生物質(zhì)能源工程與技術(shù)試驗(yàn)報(bào)告

1、環(huán)境工程生物質(zhì)能源工程與技術(shù)實(shí)驗(yàn)班級環(huán)工1302分組謝樹潑、張福鑫、劉少非、溫錦程、劉經(jīng)緯、葉元指導(dǎo)教師黃振興/廖家林二0一六年十二月目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第1章實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求 4實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)要求4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 第2章餐廚垃圾厭氧消化工藝流程5工藝流程圖5工藝流程說明5餐廚垃圾厭氧消化各處理單元（設(shè)備）的作用及工作原理 5翻斗提升機(jī)5撕碎機(jī)6.二級提升機(jī)6分選機(jī)7三級提升機(jī)7破碎機(jī)7.厭氧發(fā)酵罐 7沼氣儲柜8.沼氣鍋爐8沼氣發(fā)酵機(jī)

2、8餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)的啟動與運(yùn)行 8分析測試項(xiàng)目與方法 9.2.5.1SCOD 測定方法 .9TS測試方法11.11VS測定方法 TOC o 1-5 h z NH3-N 測定方法 11 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第3章結(jié)果與分析 12餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中的注意事項(xiàng)及控制方法 12厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中 NH3-N的變化 1.3厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中SCOD的變化 14厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中TS、VS的變化 .15厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中pH的變化15厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中各項(xiàng)指標(biāo)檢測的必要性 15 HYPERLINK l bo

3、okmark12 o Current Document 第4章實(shí)驗(yàn)分工及心得體會 15第1章實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠⒄莆詹蛷N垃圾厭氧消化工藝流程。了解并掌握餐廚垃圾厭氧消化各處理單元(設(shè)備)的作用及工作原理。了解并掌握餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)的啟動與運(yùn)行。了解并掌握餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中的注意事項(xiàng)及控制方法。了解并掌握分析測試項(xiàng)目與方法，包括： SCOD測定方法、TS測試方法、 VS測定方法、NH3-N測定方法等。了解厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中 NH3-N的變化、SCOD的變化、TS、VS的 變化、pH的變化。了解厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中各項(xiàng)指標(biāo)檢測的必要性。1.2實(shí)驗(yàn)要求(1) 了解

4、餐廚垃圾厭氧消化實(shí)驗(yàn)的過程以及意義分析(2)要注意觀察和記錄實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象。(3)要復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識，會應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題。(4)要注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。每個(gè)人要自己處理數(shù)據(jù)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論規(guī)律 或發(fā)現(xiàn)問題，并為思考下次實(shí)驗(yàn)如何改進(jìn)。(5)要有積極主動，改變教師讓做什么就做什么的習(xí)慣，要想自己應(yīng)該做什么 和如何做。(6)要問為什么。對每一個(gè)實(shí)驗(yàn)、每一種實(shí)驗(yàn)和測試方法都要想清楚為什么， 是否有其他方法。如果有，為什么不用。(7)要全面了解實(shí)驗(yàn)工作，實(shí)驗(yàn)中可能有分工，但每個(gè)學(xué)生要了解實(shí)驗(yàn)的全面 情況，不能只了解自己負(fù)責(zé)的部分。(8)要有團(tuán)隊(duì)精神。每個(gè)人的工作都對全小組是否能完成

5、實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有 影響，因此，需要有明確的分工和密切的合作。第2章餐廚垃圾厭氧消化工藝流程2.1工藝流程圖圖1餐廚垃圾處理線工藝流程圖工藝流程說明餐廚垃圾經(jīng)過運(yùn)輸收集倒入翻斗提升機(jī)， 提升后倒入撕碎機(jī)進(jìn)行撕碎，撕碎 后垃圾進(jìn)入篩選機(jī)進(jìn)行不同比重的分離， 再進(jìn)入粉碎機(jī)進(jìn)行垃圾粉碎處理，再依 次經(jīng)過一級發(fā)酵罐、二級發(fā)酵罐和深度處理后，最后達(dá)標(biāo)直排或接管。而發(fā)酵的 產(chǎn)生的沼氣依次經(jīng)過水封器、脫水器、脫硫器進(jìn)入沼氣儲罐，可以用于沼氣鍋爐 和發(fā)電機(jī)組發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能源化。餐廚垃圾厭氧消化各處理單元(設(shè)備)的作用及工作原理翻斗提升機(jī)(1)翻斗式上料機(jī)作用用于各種環(huán)境下的輸送，實(shí)現(xiàn)自動化控制，將餐廚垃圾從底部

