餐饮废弃物沼气发酵特性研究

【摘要】：随着我国餐饮业的迅猛发展，餐饮废弃物的种类和数量迅速增加，在城市生活垃圾中占的比重越来越大，如何防治餐饮废弃物在产生、运输、存放、处置等环节对周围环境造成的污染，逐渐成为环保部门重点考虑的问题。 餐饮废弃物普遍具有含水率高、固相中有机质成分含量高的特点，在合适的条件下，可以成为微生物维持生命代谢活动良好的生长基质。沼气工程具有废弃物资源化利用的优点，且过程的耗能较低。因此，沼气发酵工程是解决餐饮废弃物处置难题的合理途径，近年来逐渐成为该领域的研究热点。 本文通过设计大量的试验，分析了餐饮废弃物基本组分的产气规律，研究了不同原料配比对餐饮废弃物厌氧发酵产气量和甲烷含量的影响；对餐饮废弃物沼气发酵的产气特性和工艺条件进行了研究，研究了添加尿素质量分数、接种率、含水率对餐饮废弃物沼气发酵产气效果的影响；通过二次旋转组合试验，建立了餐饮废弃物沼气发酵条件的数学模型，利用二次回归分析，获得了沼气发酵过程总产气量的优化条件，为餐饮废弃物规模化沼气利用提供了理论支持。 本文得到了以下结论： (1)不同餐饮废弃物成分组合的沼气发酵产气特征差异性明显。在模拟现实餐饮废弃物的29组试验中，总产气量极差为3985mL，单位总固体量产气率极差为0.051L/g，同日甲烷含量极差为49.9%。发酵总过程中第10组的累计产气量、产气率和稳定产气阶段甲烷含量最高，分别为8400mL、140.94mL/g和49.9%，表明餐饮废弃物高温厌氧发酵的最佳原料配比为m(米饭):m(餐巾纸):m(熟肉)=4:4:2。 (2)添加适量尿素可明显增大餐饮废弃物的水解程度，提高沼气发酵过程的产气效率。经过对pH值、挥发性脂肪酸(VFAs)浓度、甲烷体积分数、累计产气量等产气特性的综合比较，质量分数为1.25%左右的尿素添加组发酵效果最好。 (3)增大接种率可以缩短沼气发酵过程进入产甲烷阶段的时间，但是在发酵原料相等的条件下，过高的接种率反而会降低微生物的利用效率，导致产气量变小。试验表明，接种率为50%左右时，沼气发酵的产气量、稳定阶段沼气产量均为最高。 (4)含水率对餐饮废弃物沼气发酵产气的影响主要体现在产气峰值出现的时间和稳定产气阶段的持续时间上，在发酵其它时段的差异性不大。试验表明，含水率为90%时，总产气量、稳定阶段产气量最高。 (5)选取餐饮废弃物尿素质量比、接种率、含水率为影响因素、通过二次通用旋转组合设计试验，利用3因素5水平的响应面分析法得到各因素对沼气发酵总产气量的效应的回归模型，得到了餐饮废弃物沼气发酵的最优工艺参数为：餐饮废弃物尿素质量比85.62、接种率50.15%、含水率92.39%。 【关键词】：餐饮废弃物 厌氧发酵 响应面分析 沼气
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X705
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 餐饮废弃物特性综述11-12
• 1.2.1 国内餐饮废弃物的现状11-12
• 1.2.2 餐饮废弃物的特征12
• 1.2.3 餐饮废弃物的危害12
• 1.3 餐饮废弃物资源化利用的研究进展12-15
• 1.4 沼气发酵技术15-18
• 1.4.1 餐饮废弃物沼气发酵的试验研究15-16
• 1.4.2 餐饮废弃物沼气发酵的技术应用16-18
• 1.5 研究内容及技术路线18-21
• 1.5.1 研究内容18-19
• 1.5.2 技术路线19-21
• 第二章 不同原料配比对餐饮废弃物沼气发酵产气效果的研究21-30
• 2.1 材料与方法21-24
• 2.1.1 试验装置21
• 2.1.2 试验材料21-22
• 2.1.3 设备与试剂22
• 2.1.4 试验方案设计22-23
• 2.1.5 分析方法23-24
• 2.2 结果与分析24-29
• 2.2.1 不同原料配比对餐饮废弃物厌氧发酵产气量的影响24-28
• 2.2.2 不同原料配比对餐饮废弃物沼气发酵甲烷含量的影响28-29
• 2.3 小结29-30
• 第三章 餐饮废弃物沼气发酵工艺与主要影响因素研究30-47
• 3.1 材料与方法30-33
• 3.1.1 试验装置30
• 3.1.2 试验材料30-31
• 3.1.3 试验药品与设备31
• 3.1.4 试验方案及设计31-33
• 3.1.5 分析方法33
• 3.2 结果与分析33-45
• 3.2.1 添加尿素配比对餐饮废弃物两步沼气发酵产气效果的影响33-39
• 3.2.2 接种率对餐饮废弃物沼气发酵产气效果的影响39-42
• 3.2.3 含水率对餐饮废弃物沼气发酵产气效果的影响42-45
• 3.3 小结45-47
• 3.3.1 添加尿素质量分数对餐饮废弃物沼气发酵影响试验的结论45
• 3.3.2 接种率对餐饮废弃物沼气发酵影响试验的结论45-46
• 3.3.3 含水率对餐饮废弃物沼气发酵影响试验的结论46-47
• 第四章 餐饮废弃物两步沼气发酵总产气量的回归分析47-56
• 4.1 材料与方法47-48
• 4.1.1 试验材料、装置及分析方法47
• 4.1.2 试验设计47-48
• 4.2 结果与分析48-56
• 4.2.1 餐饮废弃物厌氧发酵总产气量回归模型的建立与分析48-56
• 第五章 结论与展望56-58
• 5.1 研究结论56-57
• 5.2 展望57-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 个人简历62

