餐厨垃圾产氢产甲烷两相处理工艺的调控技术研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：餐厨垃圾产氢产甲烷两相处理工艺的调控技术研究英文并列题目：Regulationtechnologyofhydrogenandmethanetwo-phasegenerationfromfoodwaste研究生：王颢专业：环境科学与工程研究方向：清洁生产和废物资源化工程导师：阮文权教授指导小组成员：赵明星副教授学位授予日期：答辩委员会主席：李秀芬江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一五年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研冗工作及取得的研究成杲

2、。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究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：>丨厂本⑶卜卩关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将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

3、描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。摘要摘要随着社会经济的发展，餐厨垃圾产生量逐渐增加，安全高效处理餐厨垃圾的需求日益迫切。厌氧消化由于能够产生氢气、甲烷等清洁能源，而成为餐厨垃圾处理技术的最佳选择之一。采用两相厌氧消化技术，不仅可以提高餐厨垃圾处理效率，而且能够同时获得氢气和甲烷，因此该技术已成为目前的研究热点。本研究对餐厨垃圾两相与单相厌氧消化过程中的气体产量、有机酸浓度、碳水化合物浓度、蛋白质浓度以及相关酶活的变化进行分

4、析，获得两相厌氧消化的最佳运行条件。在此基础上，通过外源添加草氨酸钠抑制乳酸产生，调控产氢相效率；用乙酸钠驯化产甲烷污泥，增强污泥耐酸能力，提高产甲烷相性能。通过对两相消化进行调控，提高两相工艺对餐厨垃圾的处理效率，为餐厨垃圾两相厌氧消化处理技术的高效运行提供理论依据。主要研究结果如下：餐厨垃圾两相厌氧消化的氢气和甲烷产率最高分别达到14.12mL/gTS和178.3mL/gCOD，并且随产氢相初始pH的升高而增加。两相厌氧消化甲烷产率比单相厌氧消化提高338%，同时可以获得氢气。餐厨垃圾两相与单相厌氧

5、消化过程中，各种酶活性基本呈现先升后降的趋势，淀粉酶、蛋白酶和脱氢酶在两相厌氧消化过程的最高活性分别达到0.542mg/(mL·min)、1.70μg/(mL·min)和145μg/(mL·h)，均高于单相厌氧消化过程的酶活。研究外源添加草氨酸钠浓度为0、0.8、1.2、1.6和2g/L时对餐厨垃圾产氢相的影响，实验结果表明添加草氨酸钠浓度为1.6g/L时餐厨垃圾自然酸化的氢气产量以及餐厨垃圾降解率均达到最高，氢气产量和单位TS氢气产量分别为1183mL和18.84mL/gTS，是空白组的1.82倍；餐

6、厨垃圾TS和VS降解率分别达到64.09%和65.32%，是空白组的1.20和1.16倍。外源添加一定浓度的草氨酸钠能抑制乳酸产生，从而促进产氢效率。采用逐级提高乙酸钠浓度的方法对产甲烷污泥进行驯化，以提高产甲烷菌的耐酸活性。设置乙酸盐驯化浓度为0、2、3、4、5和6g/L，在驯化过程中，甲烷产量和脱氢酶活性逐渐提高。将驯化好的产甲烷污泥接种于产甲烷相中处理产氢废液，结果表明5g/L乙酸盐驯化浓度的产甲烷污泥处理餐厨产氢废液效果最佳，甲烷产量、COD降解率、碳水化合物降解率和脱氢酶活性均达到最高，为17

7、3.4mL/gCOD、40.5%、53.6%和183.0μg/(mL·h)，分别是空白组的1.41、1.16、1.18和1.26倍。关键词：餐厨垃圾；两相厌氧消化；产氢产甲烷；酶活IAbstractAbstractThegenerationamountoffoodwastehasbeenincreasingwiththedevelopmentofsocietyandeconomy,andthedemandofsafeandefficientdisposaloffoodwastehasbecomeanur

8、gentissue.Anaerobicdigestionisbecomingoneoftheoptimalchoicesforfoodwastedisposingduetothecleanenergygenerationsuchashydrogenandmethane.Two-phaseanaerobicdigestiontechniquecannotonlyimprovethetreatmentefficiencyoffoodwaste,