餐厨垃圾干发酵水解产气动力学研究

发布时间：2017-08-07 22:00

  本文关键词：餐厨垃圾干发酵水解产气动力学研究

  更多相关文章： 餐厨垃圾 干发酵 水解产气 动力学

【摘要】：在中温条件下开展餐厨垃圾及其单组分(淀粉、蛋白质、纤维素、脂肪)厌氧发酵实验,单组分序批式厌氧发酵实验进行了50天,餐厨垃圾序批式厌氧发酵实验进行了30天,餐厨垃圾连续式厌氧发酵实验进行了121天,达到了系统的稳定运行,利用数据进行了产气模型的推导和应用。结果显示:单组分中脂肪的延滞期最长,其次是蛋白质、纤维素。淀粉水解过程更趋向于符合圆柱形颗粒模型,蛋白质、纤维素和脂肪水解更趋向于片状颗粒模型。淀粉和蛋白质的水解产气速度较快,脂肪稍慢,纤维素最慢。在延滞期内蛋白质和纤维素单位挥发性固体累积产气量都符合零级水解动力学;脂肪的单位挥发性固体累积产气量符合三次函数模型。在综合分析基础上,可得到整个实验周期的产气动力学模型。组合项lnym+lnk代表产沼气特性,运用此模型分析各组分在厌氧发酵过程中产气特性规律,厌氧发酵的产气特性按下列顺序逐渐变好:淀粉、蛋白质、脂肪和纤维素。结合单组分一级产气模型得到餐厨垃圾厌氧发酵产沼气模型,餐厨垃圾厌氧发酵符合一级模型。餐厨垃圾干发酵划分为4个时期:启动期、抑制期、恢复期和稳定期,分别为1到28天、29到51天、52到72天、73到121天;按照不同的函数关系也可分为3个阶段:二次函数产气阶段、幂函数产气阶段、线性函数产气阶段,分别为1到30天、31到65天、66到121天。推导出基于水力停留时间、有机负荷率、和最大沼气产率的模型,得到整个连续式干发酵的水解常数值为0.3434d-1,从而得到连续式干发酵降解动力学模型。
【关键词】：餐厨垃圾 干发酵 水解产气 动力学
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 餐厨垃圾的特点及处理方式11-13
• 1.1.1 餐厨垃圾的来源、特点及危害11
• 1.1.2 国外餐厨垃圾处理处置方式11-12
• 1.1.3 国内餐厨垃圾处理政策及资源化处理工艺12-13
• 1.2 厌氧发酵处理技术研究进展13-14
• 1.2.1 厌氧发酵简述13-14
• 1.2.2 干发酵优缺点及应用14
• 1.3 厌氧发酵动力学模型研究进展14-17
• 1.3.1 厌氧发酵动力学模型分类14-15
• 1.3.2 厌氧发酵典型模型国内外研究进展15-17
• 1.4 研究内容17-18
• 第2章 实验材料及分析测试方法18-22
• 2.1 实验物料及特性18
• 2.2 序批式厌氧发酵实验装置及实验设计18-19
• 2.3 连续式厌氧发酵实验装置及实验设计19-21
• 2.4 测定项目与分析方法21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 序批式厌氧发酵动力学22-36
• 3.1 序批式厌氧发酵动力学模型22-24
• 3.1.1 种群增长模型22
• 3.1.2 一级产气模型22-23
• 3.1.3 修正一级产气模型23-24
• 3.2 单组分厌氧发酵动力学模型分析24-30
• 3.2.1 Logistic方程及修正Gompertz方程结果讨论24-26
• 3.2.2 延滞期内产气模型分析26
• 3.2.3 延滞期后修正一级产气模型分析26-28
• 3.2.4 延滞期后一级产气模型结果讨论28-29
• 3.2.5 单组分实验周期产气模型分析29-30
• 3.3 餐厨垃圾序批式厌氧发酵动力学模型分析30-34
• 3.3.1 单组餐厨垃圾序批式厌氧发酵种群增长模型结果分析30-31
• 3.3.2 单组餐厨垃圾序批式厌氧发酵修正一级产气模型及分析31
• 3.3.3 多组餐厨垃圾序批式厌氧发酵种群增长模型结果分析31-33
• 3.3.4 多组餐厨垃圾序批式厌氧发酵一级产气动力学模型33-34
• 3.4 本章小结34-36
• 第4章 餐厨垃圾厌氧干、湿发酵动力学关系36-41
• 4.1 关于反应级数的确定方法36-37
• 4.2 初速率法的应用计算37
• 4.3 初速率法在湿发酵中的应用37-39
• 4.4 初速率法在干发酵中的应用39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第5章 餐厨垃圾连续式干发酵动力学研究41-52
• 5.1 干发酵影响因素41-42
• 5.2 厌氧发酵产气量计算方法42-43
• 5.3 餐厨垃圾连续式干发酵产气、TS情况43-44
• 5.4 连续式干发酵动力学模型基本假设44-45
• 5.5 连续式干发酵动力学模型的建立45-46
• 5.6 连续式干发酵动力学模型计算46-48
• 5.7 产气量与时间关系动力学模型的建立48-51
• 5.8 本章小结51-52
• 结论52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-60
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 冯磊;寇宏丽;寇巍;于美玲;邵丽杰;李润东;;餐厨垃圾及其组分一级水解动力学模型研究[J];环境污染与防治;2015年08期

2 高树梅;赵明星;许之扬;余益辉;王永会;黄振兴;阮文权;;餐厨垃圾固渣厌氧发酵产甲烷潜力及Logistic动力学研究[J];安全与环境学报;2015年01期

3 许晓杰;冯向鹏;李冀闽;陈广飞;冯仕章;;国内外餐厨垃圾处理现状及技术[J];环境卫生工程;2014年03期

4 张庆芳;杨林海;陈吉祥;孔秀琴;贾小宁;赵霞;;餐厨垃圾厌氧发酵连续运行中有机负荷对其他参数的影响研究[J];中国沼气;2014年03期

5 闫秀;张艳慧;粟智;;反应级数确定方法的教学体会[J];新疆师范大学学报(自然科学版);2012年04期

6 吴修文;魏奎;沙莎;王军;袁修坤;;国内外餐厨垃圾处理现状及发展趋势[J];农业装备与车辆工程;2011年12期

7 阳广凤;沈李东;金仁村;刘金翠;韦杏花;;发酵产氢的动力学模型[J];环境污染与防治;2011年10期

8 叶小梅;常志州;;有机固体废物干法厌氧发酵技术研究综述[J];生态与农村环境学报;2008年02期

，

本文编号：636891