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

BMW厌氧消化过程中产气性能影响因素研究    金杰;吴克;蔡敬民;俞志敏;Michael Nelles;Martin Faulstich;

厨余有机垃圾产沼量的条件分析研究    文科军;杨丽;

生物柴油的研发现状与展望    李先文;郑威;

原料比例和pH值对厨余垃圾和废纸联合厌氧消化的影响    李东;孙永明;袁振宏;张宇;孔晓英;李连华;

餐厨垃圾厌氧发酵特性的研究    王延昌;袁巧霞;谢景欢;郭聪颖;

高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用    席北斗,刘鸿亮,孟伟,李捍东,王庆生

热水解预处理改善污泥的厌氧消化性能    王治军,王伟

高温好氧处理厨余的工艺研究    曹萍,陈绍伟

上海市泔脚垃圾的处理及管理    孙向军,冯蒂,吴冰思,黄兴华,杨承休,秦峰

餐厨垃圾资源化技术现状及研究进展    谢炜平;梁彦杰;何德文;邹原;

泔脚废物厌氧两相发酵工艺及其矿化垃圾协同生物产氢过程研究    钱小青

浅谈地埋式污水处理系统及其应用    方文秀;

我国城市生活垃圾堆肥农用处理技术研究进展    袁芳,杨朝晖

有机固体废弃物厌氧发酵处理的研究进展    左秀锦;巩潇;曹建明;苏荣梅;王永波;

废水生物处理法及在贵阳污水处理中的应用研究    孟君;

硫酸氢钾和氢氧化钠二步法催化潲水油制备生物柴油    蔡新安;

基于接种物的厨余垃圾厌氧发酵处理技术研究进展    赵宋敏;李定龙;王晋;马建锋;戴肖云;

生物有机肥发酵参数优化研究    刘秀春;王炳华;

太阳能-生物反应器处理厨余垃圾的研究    张玉成;朱建林;李兵;

餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷综述    任维琰;李勇;顾广发;

鸡粪好氧堆肥腐熟度的研究    桂文龙;刘俊栋;潘亚洲;浦凌飞;

秸秆、蓝藻和餐厨废弃物等生物质资源化利用的进展与探讨    翟志军;李俊;陈祥松;吴金勇;姚建铭;

不同原料配比对餐饮废弃物高温厌氧发酵的影响    常国璋;席新明;郭康权;杨秀生;

秸秆类高C/N原料厌氧产甲烷条件初探    艾平;晏水平;王媛媛;王殿龙;张衍林;