6、輸送提升到頂 部，到達(dá)頂部立即停止提升，翻斗傾倒餐廚垃圾進(jìn)入撕碎機(jī)，再從頂部回到底部， 進(jìn)行再次填裝垃圾。(2)翻斗式提升機(jī)原理料斗把物料從下面的儲藏中舀起，隨著輸送帶或鏈提升到頂部，繞過頂輪后 向下翻轉(zhuǎn)，斗式提升機(jī)將物料傾入接受槽內(nèi)。帶傳動的斗式提升機(jī)的傳動帶一般 采用橡膠帶，裝在下或上面的傳動滾筒和上下面的改向滾筒上。鏈傳動的斗式提 升機(jī)一般裝有兩條平行的傳動鏈，上或下面有一對傳動鏈輪，下或上面是一對改 向鏈輪。斗式提升機(jī)一般都裝有機(jī)殼，以防止斗式提升機(jī)中粉塵飛揚(yáng)。撕碎機(jī)(1)雙軸撕碎機(jī)作用雙軸撕碎機(jī)又名剪切式撕碎機(jī)通過剪切、撕裂和擠壓達(dá)到減小物料尺寸，這 種撕碎機(jī)廣泛應(yīng)用于廢塑料、廢橡膠

7、、木材和其它大體積廢棄物。為我國的廢物 回收利用前期的破碎，減容處理提供質(zhì)量可靠的設(shè)備。(2)雙軸撕碎機(jī)原理雙軸撕碎機(jī)又名剪切式撕碎機(jī)通過剪切、撕裂和擠壓達(dá)到減小物料尺寸，這 種撕碎機(jī)主要用于打包帶、輪胎、薄膜、編織袋、廢舊漁網(wǎng)等塑料的破碎回收利 用。采用雙軸獨(dú)立驅(qū)動，獨(dú)特的刀軸結(jié)構(gòu)與四角旋轉(zhuǎn)式刀具， 在低轉(zhuǎn)速高扭矩的 生產(chǎn)過程中，不會出現(xiàn)纏軸、或卡死設(shè)備的現(xiàn)象，從而提高了生產(chǎn)效率。二級提升機(jī)(1)鏈斗式提升機(jī)作用鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)流入式喂料，物料流入料斗內(nèi)靠板鏈提升到頂端，在物料重 力作用下自行卸料，提升量廣；且生產(chǎn)能高，能耗較低。該機(jī)采用全封式機(jī)殼鏈 速低，幾乎無回料現(xiàn)象，因此無功功率損耗少，

8、噪聲低，壽命長。(2)鏈斗式提升機(jī)原理料斗把物料從下面的儲藏中舀起，隨著輸送帶或鏈提升到頂部，繞過頂輪后向下 翻轉(zhuǎn)，斗式提升機(jī)將物料傾入接受槽內(nèi)。帶傳動的斗式提升機(jī)的傳動帶一般采用 橡膠帶，裝在下或上面的傳動滾筒和上下面的改向滾筒上。鏈傳動的斗式提升機(jī) 一般裝有兩條平行的傳動鏈，上或下面有一對傳動鏈輪，下或上面是一對改向鏈 輪。斗式提升機(jī)一般都裝有機(jī)殼，以防止斗式提升機(jī)中粉塵飛揚(yáng)。分選機(jī)(1)分選機(jī)作用分選機(jī)是一種利用空氣懸浮原理將混合粉狀物料分離為輕、重兩部分的分選 設(shè)備。(2)分選機(jī)原理物料在風(fēng)力輸送的作用下，經(jīng)過關(guān)風(fēng)機(jī)、進(jìn)料斗落在高速旋轉(zhuǎn)的分料盤上， 在離心力的作用下，物料被充分分散并甩

9、向緩沖環(huán)，在下落過程中，較重的物料 在轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的交叉氣流的作用下，經(jīng)過調(diào)節(jié)環(huán)的葉片，滑落到分選器的粗料收集 器中收集，然后經(jīng)過關(guān)風(fēng)機(jī)排出；而較輕的物料、微粉或纖維則在交叉氣流的作用下， 隨轉(zhuǎn)子上方中部吸風(fēng)口 的氣流輸送到下方分選器的微粉收集器中收集，再經(jīng)過關(guān)風(fēng)機(jī)排出；分選機(jī)內(nèi)混合氣體中的微粉或纖維被收集后，轉(zhuǎn)變成干凈的空氣，這些空氣在轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)過 程中，由轉(zhuǎn)子下方中部吸風(fēng)口吸入，通過渦流環(huán)，再經(jīng)過調(diào)節(jié)環(huán)周邊向轉(zhuǎn)子上方 中部吸風(fēng)口流回，形成周而復(fù)始的自動循環(huán)。在這樣的循環(huán)工作原理下，物料即 被分為輕、重兩部分。在工作過程中，通過調(diào)整調(diào)節(jié)環(huán)的位置，可以調(diào)節(jié)分選的 效果。三級提升機(jī)(1)鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)作

