厨余废物产气发酵潜力研究开题报告

 2020-02-18 07:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着我国能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视,清洁可再生能源的开发利用受到了全世界的关注。在当代餐饮业不断发展的情况下,愈来愈多的厨余果蔬废物导致的污染已经成为了我们急需解决的问题。文章通过小型活塞式反应器进行厌氧消化实验对学校食堂的果汁废渣垃圾进行产气潜力研究。由于厨余废物具有含水率高,有机物含量高的特点。如果采取传统的处理方法,比如进行卫生填埋法,不仅会造成厨余废物中的营养价值的损失,而且清洁利用的效果也会无法达到,容易产生如二氧化碳等温室气体、渗滤液等污染物。另外,由于尾气排放受到限制、前期投资过大等因素,利用焚烧法来进行厨余废物的处理便难以得到广泛的利用。将厨余果蔬废物当作厌氧发酵产气的原料,是当前进行厨余果蔬废物垃圾处理的一种不错的选择。因此,本文对厨余废物产气发酵进行了实验研究,希望能为实际利用提供理论基础。

厌氧消化是厨余果蔬废弃物资源化利用的有效途径之一。作为一种可再生能源,沼气可用于制热、发电或提纯净化制车用燃料。同时利用厨余果蔬废弃物生产沼气也符合我国的发展战略,截至2015 年,全国沼气理论年产量约 190 亿 m3,折合标准煤约 1320 万 t/a。果蔬废弃物含有较高有机成分,其中固体含量为 8% ~ 19% ,成分包含糖类、纤维素、半纤维素及木质素,而挥发性固体含量占总固体的 80% 以上,高含水率使它们适合采用生物处理工艺。事实上,在有机物负荷适当条件下,果蔬中的有机物能够被厌氧微生物较好地分解转化,最终产生能源气体——甲烷。王清艺等研究得出,烂苹果中 89. 9% 的能量能以甲烷的形式回收; 张艳等对娃娃菜的厌氧发酵性能进行研究,结果表明 60 d 沼气产量达到 59. 42 m3,ch4 含量稳定在 47% 左右,能够满足农村日常生活能源供应。因此,既能降解有机物又能产生绿色能源的厌氧消化工艺成为实现果蔬废弃物资源化利用的有力手段。目前,国内外众多利用厌氧消化工艺处理蔬菜类废弃物的研究中,大部分着重于厌氧发酵过程的不同工艺影响因素的探讨。刘荣厚等以废弃的甘蓝菜叶为发酵原料,研究温度对厌氧发酵过程的影响,结果表明: 中温条件( ( 35 ± 1) ℃ ) 实验组总产气量为 5 892 ml,比高温条件( ( 55 ± 1) ℃ ) 的总产气量4 136ml 高出 42. 5% ; 尹燕等研究了不同沼液预处理方式对花椰菜厌氧消化的影响,得出以沼液浸泡预处理4 d 后效果最好,气体产量和 ch4 含量最高。但是对于蔬菜废弃物厌氧发酵产气潜能的研究鲜有报道,尚需进一步探讨,各类蔬菜废弃物产气能力的大小可以通过产气潜能实验研究得出

molinuevosalces 等将猪粪和蔬菜废弃物混合后进行厌氧发酵试验,单位原料甲烷产量从 111提高到 244ml/gvs,挥发性固体去除率从 50%提高到 86%。

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2. 研究的基本内容与方案

研究目标:

通过将短期驯化后的活性污泥与果渣废弃物混合进行厌氧发酵处理,来研究果渣废物产气发酵潜力。本实验首先在明确厨余果渣废弃物厌氧发酵工艺负荷条件基础上,采用批次实验方法,对其产气潜能进行研究,并进一步对厨余果渣废弃物产气参数及有机物降解参数进行分析,对厌氧发酵不同阶段进行动力学拟合,初步了解其厌氧发酵的过程,以期为厨余果渣废弃物厌氧发酵的工程实践提供理论依据和参考。

研究内容和拟采用的技术方案及措施:


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3. 研究计划与安排

第03~04周 查阅相关文献资料,明确研究内容,确定试验方案,完成开题报告;

第05~12周 确定试验方案,完成试验内容;

第13~14周 完成并修改毕业论文;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] ren j, yuan x, li j, et al. performance and microbial community dynamics in a two-phase anaerobic co-digestion system using cassava dregs and pig manure [j]. bioresource technology, 2014,155(4):342-351.

[2] 李海红,巴琦玥,闫志英,等.不同原料厌氧发酵及其微生物种群的研究 [j]. 中国环境科学, 2015,35(5):1449-1457.

[3] xie s, wickham r, long d n. synergistic effect from anaerobicco-digestion of sewage sludge and organic wastes [j].international biodeterioration amp; biodegradation, 2017,116: 191-197.

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