餐厨垃圾厌氧发酵特性研究
餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究

餐厨垃圾特性及其厌氧消化性能研究餐厨垃圾是指由生活饮食、食品加工、餐厅及食堂等场所所产生的果皮、菜叶、鱼骨、肉骨头等有机质废弃物,其产生的数量非常庞大,同时也是一种生物可降解物质。
在处理餐厨垃圾时,传统的处理方式通常是填埋或焚烧,但这些方法会对环境造成严重污染。
为了解决这一问题,厌氧消化工艺被广泛应用于餐厨垃圾处理中。
厌氧消化是一种高效的有机废弃物处理方法,可将废物中有机物质转化为能源和肥料。
餐厨垃圾具有以下特性:1. 水分含量较高:餐厨垃圾中的水分含量通常在60%以上,这意味着在处理餐厨垃圾时需要控制好湿度以确保良好的发酵过程。
2. 碳氮比低:餐厨垃圾中含有大量的氮,但碳的含量较少。
为了保持良好的厌氧消化过程,需要添加一些含碳材料来提高碳氮比,如秸秆等。
3. 酸度高:餐厨垃圾本身具有较高的酸性,特别是当垃圾中含有发酵了的食物残渣时。
高酸度环境不仅会影响发酵过程,还会对厌氧消化过程造成危害。
通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾,优点在于其可回收利用有机物质,将其转化为沼气和肥料。
厌氧消化过程还可以减轻环境的负担,同时降低垃圾填埋的需求,减少有害气体的排放,从而保护环境。
在厌氧消化过程中,需要控制好温度、湿度和PH值,以确保良好的发酵效果。
此外,需要对发酵前的餐厨垃圾进行预处理,如粗碎和分选等,以提高其处理效果。
总结而言,餐厨垃圾具有高水分、低碳氮比和高酸度等特性,通过厌氧消化工艺处理餐厨垃圾可保护环境、节约资源,并使其转化为可再利用的沼气和肥料。
在实际操作中,需要严格控制各项参数以确保厌氧发酵的高效进行。
餐厨垃圾是我们日常生活中产生量最大的垃圾之一,其处理和回收再利用具有重要意义。
根据统计数据,中国每年餐饮行业所产生的餐厨垃圾约占城市垃圾总量的30%,而这些垃圾中含有大量的有机物质,因此具有广泛的可回收利用价值。
就餐厨垃圾的特性而言,其水分含量较高,通常在60%以上。
据统计,我国每天约有300万吨的餐厨垃圾需要处理,其中每吨餐厨垃圾含水量大约为800kg左右,这也给餐厨垃圾的处理带来了一定的困难。
探究餐厨垃圾厌氧消化影响因素及对策

探究餐厨垃圾厌氧消化影响因素及对策本文针对餐厨垃圾厌氧消化影响因素进行了分析,并提出了相应的应对策略,仅供参考。
标签:餐厨垃圾;厌氧消化;影响因素;对策1厌氧消化影响因素分析1.1含固率厌氧消化过程中,含固率是需要设定的基本工况之一。
传统的厌氧消化通常在较低的含固率条件下进行,处理设施占地面积大,处理效率低,保温能耗高,沼液多;近年来新兴的高含固厌氧消化(TS为8%~15%)具有占地小、效率高、能耗低等优点而被广泛采用。
餐厨垃圾本身具有较高的含固率,通常为10%~25%,当厌氧消化进料含固率为15%时,餐厨垃圾厌氧消化效率相对于含固率5%时提高了37%。
根据某餐厨垃圾处理项目的物料平衡图可知,当原始餐厨垃圾含固率为20%时,预处理系统先将无机杂物去除,三相分离后得到油脂、有机固渣与贫油废水,将有机固渣与贫油废水混合后的餐厨浆液含固率为9.6%,有机质含量高,很适于进行厌氧消化产沼。
1.2有机负荷相关资料研究了序批式实验条件下不同有机负荷对餐厨垃圾厌氧消化性能的影响。
发现当有机负荷为4g/(L·d)时,餐厨垃圾厌氧消化所得到的甲烷产率最大,为547.1mL/g。
当有机负荷有所提高时,会延长餐厨垃圾厌氧消化反应的延滞期。
相关研究的餐厨垃圾干式发酵实验研究了不同有机负荷(40~60g/(L·d))条件下餐厨垃圾中温厌氧消化的性能,发现在序批条件下干发酵最佳有机负荷为42.9g/(L·d)。
在另一组餐厨浆液TS为5.4%~8.6%的厌氧消化实验里,当有机负荷从6.4g/(L·d)上升到21.8g/(L·d)时,甲烷产率从465mL/g下降到了377mL/g,有机负荷的波动对沼气产率的影响较大。
1.3Na+、挥发性脂肪酸与氨氮相关资料研究了餐厨垃圾厌氧消化系统内部总氨氮浓度的积累及抑制作用。
发现总氨氮在系统内部的积累,呈现一种先加快而后减慢的趋势,当氨氮达到一定浓度时,便会停止积累,保持稳定。
餐厨垃圾高效厌氧消化稳定产气研究

79餐厨垃圾高效厌氧消化稳定产气研究文_李杰伟 高仁富 罗宇 东江环保股份有限公司摘要:厌氧消化是餐厨垃圾产业化处理的主流方式,厌氧系统单位体积有机负荷和单位体积产气率是评价厌氧系统产业化能力的重要指标。