10、用鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)是用來提升各種散狀物料，是目前國內(nèi)較為先進(jìn)的一種垂直提升設(shè)備， 可被廣泛用來提升各種散狀物料。(2)鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)原理板鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)由運(yùn)動部件回繞在上部驅(qū)動鏈輪和下部的改向鏈輪上， 在驅(qū)動裝置 作用下，驅(qū)動鏈輪帶動牽引構(gòu)件和料斗作回轉(zhuǎn)性的循環(huán)運(yùn)動， 物料由下部進(jìn)料口 喂入各料斗，當(dāng)物料被提升至上鏈輪時(shí)，在重力和離心力的作用下由出料口卸出。破碎機(jī)(1)剪切式破碎機(jī)作用剪切式破碎機(jī)又稱為撕碎機(jī)，這是固廢處理行業(yè)最常用的破碎機(jī)， 剪切式破碎機(jī) 主要靠“剪和切”的原理來完成破碎固體廢棄物的過程，可用于破碎木材、塑料、 輪胎、廢鐵皮以及生活垃圾等各種物料。(2)剪切式破碎機(jī)工作原理電機(jī)帶動減速機(jī)通

11、過錐齒輪傳動，帶動轉(zhuǎn)子剪板作低速旋轉(zhuǎn)。物料進(jìn)入后被均勻 的分流在轉(zhuǎn)子剪板與定子剪板的空間內(nèi)，物料受到轉(zhuǎn)子剪板與定子剪板的擠壓和 剪切而破碎，破碎后物料由破碎機(jī)底部排出。厭氧發(fā)酵罐(1)厭氧發(fā)酵罐作用厭氧發(fā)酵反應(yīng)過程的容器，通常有保溫、攪拌等措施，主要用來滿足微生物的生 活條件，使它們在合適的環(huán)境中生活，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾中有機(jī)物的降解，達(dá)到發(fā)酵 旺盛，產(chǎn)氣量高的目的。(2)厭氧發(fā)酵罐工作原理厭氧發(fā)酵是廢物在厭氧條件下通過微生物的代謝活動而被穩(wěn)定化，同時(shí)伴有甲烷和CO2產(chǎn)生，。液化階段主要是發(fā)酵細(xì)菌起作用，包括纖維素分解菌和蛋白質(zhì)水 解菌，產(chǎn)酸階段主要是醋酸菌起作用，產(chǎn)甲烷階段主要是甲烷細(xì)菌，他們將產(chǎn)

12、酸 階段產(chǎn)生的產(chǎn)物降解成甲烷和 CO2同時(shí)利用產(chǎn)酸階段產(chǎn)生的氫將 CO2還原成甲 烷。沼氣儲柜(1)沼氣儲柜作用沼氣儲氣柜一般用于儲存沼氣。一般情況下沼氣是源源不斷的在產(chǎn)生，可是 用氣則根據(jù)具體的情況使用，時(shí)間并不同步。所以需要一個(gè)儲存裝置將不用的沼 氣儲存起來等需要使用時(shí)候使用。雙膜儲氣柜則可以很好的儲存利用沼氣。7(2)沼氣儲柜工作原理雙膜儲氣柜主要由底膜(一體化氣柜除外)、內(nèi)膜、外膜、恒壓控制柜、安 全保護(hù)器及一些控制設(shè)備和輔助材料組成。底膜、外膜共同形成一個(gè)密閉儲氣空 問。當(dāng)儲存氣體增多時(shí)控制設(shè)備就釋放調(diào)壓空氣騰出一定的容量。當(dāng)內(nèi)膜儲存的氣體減少時(shí)控制設(shè)備則注入調(diào)壓空氣， 平衡柜內(nèi)的壓

13、強(qiáng)，穩(wěn)定外膜剛度。為不讓 氣體混合，儲存的氣體與調(diào)壓空氣之間使用內(nèi)膜隔離開。沼氣鍋爐(1)沼氣鍋爐作用沼氣鍋爐是以燃燒沼氣為燃料的鍋爐。適用于屠宰廠、養(yǎng)殖廠的新型能源鍋 爐，利用動物糞便、屠宰后污物及樹枝、樹葉等進(jìn)行發(fā)酵反應(yīng)，收集所產(chǎn)生沼氣。 沼氣鍋爐是一種新型的無運(yùn)行成本的鍋爐。既解決環(huán)境污染問題，又不會產(chǎn)生污 染物。同時(shí)配備自動控制，運(yùn)行使用方便。(2)沼氣鍋爐工作原理沼氣是沼氣池或污水處理厭氧條件下產(chǎn)生的可燃性氣體，一般甲烷含量在 50-80%以上，熱值較高。一立方熱值大約在 5500大卡左右，和一公斤煤相比。 利用沼氣在特制的鍋爐中燃燒放出熱量， 來加熱熱水或產(chǎn)生蒸汽。鍋爐采用再生 能

