论文部分内容阅读
蔬菜废物产生量大,有机物和水分含量高,如果不经过合理处置会造成资源浪费和环境污染。利用厌氧消化技术处理蔬菜废物能有效实现废物的无害化、减量化和资源化,并且能生产清洁可再生的能源。本课题利用厌氧消化技术在中温单相反应器中处理蔬菜废物,探讨合适的工艺条件和工艺参数,为工艺放大提供一些参考。课题首先对蔬菜废物进行了厌氧消化适宜性分析。综合比较C：N：P、难降解有机成分、易降解有机成分、含水率、VS含量和无机营养元素含量得出瓜果类蔬菜废物比叶茎类、夏季蔬菜比春季蔬菜更适合作为厌氧消化的原料。猪粪和消化液混合接种的序批式实验,在35℃、HRT15天、OLR为1.5、1.75、2.0gVS·L-1·d-1的条件下运行135天,1.75gVS·L-1·d-1时达到最高的VS产气率0 .61L·gVS-1·L-1·d-1,极限负荷2.5gVS·L-1·d-1。甲烷含量维持在50%-55%之间,pH稳定在7.2～7.5,碱度在5000～6000mgCaCO3·L-1,可溶性糖和淀粉的降解率在90%左右,粗蛋白和粗脂肪在30%左右,粗纤维最难降解不断累积。系统平均每日耗能高于产能1728.71kJ。污泥和消化液混合接种的序批式实验,在35℃、HRT20天、有机负荷率1.0、1.5、1.75、2.0、2.25、2.5、3.0、3.25、下运行170天,在2.75gVS·L-1·d-1时达到最高的VS产气率0.54L·gVS-1·L-1·d-1,甲烷含量稳定在51%～54%之间。2.75和3.0gVS·L-1·d-1的VS去除率最高到68.86%。氧化还原电位(ORP)在-320～-340mV,碱度从4600增加到7900mgCaCO3·L-1,氨氮从832mg·L-1增加到1896mg·L-1, VFA含量平均在858～963mg·L-1之间,乙醇型发酵。最优的有机负荷率为2.75gVS·L-1·d-1,极限负荷率为3.5gVS·L-1·d-1。厌氧消化系统的微生物类群丰富,呈高度的多样性,随着负荷提高菌群结构发生了较大的变化。OLR 1.75gVS·L-1·d-1主要的优势菌群分属厚壁菌(Firmicutes,32.3%)、拟杆菌(Bacteroidetes,22.6%)、变形菌(Proteobacteria,22.6%)门；OLR 2.0gVS·L-1·d-1优势菌群分属厚壁菌(Firmicutes,29.5%)、拟杆菌(Bacteroidetes,15.9%)、绿弯菌(Chloroflexi,18.2%); OLR 2.5gVS·L-1·d-1优势菌群分属拟杆菌(Bacteroidetes,36.4%)、互养菌(Synergistetes,11.4%)。