DGGE技术分析接种菌剂在猪粪堆肥中的动态变化    王芳;倪学勤;曾东;马志勇;

污泥堆肥化技术研究进展    谢佳;徐惠风;

大力发展生物柴油 切实推进环境保护——生物柴油产业的前景与发展对策    惠秀娟;曹向宇;田亚男;武威;

复合微生物菌剂的研究应用现状    李清华;吴昊;

生物基汽油添加剂摩擦性能实验研究    姚春德;黄钰;周红秀;刘小平;

蔬菜废弃物无害化处理农药残留量变化研究    和丽忠;陈喜;陈锦玉;佴注;米艳华;张晓林;

利用废次烟草生产生物有机肥的工艺研究    张志玲;刘萍;孙君社;艾继涛;

固体酸碱催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用    高登征

低C/N比污水间歇曝气MBR脱氮研究    陆谢娟

内循环三相流化床生物高效降解炼油污水技术研究    秦统福

厨余物厌氧产氢过程控制因素优化研究    赵明星

啤酒厂剩余污泥堆肥高效菌群构建及其新型堆肥工艺研究    潘飞

预处理后剩余污泥中温两相厌氧消化效能研究    李广

利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究    冯大伟

中国木本油料能源树种资源开发潜力与产业发展研究    刘轩

餐厨垃圾制沼及膜法沼气提纯一体化系统设计及理论研究    尼姝丽

不同生态因子下LMBR处理制药废水运行效能及数学模型    白羽

旋流内循环厌氧反应器(EIC)处理酒精废水的试验研究    丁玉

一种新型厌氧化反应器的研制与启动试验研究    孙延格

几种工业废水处理方法的研究    赵婷婷

利用复合微生物菌剂发酵猪粪生产生物有机肥工艺条件研究    王维

污泥的结合水测量和热水解试验研究    谢浩辉

味精废液控制堆肥过程中氮素损失效果研究    孔海民

温度—水流耦合作用下煤矸石内污染物传输动力学行为研究    龚龙飞

α-淀粉酶预处理对城市生活垃圾厌氧消化的影响研究    邹成鸿

UASB反应器处理沤制亚麻废水的动力学研究    胡成亮

城市污泥添加厨余垃圾厌氧发酵产挥发性脂肪酸的研究    张莉

厨余垃圾堆肥蓬松剂技术研究    席北斗,刘鸿亮,孟伟,黄国和,秦肖生

设施蔬菜面临的污染问题及对策    瞿晓苍

饮食业有机垃圾的产生现状及处理技术研究    任连海,曹栩然

糖蜜酒精废水两相UASB处理有机物去除特征    张仁江,张振家,谷成,张虹,戴树桂

垃圾填埋场稳定化及其研究现状    王罗春,赵由才,陆雍森

当代城市生活垃圾处理技术现状与展望——兼论中国城市生活垃圾对策视点的调整    吴玉萍,董锁成

固定化脂肪酶催化高酸废油脂酯交换生产生物柴油    陈志锋;吴虹;宗敏华;

生物技术在石油工业中的应用    张楠;宋世远;杨长江;

蚯蚓处理垃圾及产业化问题的探讨    霍维周,丁雪梅

国内外厨余垃圾现状及处理技术    严太龙,石英

废食用油的燃料化机理及其燃烧性能的研究    王延耀

DASB、W-SFCW特性及联合工艺处理生活污水的研究    何成达

厌氧发酵液的抗病防虫机理及其应用技术研究    李正华

农业有机废弃物厌氧发酵生物制氢研究    刘宝敏

NaCl胁迫对黄瓜种子萌发及幼苗生理特性的影响    杨秀玲

城镇有机垃圾厌氧发酵中有机酸及氨氮抑制效应研究    周晓臣

芭蕉芋燃料乙醇固态发酵工艺技术研究    朱作华

我国秸秆沼气预处理技术的研究及应用进展    焦翔翔;靳红燕;王明明;

关于中国型沼气池沼气发酵的研究(文献综述)    吴金鹏;

关於温度对沼气发酵的影响    李存烈;

接种量对红薯酒糟沼气发酵的影响    李美群;熊兴耀;谭兴和;邓洁红;周红丽;彭丹;唐艳红;张艳艳;