14、源沼氣為燃料，運(yùn)行無污染、無噪音、屬綠色環(huán)保產(chǎn)品，可用于采暖和熱水， 熱效率極高，廣泛應(yīng)用于取暖和供熱水用戶。沼氣發(fā)電機(jī)(1)沼氣發(fā)電機(jī)作用沼氣通過發(fā)電機(jī)組構(gòu)成沼氣發(fā)電系統(tǒng)， 主要設(shè)備有沼氣發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)和 熱回收裝置。沼氣發(fā)電機(jī)組排出的冷卻水和廢氣中的熱量通過熱回收裝置進(jìn)行回 收后，大澤動力發(fā)電機(jī)作為沼氣發(fā)生器的加溫?zé)嵩?。廣泛適用于有機(jī)廢水的處理。(2)單燃料沼氣發(fā)電機(jī)組工作原理單燃料沼氣發(fā)電機(jī)組是將“空氣沼氣”的混合物在氣缸內(nèi)壓縮，用火花塞使 其燃燒，通過活塞的往復(fù)運(yùn)動得到動力，然后連接發(fā)電機(jī)發(fā)電。餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)的啟動與運(yùn)行據(jù)統(tǒng)計(jì)調(diào)查，餐廚垃圾占城市生活垃圾總量的 30%40%。餐

15、廚垃圾包括家 庭產(chǎn)生的易腐性廚余垃圾和飯店、單位食堂等產(chǎn)生的易腐性餐飲垃圾。餐廚垃圾 的成分十分復(fù)雜，易腐爛變質(zhì)，其在運(yùn)輸與處理的過程中不僅滋生蚊蟲， 而且污 染水體和大氣。厭氧消化工藝是目前餐廚垃圾處理中常用的一種工藝， 但在處理過程中仍存 在很多問題，如餐廚垃圾單獨(dú)消化處理時(shí)極易出現(xiàn)酸化現(xiàn)象， 處理效率低(負(fù)荷 低)等，為此，必須對厭氧消化工藝進(jìn)行改進(jìn)。試驗(yàn)分4個(gè)階段：第1階段為單一消化餐廚垃圾，有機(jī)負(fù)荷為 2.34g/(L?d)條件下穩(wěn)定運(yùn)行約 30d后提高有機(jī)負(fù)荷至3.50g/(L?d)運(yùn)行約10d,因有機(jī)負(fù)荷提高后系統(tǒng)不能正常 運(yùn)行而中止第1階段試驗(yàn)。為解決該問題采取了添加市政污泥的

16、方案，在系統(tǒng)恢復(fù)正常后進(jìn)行了餐廚垃圾與市政污泥的配比試驗(yàn)。將餐廚垃圾與市政污泥按質(zhì)量比為2:1混合后進(jìn)行；第2階段試驗(yàn)，此時(shí)有機(jī)負(fù)荷為3.79g/(L?d), HRT為25d;運(yùn)行后期由于氨 氮濃度過高重新進(jìn)行了配比調(diào)整，將餐廚垃圾與市政污泥質(zhì)量比調(diào)整為 1:1進(jìn)行；第3階段試驗(yàn)，有機(jī)負(fù)荷為3.77g/(L?d), HRT為25d;第4階段餐廚垃圾與市政污泥配比不變(1:1),提高有機(jī)負(fù)荷至5.29g/(L?d), HRT為20d。為了保證反應(yīng)器內(nèi)有足夠濃度的厭氧菌，pH通常應(yīng)維持在7.07.5, 以滿足厭氧菌的最佳生長代謝環(huán)境，通常穩(wěn)定的厭氧反應(yīng)體系中pH可通過厭氧反應(yīng)中的產(chǎn)酸反應(yīng)和產(chǎn)甲烷反

17、應(yīng)平衡。 但當(dāng)產(chǎn)酸反應(yīng)速率大于產(chǎn)甲烷化速率，則出現(xiàn)有機(jī)酸的積累，pH降低，而低pH抑制了甲烷化反應(yīng)，加劇了有機(jī)酸的積 累，形成有機(jī)酸濃度增加的惡Tt循環(huán)。為維持系統(tǒng)穩(wěn)定的pH,在應(yīng)急情況下可采用加堿中和等手段?？傊?，采用改進(jìn)后的厭氧消化工藝來處理餐廚垃圾， 不僅解決了餐廚垃圾單 獨(dú)消化出現(xiàn)的酸化現(xiàn)象，同時(shí)有效地提高了厭氧消化系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷率， 縮短了 反應(yīng)停留時(shí)間，極大地提高了設(shè)備設(shè)施的利用效率，為產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)處理提供參考。分析測試項(xiàng)目與方法SCOD測定方法實(shí)驗(yàn)原理：在水樣中加入已知量的重銘酸鉀溶液，并在強(qiáng)酸性介質(zhì)下，以銀鹽作催化劑， 經(jīng)烘箱加熱處理后，以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵錢溶液滴定水

