庭院和餐厨垃圾的固态厌氧共同消化应用于沼气生产 毕业设计

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1、庭院和餐厨垃圾的固态厌氧共同消化应用于沼气生产DanBrown,YeboLi﹡丹·布朗，李雅波食品，农业与生物工程学院，美国俄亥俄州立大学/俄亥俄州农业研究和发展中心，1680麦迪逊大道，伍斯特，OH44691-4096，美国要闻▲庭院和餐厨垃圾的固态厌氧消化处理(SS-AD)。▲原料/污水（F/E）比为1获得了甲烷产量最高。▲F/E比率增加1〜2和3造成甲烷产量下降。▲AD在F/E比率为3被扰乱仅庭院废物除外。摘要餐厨和庭院废物可获得全年较低成本，可全年有潜力与SS-AD相互补充。这项研究的目的是确定最佳的原料/污水（F/E），食品废弃物/庭

2、院废物最佳的沼气生产的混合比例。庭院和食品废物消化进行了F/E比率为1，2，和3。对于每个F/E比率，食品废物的百分比为0％，10％，和20％，基于干燥挥发性固体，进行了评价。结果表明，食品废物的比例增加至10％和20％的基板上面的F/E比率为2和1，分别对应甲烷产量的增加和体积生产率。这项研究表明，共同消化的食物渣滓和特定比例的庭院废物可以提高沼气池操作系统的特点和单独的庭院废物SS-AD高端性能指标。关键词：固态厌氧消化，沼气，城市固体废弃物，食品废弃物，共同消化目录1.介绍12.方法32.1.原料和接种32.2.固态厌氧消化32.3.分析

3、方法42.4.统计分析43．结果与讨论53.1．接种和原料的组成53.2．沼气生产63.3.反应堆的特点113.4．VS降低124.结论13致谢14参考文献151.介绍固态厌氧消化（SS-AD）已成功地应用于各种木质纤维素生物质原料转换成沼气（Li等，2011a）。自20世纪90年代初，SS-AD已经成为占主导地位的AD系统安装在欧洲处理城市固体废弃物（MSW），通常工作在15％至50％总固体（TS）的含量（Li等，2011b；Baere和Mattheeuws，2008;Guendouz等，2010）。SS-AD提供了许多好处通过液体AD消化木

4、质纤维素生物质，如在相同的大小沼气池处理更多的有机固体和生产堆肥等成品有机材料更容易处理，并可以适用于农业土地肥料。（Martin等，2003a；Li等，2011b）。SS-AD系统还具有较少的运动部件和降低加热和混合所需要的能源输入（Li等，2011a），应且它有一个更大的接受输入包含玻璃，塑料，和砂砾。此外，SS-AD可以克服其他共同存在于液体AD过程中的问题，如脂肪，纤维和塑料的漂浮和分层（Chanakya的等，1999年）。初创时期的SS-AD系统被认为是在批处理消化最关键的阶段。进料/流出物（F/E）的比率，一种操作参数在干燥的挥发性

5、固体（VS）的基础上用于测量底物的量到接种物的量，已被证明是一个关键因素影响SS-AD的性能（Li等，2011b）。SS-AD可能需要高达50％消化残渣的快速启动，从而降低反应堆利用效率（Martin等，2003年b;Rapport等，2008;Li等，2011b）。高度浓缩和积极接种源对于减少消化时间，提高沼气池疗效，并增加在成品中的TS是非常重要的（福斯特卡内罗等，2008）。混合基板的共同消化相比消化单一基板提供了许多优势，包括生态，技术和经济效益（Rughoonundun等，2012）。然而，结合两个或更多不同类型的原料，需要仔细选择，

6、以提高厌氧消化的效率（Alvarez等，2011）。共消化的目的是平衡营养成分（C/N比和宏观和微量的营养素）和稀释抑制剂/毒性化合物，以提高甲烷产量（Hartmann等，2004;Sosnowski的等，2003）。徐和李（2012）发现，F/E比率为2比更高的F/E比率为4和6取得较高的累计甲烷产量，在相同的狗食和玉米秸秆比率。研究还发现，共同消化相比用玉米秸秆或狗粮作为唯一的基板改进甲烷产量，是由于反应器特性的改进。该研究还得出结论，共同消化玉米秸秆和狗食，减少启动时间和挥发性脂肪酸（VFA）在SS-AD积累。埃尔-马什哈德和张（2010

7、）的一项研究发现，包含食品废物，高达60％的原料VS比率，和牛粪消化较单独的牛粪消化导致较高的沼气产量和生产率。Panichnumsin等（2010）研究17潜在的木薯浆与猪粪的共同消化采用半连续供给，搅拌槽反应器。这项研究发现，最大甲烷产量和306L/公斤VSadded的VS去除率和61％，分别的，当木薯纸浆占60％的原料VS。然而，在较高（>X％）木薯纸浆比率，反应器由于快速VFA积累和缓冲能力不足而失败。在美国，城市固体废弃物，如常年可获得的堆场和食品废物，经常填埋，焚烧或堆肥。2009年，在城市固体废弃物中食品废物是最大的废物流，可回收

8、物除外，占城市固体废物总量的14.3％（3470万吨）（美国环保局，2011年）。从餐馆、杂货店和加工厂中收集的食品废物，这是单一的大来源，相比家庭拾