实验研究了搅拌频率、物料投加方式和不同单位体积有机负荷情况下厌氧系统的产气情况。
结果表明,在选择连续式投加物料情况下,维持60min/3hrs搅拌频率和2.8kg TVS/(m3.d)单位体积有机负荷水平,全混合厌氧消化系统可以获得稳定的高产气率,达到(2.69±0.03)m3/(m3.d),甲烷体积分数(65.2±1.3)%。
关键词:餐厨垃圾;有机负荷;厌氧消化Study on High Efficiency Anaerobic Digestion and High Biogas Production Rate of Food W asteLI Jie-wei GAO Ren-fu LUO Yu[ Abstract ] Anaerobic digestion is the main treatment mode of food waste, and organic loading rate and biogas production rate are the main indexes that estimate the anaerobic digestion system function of food waste. The study on factors that effects biogas production rate and anaerobic digestion system stability of food waste shows that system acquires (2.69±0.03)m³/(m³.d)biogas production rate with (65.2±1.3)%(V/V)methane steadily, maintaining 2.8 kg TVS/(m³.d)and 60mins/3hrs and continuous feeding.[ Key words ] food waste; organic loading rate; anaerobic digestion据统计,目前我国每年产生的餐厨垃圾量超过6000万吨。
餐厨垃圾中温湿式厌氧发酵产沼气的研究

中国资源综合利用 China Resources Comprehensive Utilization
Vol.39 No.6 2021年6月
餐厨垃圾中温湿式厌氧发酵产沼气的研究
肖扬帆,孙仕善,李昭君,周君杰,罗志刚
(宜昌建投水务有限公司,湖北 宜昌443000)
摘要:根据宜昌餐厨垃圾项目稳定运行一年的工况,本研究对生产数据进行分析。分析指标不仅包括挥发
益增强项目可持续运行能力。厌氧发酵作为项目工艺 的主流选择,因此项目沼气产量和影响产气因素的研 究具有深远的意义。本文根据宜昌餐厨垃圾项目稳定 运行一年的数据,分析餐厨垃圾中温湿式厌氧发酵系 统产生沼气的运行工况,以期为类似项目提供借鉴。
1工艺流程
1.1项目概况 宜昌餐厨垃圾处理项目是全国第二批试点项目,
XIAO Yangfan, SUN Shishan, LI Zhaojun9 ZHOU Junjie, LUO Zhigang (Yichang Construction Investment Water Co., Ltd., Yichang 443000, China) Abstract: According to the operating conditions of the Yichang Food Waste Project during one year of stable operation, this study analyzes the production data. The analysis indicators include not only the content of volatile solids (VS), but also the pH, temperature, daily biogas production and methane content o£ the anaerobic fermentation system. The organic load of the two anaerobic fermentation systems is between 1.02 〜 3.08 kgVS/(m3 • d), the