沼气干发酵技术研究进展    李强;曲浩丽;承磊;张云飞;贺静;陈永生;尹小波;

秸秆-酒糟混合液厌氧发酵产沼气的初步研究    郭婷;徐帅;吕孝宇;于傲天;童志平;孟涛;

卫生杀虫剂对沼气发酵影响的实验观察    徐汉顺，颜维安，杭德荣，蒋同昌

几种生物质原料厌氧发酵制取沼气能量转换效率的比较    张庭婷;李嘉薇;王双飞;

微生物菌剂促进秸秆发酵产沼气试验研究    袁长波;刘英;姚利;王艳芹;张昌爱;李国生;边文范;

新鲜水葫芦湿式厌氧发酵实验研究    陶亮;陈砺;严宗诚;王红林;岑承志;

沼气发酵对屠宰场混合物的实验研究    阮越强;马煜;张无敌;尹芳;徐锐;李建昌;陈玉保;刘士清;

沼气发酵综合处理养鹅场粪便污水的设计    苏有勇;吴桢芬;孔琳;

消毒剂对养殖场粪污产沼气的影响    张京景;苏有勇;孔琳;陈飞;李昊;

香蕉杆厌氧发酵产沼气的实验研究    张啸;杨斌;马煜;徐锐;尹芳;李建昌;陈玉保;刘士清;张无敌;

象粪中温发酵产沼气的实验研究    杨斌;马煜;张无敌;徐锐;尹芳;陈玉保;李建昌;刘士清;

NaOH预处理对水稻秸秆沼气发酵的影响    覃国栋;刘荣厚;孙辰;

沼气发酵在生态农业中的应用    李顺鹏;何健;崔中利;

小桐子种子半连续沼气发酵的实验研究    薛文俊;马煜;张无敌;尹芳;徐锐;刘士清;李建昌;陈玉保;何福全;

黑曲霉处理稻草秸秆提高沼气发酵产气率的研究    胡晓明;张无敌;高正卿;何桂源;陈勇;和智明;

“三沼”综合利用防治农业面源污染    唐微;伍钧;杨刚;李红霞;

创造适宜的沼气发酵环境    夏娥儿

沼气发酵 细节问题要处理好    成安一中 程增亮

应重视沼气发酵原料预处理    唐山市丰润区新能源办公室 曹新庭

如何制备沼气发酵接种物    巩存忠

高平沼气秸秆气建设稳步推进    张渊夫李强

点燃富民蓝色火焰    司勇

头枕青山不烧柴    熊云

沼肥是个宝 切莫浪费了    通讯员 肖淋文

见识“沼气猪圈”    本报记者　 李先昭 本报通讯员　 张军

沼液在种植业中的应用    

农村沼气生态校园模式及其综合效益评价研究    王兰英

利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究    冯大伟

混合原料沼气厌氧发酵影响因素分析及工艺优化    王晓娇

流域水葫芦控制与利用生态工程研究    陈彬

污水及其碳氢资源回用技术研究    史晓燕

蚯蚓和乳酸菌（L4）对猪粪尿臭气浓度和免疫机能的影响及其机理研究    曾正清

水葫芦厌氧发酵特性及工艺技术研究    叶小梅

沼气液化制取生物质LNG关键技术研究    周淑霞

红菱矿区煤层气藏开发方法研究    陈德民

天然气水合物藏降压开发方案基础研究    刘亚平

餐饮废弃物沼气发酵特性研究    常国璋

低温沼气发酵优良菌系的筛选及优势菌群分析    孔维涛

太阳能热管沼气发酵加热系统研究    杜双力

沼气发酵及分离提纯技术研究    谭风光

棉秆预处理及沼气发酵系统微生物群落多样性研究    白云

棉秆预处理及沼气发酵系统微生物群落多样性研究    白云

高温菌糠沼气发酵的初探及产甲烷菌的分离    路子佳

预处理对小麦秸秆糖化及沼气发酵的影响    杨兴华

消毒剂对沼气发酵影响的试验研究    张京景

金属盐对酒糟基质沼气发酵的影响及沼气发酵污泥（沼肥）的应用研究    杜风光