城市污泥厨余垃圾混合厌氧发酵VFAs预处理固液分离硕士论文

城市污泥添加厨余垃圾厌氧发酵产挥发性脂肪酸的研究
【关键词】 城市污泥; 厨余垃圾; 混合厌氧发酵; VFAs; 预处理; 固液分离;
【英文关键词】 sewage sludge; kitchen wastes; mixed anaerobic fermentation; VFAs;
pretreatment; solid-liquid separation;
【中文摘要】 城市污泥污染已经成为中国亟待解决的一个重大环境问题,采用厌氧发酵方法
生产挥发性脂肪酸(VFAs)并进一步生产高附加值产品是实现污泥资源化利用的一条重要途
径。在污泥中添加适量的厨余垃圾后厌氧发酵产挥发性脂肪酸可以明显提高VFAs的产量和
底物的降解水平。为了考察污泥添加厨余垃圾发酵生产VFAs的特征以及预处理技术对发酵
的影响,本研究在前期实验室研究的基础上,在25 L规模的厌氧发酵罐上对污泥添加厨余垃
圾发酵产VFAs进行了研究,全文研究内容如下： (1)厨余垃圾按总固体(TS)浓度为1：3的
比例添加进污泥中进行厌氧发酵,考察了混合物不同TS浓度下厌氧发酵产VFAs的情况。结
果显示添加厨余垃圾之后VFAs的累积量最高可达17.62g/L。综合产VFAs效果、底物降解
效果和产率等情况,建议在较大规模的生产过程中选择130g/L的TS浓度为较合适的发酵产
VFAs的底物浓度。对不同发酵底物浓度和产VFAs速率进行了初步的动力学研究,用Monod
方程较好地拟合了产酸动力学过程,并得到动力学方程μ=(0.114·S)(281.764+S)(Ks：
281.76g/L,μmax：0.114 g/h)。 (2)利用高压...
【英文摘要】 The pollution from sewage sludge has become a very serious and important
environmental problem in China. Production of volatile fatty acids (VFAs) by anaerobic
fermentation and further production of value added products by VFAs is one of potential strategies
to realize the reuse and resource of the sewage sludge. Addition of kitchen wastes into the sewage
sluge can enhance the VFAs production and substrate degradation efficiency during the anaerobic
fermentation. In order to characterize the VFAs production...
摘要 3-4
Abstract 4-5
目录 6-9
第一章 绪论 9-17
1.1 城市污泥的产生、处理和处置现状 9-11
1.1.1 城市污泥的现状及危害 9
1.1.2 城市污泥的处理处置现状 9-11
1.2 厌氧发酵技术在城市污泥处理处置中的应用 11-14
1.2.1 厌氧发酵技术过程 11
1.2.2 城市污泥厌氧发酵产VFAs 11-12
1.2.3 城市污泥厌氧发酵产酸的影响因素 12-14
1.3 城市污泥厌氧发酵产VFAs技术的改善措施 14-15
1.3.1 污泥添加厨余垃圾混合发酵 14
1.3.2 城市污泥预处理技术 14-15
1.4 本论文的主要研究内容 15-17
第二章 总固体浓度对城市污泥添加厨余垃圾混合厌氧发酵产VFAs的影响 17-25
2.1 引言 17
2.2 材料与方法 17-19
2.2.1 发酵底物的来源、性质及接种污泥的驯化 17-18
2.2.2 实验方法 18
2.2.3 动力学分析方法 18
2.2.4 分析方法 18
2.2.5 污泥有机酸产率和转化率的计算 18-19
2.3 结果与讨论 19-23
2.3.1 不同TS浓度下酸的累积和产率及转化率的变化 19-20
2.3.2 不同TS浓度下SRT对酸组成及VS降解率的影响 20-22
2.3.3 不同TS浓度下固液相间总氮的转移 22
2.3.4 不同TS浓度下发酵结束时底物中的N、P的浓度 22-23
2.3.5 发酵过程的动力学研究 23
2.4 结论 23-25
第三章 预处理对污泥性质的影响 25-31
3.1 引言 25
3.2 材料与方法 25-26
3.2.1 发酵底物及接种污泥的来源及性质 25
3.2.2 实验方法 25-26
3.2.3 分析方法 26
3.2.4 计算方法 26
3.3 结果与讨论 26-30
3.3.1 等离子体预处理技术对污泥有机质融出率的影响 26-27
3.3.2 热-碱预处理技术对不同底物污泥有机质融出率的影响 27-29
3.3.3 热-碱预处理技术对污泥固相和液相成分的影响 29-30
3.4 结论 30-31
第四章 热-碱预处理对污泥发酵产VFAs的影响 31-37
4.1 引言 31
4.2 材料与方法 31-32
4.2.1 发酵底物及接种污泥的来源及性质 31
4.2.2 实验方法 31
4.2.3 分析方法 31-32
4.3 结果与讨论 32-36
4.3.1 热-碱预处理技术对污泥发酵产VFAs的影响 32-33
4.3.2 热-碱预处理后发酵产VFAs的组成和单酸产率的变化 33-35
4.3.3 污泥发酵过程中蛋白质和碳水化合物的变化 35-36
4.4 结论 36-37
第五章 城市污泥和厨余垃圾混合厌氧发酵产VFAs的固液分离 37-43
5.1 引言 37
5.2 材料与方法 37-38
5.2.1 发酵液 37
5.2.2 固液分离方法 37-38
5.2.3 分析方法 38
5.2.4 计算方法 38
5.3 结果与讨论 38-41
5.3.1 发酵液用滤布过滤时滤液量的变化 38-39
5.3.2 采用不同过滤方法过滤不同发酵液所得固液两相成分的变化 39-40
5.3.3 纯污泥和污泥厨余混合物预处理发酵后VFAs的得率 40-41
5.4 结论 41-43
第六章 结论 43-44
致谢 44-45
参考文献