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餐厨垃圾干发酵水解酸化机制及产气动力学

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文档简介:

环境污染与防治第38卷第9期2016年9月餐厨垃圾干发酵水解酸化机制及产气动力学*冯磊高媛寇宏丽李润东(沈阳航空航天大学能源与环境学院,辽宁省清洁能源联合重点实验室,辽宁沈阳110136)摘要分析了餐厨垃圾干发酵的启动、运行、失衡、恢复及稳定运行全过程中各参数的变化趋势,重点研究了产气特性与挥发性脂肪酸(VFAs)各成分、总固体(Ts)浓度等的关系,并讨论水解酸化机制及产气动力学。结果表明:餐厨垃圾干发酵过程可划分为适应性阶段(o~13d)、启动阶段(14~34d)、抑制阶段(35~72d)和恢复及稳定阶段(73~120d),在恢复及稳定阶段以NaOH稀碱液调节当日回流渗滤液的pH,在72d时pH上升至7.4,产气量明显提高;在98d后TS维持在23%(质量分数)以上,系统日产气量和生物降解率均相对稳定。根据累积产气量数量关系把餐厨垃圾干发酵反应期分为二次函数产气阶段(1~30d)、幂函数产气阶段(31~65d)和线性产气阶段(66~120d)。建立整个实验周期产气率模型,3阶段R2分别为o.9872、0.9521、0.9991,其与实验数据有较好的吻合度。关键词餐厨垃圾干发酵水解酸化机制产气动力学DOI:10.15985/J.cnki.1001—3865.2016.09.012MechanismofhydrolyticacidificationandkineticsofbiogasproductionstudyforkitchenwastedryanaerobicdigestionFENGLei,GAOYuan,KOUHongli,LIRundong.(LiaoningProvinceCleanEnergyKeyLaboratory,CollegeofEnergyandEnvironment,ShenyangAerospaceUniversity,ShenyangLiaoning110136)Abstract:Kitchenwastedryanaerobicdigestion(AD)experimentswereconductedtOstudychangesofvariousmonitoringindicatorsintheentirekitchenwastedryADprocessofstart,operation,imbalanceandstabilization.TheinhibitionthataffectdryADsystemoperation,aswellasfinalstableoperationwereanalyzed,whichfocusedonrela—tionshipbetweenbiogasproductioncharacteristics,compositionofVFAsandTSconcentration.Kineticsofbiogaspro—ductionwasexplored.ThekitchenwastedryADexperimentprocesscouldbestraightforwardlydividedintofoursta—ges,namelyadaptationphase(O一13d),start—upphase(14—34d),inhibitionphase(35—72d)andrecoveryandstabiliza—tionphase(73—120d).WhenNaOHwasusedtOadjustthepHofrefluxleachateoftheday.thepHon72droseto7.4,andthegasproductionwassignificantlyincreased.TheTSremainedabove23%(massfraction)after98d.Thedailyproductionofthesystemandtherateofbiodegradationwerekeptrelativelysteady.ReactionperiodofkitchenwastedryADcouldhedividedintothreestages:quadraticmodelstage(卜30d),powerfunctionstage(31—65d)andlinearmodelstage(66—120d)accordingtOthequantitativerelationoftheaccumulativegasproduction.Thegaspro—ductionratemodelwithR2of0.9872,O.9521and0.9991duringthethreestageswassetupduringthewholeexperi—mentalperiod,wh

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