18、樣中未被反 應(yīng)的重銘酸鉀，根據(jù)硫酸亞鐵錢溶液用量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度。在酸性重銘酸鉀條件下，芳爛及砒噬難以被氧化，其氧化率較低，在硫酸銀 催化作用下，直鏈脂肪族化合物可有效地被氧化。要求水樣COD大于30 mg/L, 對未經(jīng)稀釋的水樣的測定，其上限為 2560 mg/Lo試齊1JC(1/6K2C2O7) =0.1000mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取在105c干燥2小時(shí)的優(yōu)級 純重銘酸鉀4.9032 g溶于水中，稀釋到1000mL。0.1mol/L (或 0.01mol/L) K2Cr2O7 (重銘酸鉀)-2%Ag2SO4-30MH2SO4 氧化液：稱取在105c干燥2小時(shí)的優(yōu)質(zhì)純K2Cr2O74.9

19、 g(或0.4904 g), Ag2SO4 (硫酸銀)20 g溶于166 mL蒸儲水中，加入834 mL濃硫酸，冷卻后，用濃硫酸沖至1000 mL0(3)試亞鐵靈指示劑：把1.485g試亞鐵靈溶于少許蒸儲水中加入695 mgFeSQ - 7H2O稀釋至100 mL,盛至棕色瓶中。(4)無還原物質(zhì)的蒸儲水：二次蒸儲制得每1000mL水中加少許高鈕酸鉀和2 L 濃硫酸，進(jìn)行蒸儲，再同法蒸儲一次或同等純度的水。(5) 0.1 mol/L硫酸亞鐵俊溶液：稱取 40.00 g Fe(NH4)2(SO4)2 6H2O (六水合硫 酸亞鐵錢)置于1000mL試劑瓶中，力口入含20mL濃硫酸的蒸儲水1000m

20、L,同 時(shí)標(biāo)定。(6)硫酸亞鐵俊溶液標(biāo)定方法：吸取0.1000 mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液20 mL置于錐形瓶中，加入1:1硫酸溶液20 mL, 混勻，冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵俊溶液滴定到由亮綠色變紅 褐色，即為終點(diǎn)，硫酸亞鐵俊溶液濃度：0.1000 20 C(mol/L)=V式中V:滴定時(shí)消耗的硫酸亞鐵俊溶液的體積(mL)。2.5.1.3 器材250 mL 三角燒瓶；50mL 燒杯；50.00 mL 滴定管；5.00 mL、10.00 mL、20.00 mL移液管；烘箱，能夠恒溫在160c(溫度波動土 1C)；分析天平(精度0.1mg)。 2.5.1.4操作方法用移液管準(zhǔn)確吸取10

21、mL氧化液于250 mL三角錐瓶中，吸取廢水樣5 mL 加入其中，上蓋以50 mL小燒杯，(一是防止漂浮物進(jìn)入，二是防止加熱時(shí)蒸發(fā))， 放入已升溫至160c的烘箱中，等溫度熱至160c時(shí)，計(jì)時(shí)20分鐘，取出、冷卻， 瓶內(nèi)加入30 mL蒸儲水，待冷卻后，加入三滴試亞鐵靈指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞 鐵俊溶液滴至亮綠色變紅褐色為終點(diǎn)。空白用二次蒸儲水或同等純度的水代替水 樣，同樣烘20分鐘后用硫酸亞鐵錢滴定之。2.5.1.5結(jié)果處理(Vo - V1) C 8 1000 COD(mg/L)=1)其中：V。：空白滴定時(shí)消耗硫酸亞鐵俊毫升數(shù)；V1:為水樣滴定時(shí)消耗硫酸亞鐵俊毫升數(shù)；C:為硫酸亞鐵俊溶液摩爾濃度

22、mol/L;(1/4) O2的摩爾質(zhì)量以mol/L為單位的換算值；V:廢水的毫升數(shù)。10TS測定方法操作方法(1)定量濾紙?jiān)?03-105C烘2h,干燥器內(nèi)冷卻，記質(zhì)量為 m0(2)將樣品100 mL用(1)中的濾紙過濾，放入103-105C的烘箱中烘2h,取 出在干燥器中冷卻，稱重。記質(zhì)量為 m1(3)將干凈的培竭放入烘箱中干燥1h,取出放在干燥器中冷卻至，稱重，質(zhì)量為m2(4)將(2)中的濾紙和泥放在3中的培竭中，然后放入馬弗爐中，力口熱至I 600c 時(shí)開始計(jì)時(shí)，灼燒60分鐘，在干燥器中冷卻并稱重，m3；(從溫度達(dá)到600c開 始計(jì)時(shí))結(jié)果處理TS=(m1- m0)/0.1VS測定方法操

