度升高,油脂反之。固形物降解产气潜力在401-422mL/g,甲烷含量58%-60%,废水中固形物含量在8%以内时,不会对系统造成严重影响。废水中加入3%的油脂,其产气中甲烷含量从58.93%提高到64.06%,比对照提高8.7%,由于调节了C/N比,对底物的利用更充分,产气比各自单独发酵产气总和提高5.3%。 (4)采用连续式厌氧反应器处理餐厨废水,在保持负荷不变的条件下,加入3%的油脂依然能够达到较好的处理效果,虽然系统的产气量出现降低,但沼气中甲烷平均含量从57%左右提高到61%,三个阶段系统对COD的甲烷转化率保持在63%-64%。
【关键词】:油脂 餐厨废水 厌氧发酵 沼气
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X703
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-6
  • 目录6-8
  • 第一章 绪论8-17
  • 1.1 研究背景8-9
  • 1.2 餐厨废水厌氧消化处理技术9-11
  • 1.2.1 厌氧消化原理9
  • 1.2.2 厌氧消化微生物菌落9-10
  • 1.2.3 厌氧消化影响因素10-11
  • 1.3 油脂的厌氧降解机理及研究现状11-15
  • 1.3.1 油脂的厌氧降解途径11-13
  • 1.3.2 油脂厌氧降解的国内外研究现状13-15
  • 1.4 研究目标与内容15-17
  • 1.4.1 研究目标15
  • 1.4.2 研究内容15-17
  • 第二章 餐厨废水厌氧发酵产沼气特性分析17-25
  • 2.1 引言17
  • 2.2 试验材料与方法17-19
  • 2.2.1 试验材料17-18
  • 2.2.2 试验设置18
  • 2.2.3 分析方法18-19
  • 2.3 试验结果与讨论19-23
  • 2.3.1 餐厨废水的水质分析19
  • 2.3.2 餐厨废水厌氧发酵产气情况19-23
  • 2.4 小结23-25
  • 第三章 油脂的厌氧降解分析25-30
  • 3.1 引言25
  • 3.2 试验材料与方法25-26
  • 3.2.1 试验材料25
  • 3.2.2 试验设置25
  • 3.2.3 分析方法25-26
  • 3.3 试验结果与讨论26-29
  • 3.3.1 油脂性质与组成26-27
  • 3.3.2 油脂厌氧降解产气过程描述27-28
  • 3.3.3 油脂厌氧降解的适宜浓度28-29
  • 3.4 小结29-30
  • 第四章 油脂对餐厨废水厌氧发酵的影响30-36
  • 4.1 引言30
  • 4.2 试验材料与方法30-31
  • 4.2.1 试验材料30
  • 4.2.2 试验设置30-31
  • 4.2.3 分析方法31
  • 4.3 试验结果与讨论31-35
  • 4.3.1 固形物对餐厨废水发酵的影响31-33
  • 4.3.2 油脂对餐厨废水发酵的影响33-35
  • 4.4 小结35-36
  • 第五章 油脂对连续式餐厨废水处理的影响研究36-41
  • 5.1 引言36
  • 5.2 试验材料与方法36-37
  • 5.2.1 试验材料36-37
  • 5.2.2 试验设置37
  • 5.2.3 分析方法37
  • 5.3 试验结果与讨论37-39
  • 5.3.1 反应器的启动37-38
  • 5.3.2 餐厨废水与油脂处理效果38-39
  • 5.3.3 餐厨废水与油脂处理过程产气39
  • 5.4 小结39-41
  • 主要结论与展望41-42
  • 主要结论41
  • 展望41-42
  • 致谢42-43
  • 参考文献43-47
  • 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文47


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关键词: 油脂

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