biogas production rate is maintained at 651.34 ~ 2 371.03 Nm3/tVS, and the methane production rate is maintained at 312.71 ~ 1 493.75 Nm3/tVS. The best operating parameters are as follows: the organic load is 1 〜 2 kgVS/(m3 ■ d), the anaerobic fermentation temperature is 34 ~ 35 乞,and the pH is between 7.6 〜7.8. Keywords: food waste; medium temperature; anaerobic fermentation; biogas
厌氧发酵技术处理餐厨垃圾产沼气的研究

厌氧发酵技术处理餐厨垃圾产沼气的探究近年来,随着城市化进程的加快和人口的增加,餐厨垃圾的处理成为一个日益突出的问题。
餐厨垃圾中富含有机废弃物,破坏环境并对人体健康带来恐吓。
厌氧发酵技术作为一种高效处理餐厨垃圾的方法被广泛探究和应用。
本文旨在探讨,并介绍该技术的原理、方法以及在实际应用中的优势。
一、引言随着人们生活水平的提高和城市化的进程,城市的餐饮业蓬勃进步,餐厨垃圾的数量激增。
餐厨垃圾中含有大量的有机物质,若果无法有效处理,会对环境和人体健康造成极大的危害。
因此,寻找一种高效、经济的餐厨垃圾处理方法成为亟待解决的问题。
二、厌氧发酵技术的原理厌氧发酵技术是一种生物处理技术,通过利用微生物在缺氧条件下对有机废弃物进行代谢和分解,产生沼气和有机肥料。
厌氧发酵的基本原理是微生物通过一系列的代谢过程将有机物质转化为沼气。
在缺氧条件下,厌氧菌通过发酵过程将有机废弃物中的碳水化合物、蛋白质和脂肪等转化为沼气主要成分甲烷和二氧化碳。
同时,还会生成一些有机酸和其他代谢产物。
三、厌氧发酵技术的方法厌氧发酵技术的方法包括反应器选择、菌种选择和操作条件控制等方面。
反应器的选择可以依据餐厨垃圾的性质和处理规模来确定。
常见的反应器包括完全混合反应器、序列反应器和固定床反应器等。
菌种选择是关键的一步,合适的菌种能够提高发酵效果和产沼气量。
同时,确保反应器内的环境条件也是分外重要的,包括温度、PH值和有机物浓度等。
四、厌氧发酵技术在实际应用中的优势厌氧发酵技术作为一种高效处理餐厨垃圾的方法具有许多优势。
起首,该技术能够将餐厨垃圾转化为可再生能源沼气,既能够用于发电和取暖等,也可以作为交通燃料使用。
其次,厌氧发酵过程中还能够产生有机肥料,可以用于农业生产,提高土壤肥力。
此外,该技术可以缩减餐厨垃圾的体积,降低垃圾运输成本,缩减对垃圾填埋场的依靠。
五、结论厌氧发酵技术作为一种处理餐厨垃圾的方法在实际应用中显示出了明显的优势。
通过合理选择反应器、菌种和控制操作条件等方面的改进,可以进一步提高处理效果和产沼气量。
餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的初步探究

餐厨垃圾有机物含量、 油脂含量高、 营养丰富 , 具有很大的利用价值[ 1 】 , 但若处理不 当, 会直接危 害环境和人群健康。加强对餐厨垃圾进行无害化、 资源化处理和利用 , 对实现我 国的循环经济 目标有 重 要意 义 。 目前 有 大量文 献 报道 了餐 厨垃圾 的理 化 性质 L 2 】 、 厌 氧处 理 的影 响 因素 、 产沼条件[ 3 ] 、 产
中田分类号 : 0 2 3 6 文 献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 9 - 2 7 1 4 ( 2 0 1 5 ) 0 1 . 0 0 9 6 . 0 4
d o l : 1 0 . 3 9  ̄ 9 / 1 . i 鼹n . 1 O 0 9— 2 f 7 1 4 . 2 0 1 5 . 0 1 . 0 2 3
第3 5卷 第 1期
湖北师范学 院学报 (自然科学版 )
J o u na r l o f H u b e i N o r ma l U n i v e r s i t y( N a t u r a l S c i e n c e )
V0 1 . 3 5 No .1, 2 01 5
5 ) 实 验装 置 t 自制 实验 装置 , 见图 1 .
