餐廚垃圾厭氧消化過程穩(wěn)定性檢測系統(tǒng)開發(fā)與研究.pdf

1、餐廚垃圾厭氧消化能在處理廢物的同時還可回收能源，是目前廣泛使用的處理技術(shù)。然而，餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)極易失穩(wěn)，工業(yè)規(guī)模的厭氧反應(yīng)器通常在低負(fù)荷下運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效運(yùn)行，改良的方法是通過過程控制，及時掌握反應(yīng)器運(yùn)行動態(tài)。鑒于此，本研究對餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)進(jìn)行了多次擾動研究，反復(fù)驗(yàn)證狀態(tài)參數(shù)的有效性，建立了餐廚垃圾厭氧消化過程穩(wěn)定性檢測體系，提出了穩(wěn)定化指數(shù)及其閾值；并基于此開發(fā)了穩(wěn)定化指數(shù)的在線檢測技術(shù)；且進(jìn)一步結(jié)合自動控制系統(tǒng)，開發(fā)

2、了整個厭氧反應(yīng)器的過程穩(wěn)定性檢測設(shè)備；最后，本文探索了微生物群落動態(tài)與系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的關(guān)系，初步探索了反應(yīng)器的失穩(wěn)機(jī)理。
　　本文主要研究成果如下：
　?、俦疚脑u價了厭氧消化過程中狀態(tài)參數(shù)在不同運(yùn)行條件下的有效性，提出了包含常規(guī)指標(biāo)、緩沖堿度指標(biāo)和揮發(fā)酸類指標(biāo)在內(nèi)的穩(wěn)定化指數(shù)。該指數(shù)響應(yīng)比常規(guī)指標(biāo)（如pH，產(chǎn)氣量等）快1~9天，可較好的對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測和預(yù)警。
　?、诓蛷N垃圾厭氧消化系統(tǒng)緩沖容量高，安

3、全預(yù)警指標(biāo)體系中的VFA（Volatile Fatty Acid），堿度等指標(biāo)無準(zhǔn)確、簡便且便于在線測定的聯(lián)合檢測方法，本研究改進(jìn)傳統(tǒng)聯(lián)合滴定法，提出一種可同時測定厭氧發(fā)酵液中TA（Total Alkalinity）、BA（Bicarbonate Alkalinity）、VFA的方法，將原本只能應(yīng)用于低緩沖系統(tǒng)的方法，擴(kuò)展到可在不同堿度范圍內(nèi)使用，并在原本BA與VFA聯(lián)合滴定的基礎(chǔ)上，增加了TA滴定。
　?、刍谔岢龅姆€(wěn)定化指數(shù)及

4、其檢測方法，本研究自行設(shè)計并開發(fā)了餐廚垃圾厭氧消化過程穩(wěn)定性的檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括預(yù)處理系統(tǒng)、穩(wěn)定化指數(shù)檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分。預(yù)處理系統(tǒng)、穩(wěn)定化指數(shù)檢測系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵性液相參數(shù)的在線檢測；控制系統(tǒng)通過擬合所檢控指標(biāo)實(shí)現(xiàn)對穩(wěn)定化指數(shù)的計算及顯示，并可根據(jù)檢測結(jié)果智能判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)實(shí)地或遠(yuǎn)程報警。
　?、懿捎?54焦磷酸測序技術(shù)分析了餐廚垃圾厭氧發(fā)酵試驗(yàn)過程中微生物群落演替變化情況，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)失穩(wěn)主要與餐廚垃圾高油、高鹽、