23、作方法(1)定量濾紙?jiān)?03-105C烘2h,干燥器內(nèi)冷卻，記質(zhì)量為 m0(2)將樣品100 mL用(1)中的濾紙過濾，放入103-105C的烘箱中烘2h,取 出在干燥器中冷卻，稱重。記質(zhì)量為 m1(3)將干凈的培竭放入烘箱中干燥1h,取出放在干燥器中冷卻至，稱重，質(zhì)量為m2(4)將(2)中的濾紙和泥放在3中的培竭中，然后放入馬弗爐中，力口熱至I 600c 時(shí)開始計(jì)時(shí)，灼燒60分鐘，在干燥器中冷卻并稱重，m3；(從溫度達(dá)到600c開 始計(jì)時(shí))結(jié)果處理VSS=( m+m2- m0)- m3/0.1NH3-N測定方法實(shí)驗(yàn)原理碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，此顏色在較寬的波長

24、內(nèi)其強(qiáng)烈吸收，通常測量用波長在410-425nm范圍。試齊1J(1)納氏試劑11灑石酸鉀鈉溶液：稱取50g灑石酸鉀鈉溶于100mL水中，加熱煮沸以除去 氨，放冷，定容于100mL。（2）錢標(biāo)準(zhǔn)儲備液：稱取3.819g經(jīng)100c干燥的優(yōu)級純氯化錢溶于水中，移入 1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。錢標(biāo)準(zhǔn)使用液：移取5.00mL錢標(biāo)準(zhǔn)儲備液于500mL容量瓶，用水稀釋至標(biāo) 線。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。操作方法（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制吸取 0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00 和 10.00mL 錢標(biāo)準(zhǔn)使用液于 50mL 比 色管中，加水至標(biāo)線，力

25、口 1.0mL灑石酸鉀鈉溶液，混勻。力口 1.5mL納氏試劑， 混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程10mm比色皿，以0濃度為參 比，測量吸光度。（2）水樣的測定分取適量的水樣于50mL比色管中，稀釋至標(biāo)線，力口 1.0mL灑石酸鉀鈉溶液， 混勻。力口 1.5mL納氏試劑，混勻。結(jié)果處理氨氮（N, mg/L） =1000*m/V式中：m：由吸光度查得的氨氮量（mg）V：水樣體積（mL）第3章結(jié)果與分析餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中的注意事項(xiàng)及控制方法產(chǎn)甲烷反應(yīng)時(shí)厭氧消化過程的控制階段，因此，一般來說，在討論厭氧生物處理的影響因素時(shí)主要討論影響產(chǎn)甲烷菌的各項(xiàng)因素；主要影響因素有：溫

26、度、 pH值、氧化還原電位、營養(yǎng)物質(zhì)、F/M比、有毒物質(zhì)等。（1）溫度因素：溫度對厭氧微生物的影響尤為顯著，厭氧消化中的微生物對溫 度的變化非常敏感（一天內(nèi)的變化范圍在1.52c以內(nèi)為宜），溫度的突然變化， 對甲烷產(chǎn)量有明顯影響，溫度突變超過一定范圍時(shí)，則會停止產(chǎn)氣。厭氧細(xì)菌可 分為嗜溫菌（中溫菌）、嗜熱菌（或高溫菌）；相應(yīng)地，厭氧消化分為：常溫消化（1030C）、中溫消化（3335C）和高溫消化（5055C）；高溫消化的反應(yīng) 速率約為中溫消化的1.51.9倍，產(chǎn)氣率也相對較高，但氣體中甲烷含量較低。 本實(shí)驗(yàn)采用中溫厭氧消化，并用水浴保溫層進(jìn)行溫度控制。12pH: pH值是厭氧消化過程中的最重

27、要的影響因素，pH值的變化直接影響著消化過程和消化產(chǎn)物；重要原因：產(chǎn)甲烷菌對pH值的變化非常敏感，一般認(rèn)為，其最適pH值范圍為6.87.2,當(dāng)pH8.2時(shí)，產(chǎn)甲烷菌會受到嚴(yán) 重抑制，而進(jìn)一步導(dǎo)致整個(gè)厭氧消化過程的惡化。厭氧體系中的pH值受多種因素的影響：進(jìn)水pH值、進(jìn)水水質(zhì)(有機(jī)物濃度、有機(jī)物種類等)、生化反應(yīng)、 酸堿平衡、氣固液相間的溶解平衡等；厭氧體系是一個(gè)pH值的緩沖體系，主要由碳酸鹽體系所控制；一般來說：系統(tǒng)中脂肪酸含量的增加(累積)，將消耗堿度，使pH下降；但產(chǎn)甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且還會產(chǎn)生致堿物 質(zhì)如HCO3-等，使系統(tǒng)的pH值回升。一般通過控制堿度來控制 pH值，通