图 1 餐 厨 垃 圾 发 酵 实验 装 置
利 用餐 厨 垃圾 进行 厌 氧发酵 产 生沼气 的 实验装 置 由三 部分 组成 , 即发 酵瓶 、 集气 瓶 和集水 瓶 。发
酵瓶用来装发酵原料和接种物 , 是沼气产生场所 ; 集气瓶盛装 0 . 1 m o L / L的 N a O H饱和食盐水, 收集从 发酵瓶 中逸出的沼气 , 装置后面为集水瓶 。因为本实验是在 3 7  ̄ C的恒温条件下进行发酵 , 所 以实验
碱性饱和食盐水配制方法 : 向热水 中加食盐搅拌溶解至饱和 , 待冷却后加入 N a 0 H, 调节 N a O H的浓
厨余垃圾厌氧消化技术研究(全文)

厨余垃圾厌氧消化技术研究(全文) XX:X705XX:AXX:1674-9944(2021)07-0132-021 厌氧消化的基本原理厨余垃圾是家庭、餐饮服务业的固体废物的统称,其在城市生活垃圾中占的比例很大[1]。
厨余垃圾含水率多在85%~90%,因此在采纳焚烧处理时,由于热值偏低,往往需要额外添加燃料,如果参与填埋处理,则高的有机物含量又会产生大量COD值极高的渗滤液,难以处理,且填埋条件下产生的甲烷是一种温室气体,如不能有效收集,则对环境带来更大的负面影响。
因此应将其从城市生活垃圾中分离,并采纳合适的方法处理。
在对厨余垃圾进行处理的众多技术中,厌氧消化具有明显优势,如污泥产生量小,能耗低,运行费用小,占地面积小,并且能产生甲烷或者有机酸等产物,且具有一定经济效益。
[2]对厌氧消化原理的研究,经历了一个不断深入的过程。
由最初的两阶段理论,到三阶段理论再到三阶段四类群理论。
在厨余垃圾等复杂的有机废物在厌氧条件下,难溶的大分子有机物被分解为可溶的小分子脂肪酸,然后在产酸菌的作用下,被转化为乙酸,丙酸,氢气等。
在这个过程中,专性产乙酸产氢菌会利用其他有机酸生成乙酸和氢气,最后在产甲烷菌的作用下,将乙酸和氢气转化为甲烷。
对厨余等复杂有机废物,水解阶段往往是整个反应的限速阶段[3]。
2 影响因素2.1 底物特性底物的不同对厌氧消化的结果有较大影响,在厌氧消化过程中,为了满足整个微生物种群的生长代谢,需要一定量的营养物质,主要是需要保持碳、氮、磷等元素的比例合适。
氮元素含量过高,会导致溶液中氨氮浓度过高,从而对厌氧消化过程产生抑制效应[4],而氨氮浓度过低,则不能为微生物细胞生长提供必要的营养。
在厨余垃圾厌氧消化的过程中,有时为了调整底物的营养组成,往往采取将厨余垃圾与污泥联合消化的方式,可以取得更好的消化结果。
底物的颗粒粒径也是影响厌氧消化的一个主要因素,由于水解阶段往往成为厨余垃圾厌氧消化全过程的限速步骤,因此促进水解反应的进行,对改进厌氧消化的效果是有利的。
餐厨垃圾特性及厌氧消化产沼性能研究的开题报告

餐厨垃圾特性及厌氧消化产沼性能研究的开题报告题目:餐厨垃圾特性及厌氧消化产沼性能研究一、研究背景和意义随着城市化进程的加快和生活水平的提高,餐厨垃圾的产生量大幅度增加,成为城市环境管理的一个难题。
而餐厨垃圾中含有大量易腐有机物,如果不进行处理,不仅会占用垃圾填埋场的空间,还会产生大量的渗沥液,对地下水造成污染。
与此同时,厌氧消化产沼技术已经被广泛应用于有机废物处理和能源开发领域,特别是在处理餐厨垃圾方面,具有很大的潜力。
该技术可以将有机废物转化为可用的甲烷气体和有机肥料,使废物得以转化并利用。
因此,对餐厨垃圾的特性及其厌氧消化产沼性能进行研究,有助于有效的处理和利用这些废物。
二、研究内容和方法本研究将以某个城市的餐厨垃圾为研究对象,通过采集样品进行实验室分析,研究餐厨垃圾的基本特性,如其水分、有机物含量、碳氮比等。
同时,利用厌氧消化器对餐厨垃圾进行处理,并通过监测产沼气量和化学需氧量的变化,研究餐厨垃圾的厌氧消化产沼性能,分析影响产沼气量的因素。
在实验数据的基础上,建立数学模型,预测一定条件下产沼气的产量。
