乡村有机垃圾原料配比和预处理对厌氧发酵的影响研究

发布时间：2020-05-30 10:25

【摘要】：由于乡村经济的飞速增长以及乡村地区居民生活水平的不断提升,乡村有机垃圾的种类和产量都在不断增加。目前有机垃圾的处理方式中,利用厌氧发酵技术可以实现垃圾的高效处理,并避免二次污染,值得在乡村地区推广。但有机垃圾中的餐厨垃圾单独进行厌氧发酵易酸化,可通过与乡村常见的农作物秸秆和畜禽粪便等有机垃圾进行混合发酵,从而提高系统稳定性。同时,秸秆单独发酵时易漂浮在表面、降解缓慢、产气效率低；而畜禽粪便单独发酵时受季节和区域影响较大,可能出现原料不足或缺乏等问题,进行有机垃圾混合厌氧发酵可以弥补单一原料厌氧发酵可能存在的缺陷,从而提高厌氧发酵的产气效率和有机垃圾利用率。本实验选取餐厨垃圾、牛粪、小麦秸秆三种我国乡村常见有机垃圾作为沼气发酵原料进行厌氧发酵。研究了相同实验条件下(35℃恒温发酵、料液总固体含量TS为8%、接种量为25%),不同原料进行组合配比时厌氧发酵产气效果的差异,同时研究了当混合发酵原料中有小麦秸秆时,沼液预处理和碱液预处理两种秸秆预处理方式对厌氧发酵产气效果的影响,主要结论有：(1)原料组合配比对厌氧发酵的影响本实验条件下,餐厨垃圾作为单一原料进行厌氧发酵时会导致发酵体系酸化,累积产气量和TS产气率分别为3428mL和54mL/g。而将餐厨垃圾与牛粪、小麦秸秆进行混合厌氧发酵时,绝大部分组合都不同程度的提高了厌氧发酵的产气效果,不同原料进行组合时获得最大产气量时的配比不同：餐厨和牛粪混合时,TS比例为1：1时,达到最大累积产气量和TS产气率,分别为6960mL和109mL/g；餐厨和小麦秸秆(沼液预处理)组合时,TS比例为1：2时,达到最大累积产气量和TS产气率,分别为9380mL和147mL/g；餐厨和小麦秸秆(碱液预处理)混合时,TS比例为1：1时,达到最大累积产气量和TS产气率,分别为9470 mL和152mL/g；餐厨、牛粪和小麦秸秆(沼液预处理)混合时,TS比例为0.8：0.2：1时,达到最大累积产气量和TS产气率,分别为11461 mL和179 mL/g；餐厨、牛粪和小麦秸秆(碱液预处理)混合时,TS比例为0.5：0.5：1时,达到最大累积产气量和TS产气率,分别为8128mL和127 mL/g。(2)秸秆不同预处理方式对厌氧发酵的影响本研究中,小麦秸秆经过碱液预处理和沼液预处理都可以降低其TS含量,并可以将小麦秸秆的碳氮比由85：1降低至27-35：1,从而更适宜进行厌氧发酵。发酵结果表明,大多数组合配比下,秸秆经沼液预处理的厌氧发酵体系产沼气的效果明显优于经碱液预处理。实际生产中可考虑用沼液对秸秆进行预处理,简单易行,成本较低,对环境影响小。(3)厌氧发酵沼液的营养成分厌氧发酵沼液中含有一定量的氮、磷、钾,尤其是速效钾的含量非常丰富,可达881.91-1424.32 mg/L。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S216.4

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