28、常堿 度控制在25005000mgCaCO3/L比較合適。本實(shí)驗(yàn)所取的餐廚垃圾較易酸化， 所以每天必須測定pH并且及時(shí)調(diào)至上述范圍。(3)氧化還原電位(ORP或Eh):產(chǎn)甲烷菌是專性厭氧菌，氧對產(chǎn)甲烷菌有毒 害作用，因此必須創(chuàng)造厭氧的條件。厭氧環(huán)境，主要以體系中的氧化還原電位來 反映，一般控制在Eh為-300mV左右。高溫厭氧消化系統(tǒng)適宜的氧化還原電位 為-500-600mV;中溫厭氧消化系統(tǒng)及浮動溫度厭氧消化系統(tǒng)要求的氧化還原電 位應(yīng)低于-300-380mV。產(chǎn)酸細(xì)菌對氧化還原電位的要求不甚嚴(yán)格，甚至可在 +100-100mV的兼性條件下生長繁殖；產(chǎn)甲烷菌的最適氧化還原電位為-150-400

29、mV,培養(yǎng)產(chǎn)甲烷菌的初期，氧化還原電位不能高于 -330mVo(4)有機(jī)負(fù)荷率(F/M比)：厭氧生物處理的有機(jī)物負(fù)荷較好氧生物處理更高， 一般可達(dá)510 kg COD/(m3d),甚至可達(dá)5080 kgCOD/(m3.d);無傳氧的限制； 可以積聚更高的生物量。產(chǎn)酸階段的反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于產(chǎn)甲烷階段，因此必須十分謹(jǐn)慎地選擇有機(jī)負(fù)荷；高的有機(jī)容積負(fù)荷的前提是高的生物量，而相應(yīng)較低的污 泥負(fù)荷；高的有機(jī)容積負(fù)荷可以縮短 HRT,減少反應(yīng)器容積。(5)營養(yǎng)與C/N比：厭氧消化原料在厭氧消化過程中既是產(chǎn)生沼氣的基質(zhì)，又 是厭氧消化微生物賴以生長、繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)。這些營養(yǎng)物質(zhì)中最重要的是碳素 和氨素兩種營養(yǎng)

30、物質(zhì)，厭氧發(fā)酵原料的 C/N比以(2030) :1為宜。原料C/N 比過高，碳素多，氮素養(yǎng)料相對缺乏，系統(tǒng)的緩沖能力低，pH易降低，細(xì)菌和其他微生物的生長繁殖受到限制，有機(jī)物的分解速度就慢、發(fā)酵過程就長。若 C/N比過低，可供消耗的碳素少，氮素養(yǎng)料相對過剩，則容易造成系統(tǒng)中氨氮濃13 度過高，出現(xiàn)氨中毒，會抑制消化過程。厭氧微生物對 N、P等營養(yǎng)物質(zhì)的要求 略低于好氧微生物，其要求COD:N:P=200:5:1 ;多數(shù)厭氧菌不具有合成某些必要 的維生素或氨基酸的功能，所以有時(shí)需要投加： K、Na、Ca等金屬鹽類； 微量元素Ni、Co、Mo、Fe等；有機(jī)微量物質(zhì)：酵母浸出膏、生物素、維生素 等。

31、(6)有毒物質(zhì)：揮發(fā)性脂肪酸(VFA)是消化原料酸性消化的產(chǎn)物，同時(shí)也是 甲烷菌的生長代謝的基質(zhì)。一定的揮發(fā)性脂肪酸濃度是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要 條件，但過高的VFA會抑制甲烷菌的生長，從而破壞消化過程。有許多化學(xué)物 質(zhì)能抑制厭氧消化過程中微生物的生命活動， 這類物質(zhì)被稱為抑制劑。抑制劑的 種類也很多，包括部分氣態(tài)物質(zhì)、重金屬離子、酸類、醇類、苯、氟化物及去垢 劑等。常見的抑制性物質(zhì)有：硫化物、氨氮、重金屬、氟化物及某些有機(jī)物等。(7)氨氮厭氧消化過程中，氮的平衡是非常重要的因素。消化系統(tǒng)中的由于細(xì) 胞的增殖很少，故只有很少的氮轉(zhuǎn)化為細(xì)胞，大部分可生物降解的氮都轉(zhuǎn)化為消 化液中的氨氮，因此消化

32、液中氨氮的濃度都高于進(jìn)料中氨氮的濃度。實(shí)驗(yàn)研究表 明，氨氮對厭氧消化過程有較強(qiáng)的毒性或抑制性，氨氮以NH4+及NH3等形式存在于消化液中，NH3對產(chǎn)甲烷菌的活性有比NH4+更強(qiáng)的抑制能力。(8)攪拌和混合：攪拌可使消化物料分布均勻，增加微生物與物料的接觸，并 使消化產(chǎn)物及時(shí)分離，從而提高消化效率、增加產(chǎn)氣量。同時(shí)，對消化池進(jìn)行攪 拌，可使池內(nèi)溫度均勻，加快消化速度，提高產(chǎn)氣量。攪拌方法包括氣體攪拌、 機(jī)械攪拌、泵循環(huán)等。氣體攪拌是將消化池產(chǎn)生的沼氣，加壓后從池底部沖入， 利用產(chǎn)生的氣流，達(dá)到攪拌的目的。機(jī)械攪拌適合于小的消化池，液攪拌和氣攪 拌適合于大、中型的沼氣工程。本實(shí)驗(yàn)采用機(jī)械攪拌。(9