三、研究预期结果本研究预期通过实验数据分析、数学模型及实验效果评估,得出以下预期结果:1.餐厨垃圾的水分、有机物含量、碳氮比等基本特性;2.厌氧消化器处理餐厨垃圾的产沼性能,分析影响产沼气量的因素;3.预测一定条件下产沼气的产量,提出建议方案。
四、研究进度安排本研究的进度安排如下:第一阶段:文献综述;第二阶段:餐厨垃圾样品采集及实验室分析;第三阶段:厌氧消化器试验及监测数据分析;第四阶段:数学模型建立及产沼气量预测;第五阶段:撰写论文,答辩及评价。
五、参考文献1.陈希.厨余垃圾厌氧消化技术研究[J].环保科技,2015,(增刊):232-234.2. 张明,杨志远.厨余垃圾厌氧消化产沼技术[J]. 城市环境与市容,2017,(10):121-123.3. 王超.厨余垃圾厌氧消化技术[J]. 化工环保,2015,(11):126-129.4. 张三,李四.餐厨垃圾处理技术研究现状及发展趋势[J].环境科学,2016,(2):523-526.。
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餐厨垃圾厌氧发酵特性研究摘要:为了实现餐厨垃圾的资源化利用,解决日益严重的餐厨垃圾处理问题,我们以南阳师范学院食堂餐厨垃圾为原料,通过检测分析pH、VFA、产气量等指标,讨论酸化过程及各指标对系统厌氧发酵产沼气性能的影响,得出餐厨垃圾厌氧发酵最佳工艺条件,从而更好的对餐厨垃圾进行厌氧发酵的处理,达到使垃圾减量,环境污染减少的目的。
关键词:餐厨垃圾;厌氧发酵;沼气;影响因素;资源化OF EAT HUTCH GARBAGE ANAEROBIC FERMENTATIONCHARACTERISTICS RESEARCHAbstract:in order to achieve the eat hutch garbage recycling use, the growing problem of eat hutch garbage disposal, and we are in the dining room to eat hutch garbage in nanyang normal university as a raw material, through the analysis of the tes t in dices such as pH, VFA, gas production, acidification process are discussed and the indexes of anaerobic fermentation bio-gas production performance of the system, the optimum technological conditions of eat hutch waste anaerobic fermentation, thereby better to eat hutch waste anaerobic fermentation processing, to make waste reduction, reduce environmental pollution.Key words: eat hutch garbage; Anaerobic fermentation. Bio-gas; Influencing factors; Resource recovery1餐厨垃圾概述1.1餐厨垃圾来源餐厨垃圾又称泔脚,是家庭、饮食单位抛弃的剩饭剩菜以及厨房余物的统称,也是城市生活垃圾的重要组成部分[1]。
餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种,其成分复杂,主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。
我国餐厨垃圾数量十分巨大,并呈快速上升趋势。
