剩余污泥厌氧发酵产沼气的工艺优化及沼液的资源化利用

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1、分类号：X715密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：剩余污泥厌氧发酵产沼气的工艺优化及沼液的资源化利用英文题目：TheOptimizationofAnaerobicFermentationBiogasProductionprocessonExcessSludgeandtheUtilizationofBiogasSlurry学位类别：理学硕士研究生姓名：张超君学号：201202206学科(领域)名称：植物学指导教师：蔡禄职称：教授协助指导教师：潘建刚职称：讲师内蒙古科技大学硕士学

2、位论文摘要有机废弃物不仅数量巨大，而且难处理，同时对环境也具有潜在威胁，所以这一环境难题已经引起世界各国的广泛关注。利用厌氧发酵手段来处理有机物废弃物不仅可以有效解决这一难题，同时也可以制备沼气，因而是一种环境友好型的应用技术。不过现有相关技术普遍存在产气效率低下的缺陷，故如何有效提高产气效率在某种程度上也制约了该产业的发展。基于此，本论文以剩余污泥为主要研究对象，通过对其底物和外部参数的调节，优化其产沼气工艺，同时，对其沼液进行资源化利用。其主要结果如下：（1）当pH在6.50到8.00之间，C/N

3、在20到30之间变化时，产气量随着pH和C/N的变化而发生明显变化，在pH为7.25和C/N为25时，污泥单位产气量达到最高值338±6-1mL·g。经CCD分析表明，二次系数模型22R1=-2118.31+695.15689A-49.23690A-0.033365B可以很好的用于单一污泥厌氧发酵的C/N和pH与产气量之间关系的模拟。-5-1-9-1（2）稀土元素镧、铈、钕、铒、铕的离子浓度在1×10g·L到1×10g·L之间时，均对厌氧发酵的产气和CODCr的去除有促进作用，且随着浓度的降低，促进效

4、果也相应降-6-1低。当氯化镧浓度为1×10g·L时，污泥厌氧发酵的单位产气量达到最大值294.182±19.799-1-6-1mL·g，同时CODCr的去除效果也达到最高86.1%；当氯化铈浓度为1×10g·L时，其单位-1产气量达到最大值272.545±8.228mL·g，同时CODCr的最佳去除效果也达87.4%；当氯化-7-1-1铒浓度为1×10g·L时，污泥厌氧发酵的单位产气量达到最大值285.100±7.778mL·g，不-6-1过其CODCr的最佳去除效果是在氯化铒的浓度为1×10g·L

5、时，其去除率高达87.4%；当-7-1-1氯化铕浓度为1×10g·L时，其单位产气量达到最大值277.100±4.667mL·g，同时CODCr的去除效果也达到最好，为83.1%。（3）与污泥、牛粪和羊粪相比，菌糠更加适合作为厌氧发酵的底物，其产气量高达-1325.78mL·g；不过适宜的混合底物配比对厌氧发酵有明显的促进作用，当发酵底物配比为-1污泥：牛粪:羊粪:菌糠=0:0.5:0:0.5时，其产气量达到最高348.75mL·g；而且当发酵底物配-1比为污泥:牛粪:羊粪:菌糠=0.625:0.12

6、5:0.125:0.125时，其产气量高达333.36mL·g，远高于-1单一污泥的厌氧发酵的产气量215.45mL·g；数学模型R1=215.84A+186.54B+176.24C+322.83D+299.7AB+370.49AC+355.79BC-372.64BD+4767.26ABD-4708.14BCD可以很好地用于污泥、牛粪、羊粪和菌糠的混料发酵底物优化。I内蒙古科技大学硕士学位论文（4）番茄种子对沼液浓度的耐受性会因浸种时间的延长而降低，当污泥沼液浸种时间为1h时，浓度为75%的沼液对种子

7、的促萌发效果最好，达到87.50±0.71%；污泥沼液浸种时间为3h时，浓度为25%的沼液对种子的促萌发效果最好，达到79.00±1.41%；污泥沼液浸种时间为5h时，浓度为10%的沼液对种子的促萌发效果最好，达到80.00±1.41%。（5）当污泥沼液的浓度为10%时，对小麦种子的促萌发效果最好，发芽率达到94±3.5%；当牛粪沼液的浓度为25%时，对小麦种子的促萌发效果最好，发芽率达到96±4%；而混合沼液只有在浓度为10%时，对小麦种子的萌发有促进效果，发芽率达到92.67±1.2%。由上述结果

8、可知，适宜浓度的稀土离子可以有效促进厌氧发酵的产气效率和COD的去除效果，而且多底物混合发酵可以极大地提高污泥厌氧发酵的效率。关键词：剩余污泥；沼气发酵；发芽率；稀土元素；沼液II内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractTheorganicwastehadapotentialthreattoenvironmentforitsabundanceandharddisposal,whichhasattractedthewidespreadattentionb