33、)接種物：厭氧發(fā)酵中細(xì)菌數(shù)量和種群會直接影響細(xì)菌甲烷的產(chǎn)生。不同來 源的厭氧發(fā)酵物種對產(chǎn)氣量有不同的影響，添加接種物可有效提高消化液中微生 物的種類和數(shù)量，從而提高反應(yīng)器的消化處理能力和產(chǎn)氣量。 在開始發(fā)酵時(shí)，一 般要求菌種量達(dá)到料液量的5%以上。厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中NH3-N的變化表1氨氮標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)14氨氮含量(mg)00.5133710吸光度00.0030.0230.1040.1700.2350.350表2氨氮測量數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)日期12月7日12月9日12月11日吸光度0.2560.2490.237氨氮含量(mg)7.447.246.90氨氮濃度(mg/L)148.73144.79138.0

34、3小結(jié)：由上述表格數(shù)據(jù)可知，氨氮濃度變化不大，較為穩(wěn)定，維持在143 mg/L 左右，反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定。厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中SCOD的變化硫酸亞鐵俊濃度為 0.1005 mol/L表3 COD測量數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)日期12月7日12月9日12月11日消耗硫酸亞鐵錢 體積(mD空白水樣空白水樣空白水樣9.758.679.928.959.808.93CODt度（mg/L）1736.61559.801399.00小結(jié)：由上述表格數(shù)據(jù)可知，COD濃度略有下降，下降較為緩慢，降解效率逐步提高，反應(yīng)器運(yùn)行良好。15厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中TS、VS的變化表4 SS及VSS測量數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)日期m0m1m2m3SS(mg/L

35、)VSS(mg/L)12月7日38.812940.715735.851635.877019.028018.774012月9日45.562644.318816.947816.958524.876024.662012月11日42.354641.286218.903818.918521.140421.1100小結(jié)：由上述表格數(shù)據(jù)可知，SS的濃度較為穩(wěn)定，在21 mg/L左右波動； VSS的濃度也較為穩(wěn)定，在20 mg/L左右波動。這說明反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定。厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中pH的變化pH經(jīng)過水解酸化過程，下降后自動上升之甲烷菌適宜的范圍，消化反應(yīng)從而能 夠順利進(jìn)入到產(chǎn)甲烷階段，甲烷含量和氣體產(chǎn)量逐漸

36、增大。本實(shí)驗(yàn) pH穩(wěn)定在7 左右，說明反應(yīng)器運(yùn)行良好。厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行過程中各項(xiàng)指標(biāo)檢測的必要性餐廚垃圾中氨氮含量較高，氨氮是反應(yīng)餐廚垃圾厭氧消化處理程度的重要參 數(shù)，因此氨氮的測定具有重要意義；同時(shí)，餐廚垃圾中富含油脂，粗蛋白等有機(jī) 物質(zhì)，SCOD指標(biāo)的測定也是反應(yīng)厭氧消化過程處理程度的重要反映；在有機(jī)負(fù)荷、處理程度和產(chǎn)氣量三者之間，存在著平衡關(guān)系。一般來說，較高的有機(jī)負(fù)荷 可獲得較大的產(chǎn)氣量，但處理程度會降低。由于厭氧消化過程中產(chǎn)酸階段的反應(yīng) 速率比產(chǎn)甲烷的反應(yīng)速率高得多，必須十分謹(jǐn)慎地選擇有機(jī)負(fù)荷，使揮發(fā)酸的生 成和消耗不致失調(diào)，形成揮發(fā)酸積累，因此，對于接種物的 VS, TS的測定具有 十分重要的意義；pH值時(shí)衡量反應(yīng)穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，微生物對 pH值的 波動十分敏感，一般來說，反應(yīng)器的 pH值應(yīng)維持在6.5-7.8范圍，最佳范圍在 pH值為6.8-7.2左右。第4章實(shí)驗(yàn)分工及心得體會在本次實(shí)驗(yàn)中，我了解了整個(gè)餐廚垃圾厭氧處理的全過程， 同時(shí)見識了很多 實(shí)際處理過程中的生產(chǎn)設(shè)備。在老師的細(xì)心講解下，我們學(xué)到了很多在課堂上未 深入探究，卻在在實(shí)際工程中重要的細(xì)節(jié)，讓人恍然大悟。本次實(shí)驗(yàn)分工明確， 大家都很好的完成了自己的部分。部分人負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的操作，部分人負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)記錄， 部分人負(fù)