1.2餐厨垃圾的特性1.2.1危害性极易变质、腐烂、发酵,滋生蚊蝇,产生大量毒素及散发恶臭气体,污染水体和大气,直接排入下水道还会引起下水道堵塞;来源复杂,含有各种细菌和病原菌,可能因食物链危害人体健康;派生的“潲水油”极易产生致癌物质—黄曲霉素,对人体健康造成严重危害。
1.2.2资源性与其他垃圾相比,有含水率、有机物含量、盐分及油脂含量高,营养元素丰富等特点,具有很大的回收利用价值[2]。
目前我国仅泔脚产生量就超过20000t/d,上海市的泔脚产生量已达1300t/d。
如果能得到有效处理和合理利用,其将是一批可观的资源。
1.3餐厨垃圾厌氧发酵技术研究1.3.1厌氧发酵的原理厌氧发酵是废物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化,同时伴有甲烷和CO2产生。
人们把厌氧发酵过程简单的分为酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。
其中酸性发酵阶段是指发酵细菌将大分子有机物降解为脂肪酸、醇类、氢气等产物;碱性发酵阶段是指发酵细菌将上一阶段产生的脂肪酸、醇类、氢气等底物转化成甲烷和二氧化碳[3]。
1.3.2厌氧发酵处理的意义餐厨垃圾含水率高、成分复杂、高温条件下易腐,且容易产生蚊蝇等,而目前国外的处理方式依然是以填埋或焚烧为主,对环境造成了极大的污染,而国内餐馆的餐厨垃圾则大多数被直接用作动物饲料,造成病菌传播。
如果各大餐馆和食堂能将餐厨垃圾就地进行能源化处理,既可以为餐馆、食堂提供大量的能源,变废为宝,同时也可以使垃圾大大减量,减少对环境的污染。
如果能很好地处理餐厨垃圾,必将带来良好的经济效益和社会效益。
同时,由于餐厨垃圾具有很高的产沼气能力,厌氧处理可产生大量沼气,沼气是一种清洁的可再生能源,可用于发电和做燃,并且系统全封闭而无异味,利用厌氧发酵法将其资源化是一种最环保、又能创造效益的方法。
1.3.3餐厨垃圾厌氧发酵处理的技术研究现状由于餐厨垃圾传统处理方法的技术缺陷,造成了环境的二次污染,且浪费了大量的资源。
随着环保法律法规的修改,各国纷纷调整了传统的餐厨垃圾的处理处置方法,很多学者将餐厨垃圾处理的研究重点转向了对环境污染少、资源化的厌氧发酵产沼气的技术上来。
大量研究主要集中在餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的可行性、通过原料的预处理提高转化效率以及发酵反应工艺条件的优化三个方面[4]。
2餐厨垃圾厌氧发酵实验设计2.1 实验材料餐厨垃圾:采自南阳师范学院中餐厅和西餐厅,搅拌均匀后,用搅碎机搅碎至颗粒粒径小于5mm的糊状物,并于-5℃下保存待实验。
接种物:南阳市污水处理厂厌氧段的污泥,为黑色絮状物。
取回后,用塑料瓶密封静置1d,分层后,取下层污泥作为接种物,见表1。
餐厨垃圾与污泥的性质表1TS (%)VS(%TS)灰分(%TS)C/N(%)PH中餐厅16.05 92.29 7.8 22.35 5.7西餐厅15.45 88.99 11.02 20.10 5.7接种污泥13.91 51.17 48.81 12.14 6.52.2 实验装置实验装置包括1L的厌氧发酵罐、1L的集气瓶以及500mL的量筒三个部分。
(见下图)1、采用三组恒温水浴器,温度分别控制在低温(20±1)℃,中温(35±1)℃,高温(55±1)℃。
2、发酵罐内放置餐厨垃圾和接种污泥,罐口用带有出气孔的橡胶塞密封,每次调节pH值后通过出气孔向发酵瓶中通入N2以维持发酵瓶内的厌氧环境。
发酵罐中产生的气体经玻璃导管排入集气瓶。
3、发酵瓶与集气瓶之间的止水夹(待发酵产生的气体到常温后再打开),发酵瓶与集气瓶之间的阀门为气体采样点,定时测量系统产气量、pH值和VFA值。
4、集气瓶中盛有浓度为3%的NaOH溶液,其作用是吸收气体中的酸性组分(CO2和H2S),实验采用液体排气法测量产气量,量筒的读数即为产生的甲烷体积。
5、每天手动搅拌两次,每次5min,使发酵液的均匀混合。
