基于微波预处理的餐厨垃圾和污泥联合厌氧消化研究

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1、分类号TU99学号1107760212010学位论文基于微波预处理的餐厨垃圾和污泥联合厌氧消化研究Studyonco-anaerobicdigestionoffoodwasteandsewagesludgebasedonmicrowavepretreatment吕臣指导教师姓名刘建伟副教授北京建筑大学申请学位级别硕士学位类别理学硕士专业名称环境工程年级2012级论文答辩时间2015年6月学位授予单位和日期北京建筑大学2015年7月答辩委员会主席马文林教授论文评阅人郑祥副教授、肖本义副研究员北京建筑大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进

2、行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签字：n日期：乃&年&月#日北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，

3、可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名:校内导师签名：年g月怀曰^年Z月於日校外导师签名：年月摘要摘要餐厨垃圾和污泥均具有含水率高、有机物含量高及易腐烂变质等特点，如处理不当，会严重危害环境卫生及人类健康。而厌氧消化是一种较为理想的处理技术，能够较好的实现餐厨垃圾和污泥的无害化、减量化和资源化。但厌氧消化技术在实际应用中常存在有机负荷率低、易酸化、产气效率低、稳定性差等问题，因此本研究以餐厨垃圾和脱水污泥为主要研究对象，采用基于微波预处理的批式联合厌氧

4、消化工艺，明确既定条件下最佳的微波预处理方式以及物料混合比例，并重点考察产甲烷性能及有机物降解情况，为开发高效、稳定的餐厨垃圾和脱水污泥联合厌氧消化技术提供技术支持和科学依据。主要研究结果如下：微波预处理有助于提高餐厨垃圾和脱水污泥联合厌氧消化系统的产甲烷性能及有机物的降解和削减能力，但对产甲烷最高峰的出现时间、多糖的削减及系统的减容量并没有十分积极的影响。从总体来看，对脱水污泥进行微波预处理的方式最佳，餐厨垃圾和经过微波预处理后的污泥按TS以1:1混合后，其厌氧消化后的的累积产甲烷量、最大日产甲烷量、单位VS产甲烷量、单位COD产甲烷量、TS降解率、VS降解率和TCOD降解

5、率分别达到3228.1ml、327.8ml、317.92ml/gVS、199.34ml/gCOD、20.14%、48.79%和55.45%。无论对哪种物料进行微波预处理，联合厌氧消化系统的累积产气量、最大日产甲烷量、累积产甲烷率、TCOD、SCOD、蛋白质和多糖的变化率均是随着系统中餐厨垃圾含量的减少呈先增高再降低的变化趋势，在餐厨垃圾和脱水污泥以3:2（按TS）混合时达到最大值，且此混合比例下对脱水污泥进行微波预处理后的厌氧消化性能最好，其累积产甲烷量、累积产甲烷率（分别以VS和COD计）、TCOD降解率、厌氧消化液中SCOD和蛋白质的削减率均为最高，分别达到3506.2m

6、l、338.44ml/gVS和210.58ml/gCOD、64.59%、85.30%、72.76%。而TS、VS降解率均是随着系统中餐厨垃圾含量的减少而逐渐降低，并在2:1的混合比例下达到最高。在厌氧消化过程中，丙酸的降解是系统产甲烷反应的主要限速步骤。而对脱水污泥进行微波预处理的方式可有效削弱丙酸的影响，更有利于促进厌氧消化系统中VFA的降解和转化。对餐厨垃圾进行微波预处理后，联合厌氧消化系统在反应后期受丙酸限制作用较为明显，在一定程度上并不利于厌氧消化系统的高效运行。在不同微波预处理方式下，蛋白质在整个反应过程中均一直维持在较高浓度，是厌氧消化系统中较难降解有机物，以后的

7、研究中可考虑加入适量的蛋白水解酶，以更好地提高系统的厌氧消化性能。关键词：微波预处理；餐厨垃圾；脱水污泥；联合厌氧消化。IAbstractAbstractFoodwaste(FW)andsewagesludge(SS)havethecharacteristicsofhighwatercontent,highcontentoforganicmattersandperishable.Theywillgreatlythreatenedenvironmentalsanitationandhumanhealthw