餐厨垃圾制沼新工艺及其装备的研究.pdf

Dissertationforthe ofMaster Degree 一 onTheNew of and Study TechnologyBiogasSystem The FoodWaste Equipmentby Candidate： YinZishen Associate Enhui Supervisor： Prof．Zhang Associate Supervisor： Prof．WangShuyang Academic for： Masterof DegreeAppfied Engineering Mechineand Speciality： DesignTheory June2013 DateofOralExamination： Northeast University： ForestryUniversity 万方数据 捅要 摘要 近年来，随着人民的生活水平不断提高，国内餐厨垃圾产出量大幅增加，餐厨垃圾引起 的社会性环境问题以及如何才能无害化处理这些巨量的餐厨垃圾，日益引起全社会的关注。 对餐厨垃圾实施厌氧发酵并获得一定的沼气能源，是实现餐厨垃圾无害化处理和财富化的有 效途径。然而，当前国内广泛使用的沼气技术，多为将物料在一个反应器中进行厌氧发酵制 沼气，产气效率低。 本文将废水处理中普遍应用的填充物稳固微生物技术与两相厌氧发酵技术相结合，提出 了一种新型的适用于餐厨垃圾等高浓度固体厌氧发酵工艺——两相载体固菌厌氧发酵制沼工 艺。通过单相厌氧与两相载体固菌厌氧发酵的分组试验，针对其厌氧发酵过程中有机负荷抗 性、日产甲烷量及pH值变化等进行研究和分析，得出结论：两相载体固菌厌氧试验组相比 单相厌氧试验组，在不新增投料阶段，甲烷相日产气量从0快速上升至13L’d。左右；每天投 结束，日产气量保持在19-24L‘d。的范围内上下波动。两相载体固菌厌氧组比单相厌氧组在 相同负荷条件下，累积甲烷产气量增加15％。甲烷相料液pH值在试验运行期间始终维持在 接近中性的理想发酵pH区间(6．1~6．9)。 应用这一新型厌氧发酵工艺，设计了一款用于沼气工程的两相环流搅拌式餐厨垃圾制沼 发生装置，并利用Fluent软件对其环流搅拌系统进行流场分析，得出从甲烷罐底部进料，发 酵料液上层抽料，进料管与抽液管平行，但水平面投影不重合并针对流场分析所得数据，对 装置进行结构优化，搅拌进料管设置改为双搅拌对称进料口，交替进料与液体环流搅拌，可 使反应罐物料的混合更为均匀。利用发酵液的环流搅拌可以形成较好的混合效果流型，对反 应罐底部和自由液面有明显的扰动作用，可以有效的防止物料沉积和浮渣结壳。 关键词餐厨垃圾；载体固菌；两相厌氧发酵；环流搅拌；流场分析 万方数据 Abstract Inrecent thecontinuous of substantial