实验装置图2.3 实验方法实验采用手工分选,将南阳师范学院中餐厅和西餐厅搜集来的餐厨垃圾跳出骨头、勺子、筷子、纸巾等杂物,再采用绞肉机绞碎至1~5mm,以增大样品表面积。
取处理后的餐厨垃圾样品200g(湿基)于反应器中,后加入相应质量的接种物和水,以调节合适的接种率和含固率。
反应器置于恒温水浴锅中,反应过程中每隔一天,测定发酵液的pH并作相应的调节。
(1)正交试验。
实验采用L9(34)正交表,选定温度、含固率、接种率和pH为考察因子,进行4因素3水平正交试验。
实验以沼气的产量为评价指标,且不考虑因子间的交互作用,实验因素水平设置,见表2。
正交试验因素水平表表2水平因素温度(A)/℃含固率/%接种率/%PH1 低温20 8 10 62 中温35 12 20 73 高温55 16 30 8实验中接种率采用固体比:污泥干重/(污泥干重+餐厨垃圾干重),各组实验均采用200g餐厨垃圾,根据接种率和含固率的不同调节水分和接种物质量。
为保证实验的顺利进行,向发酵液中添加恰当的Ca(OH)2。
(2)温度的影响实验本实验以温度为变量,选取15℃,25℃,35℃,45℃和55℃,在五个实验装置中同时进行。
各个实验装置均按照餐厨垃圾200g,含固率8%,接种率30%的配制,进行为期30天的厌氧发酵反应。
实验的前五天,每天调节pH至7,第6d至第15d两天调节一次,第16d至第30d每4d调节一次。
以沼气产量为考察指标,分析温度对沼气产量的影响。
(3)pH的影响实验本实验以pH为变量,选取5,6,7,8,9,在五个实验装置中同时进行。
各实验装置均按照餐厨垃圾200g,含固率8%,接种率30%的配制,在高温55℃下进行为期30天的厌氧发酵反应。
每天通过添加碱、酸等物质调节发酵液pH至实验值。
以沼气产量为考察指标,分析pH对沼气产量的影响。
(4)接种率的影响实验本实验以接种率为变量,沼气产量为考虑指标,考察接种率对沼气产量的影响。
各实验装置均按照餐厨垃圾200g,含固率8%,以接种率为5%,10%,15%,20%,25%,30%,35%的比例分别配制,在7个实验装置中同时进行。
在高温55℃下进行为期30天的厌氧发酵反应。
实验的前五天,每天调节pH至7,第6d至第15d两天调节一次,第16d第30d每4d调节一次。
2.4指标测定(1)沼气产量:采用排NaOH溶液法记录各工艺条件下的沼气产量。
(2)pH值:采用pH计,每两天测定一次。
(3)TS:烘干法3餐厨垃圾厌氧发酵实验结果与分析3.1正交试验研究3.1.1正交实验结果不同条件下的总累计产气量表3实验号温度(A)含固率(B) 接种率(C) pH(D)产沼气量/℃/% /% (m L·g-1)1 20 8 10 6 58.02 20 12 20 7 75.13 20 16 30 8 52.74 35 8 20 8 73.75 35 12 306 104.36 35 16 107 1187 55 8 30 7 633.88 55 12 10 8 185.09 55 16 20 6 216.9K1 61.9 255.2 120.3 126.4K2 98.7 121.5 121.9 275.6K3 345.2 129.2 263.6 103.8R 283.3 133.7 143.3 171.8注:K1,K2及K3均为平均值,R为极差分析正交试验,得出以下结论:(1)由表3中极差的大小可以直观判断出各因素对沼气产量影响的主次顺序为:温度(A)>pH(D)>接种率(C)>含固率(B)。
(2)餐厨垃圾厌氧发酵产沼气的因素最佳组合为:(温度55℃)+(接种率30%)+(含固率8%)+(pH=7)(即A3B1C3D2)。
3.1.2方差分析鉴于本正交试验设计的正交表未设置空列,故根据指标的不同,选择四因素中偏差平方和最小者为误差列。
由方差分析表表4可知,含固率一项的偏差平方和明显偏小,所以选用含固率的偏差平方和作为误差平方和,含固率的偏差平方和对应的自由度为误差平方和的自由度。