2021/05/26 17:55
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方案详情:
BMP用于研究温度对餐厨垃圾厌氧发酵的影响案例
一、 背景介绍:
餐厨垃圾组成成分较为复杂,含有油脂、蛋白质、糖类等物质,温度是厌氧发酵的关键因素之一,对水解过程、产酸过程、产甲烷过程影响很大,本实验利用BMP全自动甲烷潜力测试仪器研究了中温(37摄氏度)和高温(55摄氏度)条件下的餐厨垃圾的厌氧发酵规律,可以为实际生产工艺提供一定的理论依据和指导建议。
二、实验步骤:
1、 所需条件:RTK18通道BMP仪器2台,恒温水浴锅2台,餐厨垃圾300g,纤维素30g,活性污泥500 g。
2、 实验过程:
(1) 中温37摄氏度实验周期30d,高温55摄氏度实验周期10d;
(2) 500毫升反应瓶,反应体积400 mL,底物4g餐厨,同时为了研究餐厨与污泥混合发酵,按比例添加部分污泥,对照组为4.5g纤维素。
三、实验分析:
1、 如图一所示为本实验采用的BMP全自动甲烷潜力测试仪
图一:BMP全自动甲烷潜力测试仪
2、 如图二所示为37摄氏度实验30d数据截图和55摄氏度实验10d数据截图,包括产甲烷体积曲线图和产甲烷速率曲线图。
图二:左图37摄氏度18d数据截图、右图高温55摄氏度10d数据截图
3、 图三为数据以h或d为单位间隔下载处理图
(1) 以对照组纤维素分析,37摄氏度30d实验周期,4.5g纤维素产甲烷1623 mL,平均361 mL/g VS,纤维素理论产量414 mL/g VS,产率87.1%,55摄氏度10d实验周期,4.5 g纤维素产甲烷1450 mL,平均322 mL/g VS,产率77.1%,符合文献报道的一般70-90%范围;
(2) 对照组纤维素实验,可以发现55摄氏度纤维素产气速率明显高于37摄氏度实验,对应的55摄氏度产气实验启动时间为1d,37摄氏度纤维素启动时间为3d。纤维素高温实验的甲烷产率低于中温实验产率,可能与温度对它的水解、酸化过程有关;
(3) 37摄氏度实验,最终产率,4g餐厨>3g餐厨+1g污泥>2g餐厨+2g污泥>1g餐厨+3g污泥>4g污泥,与理论值符合。但是实验过程中并非一直按照此规律,4g餐厨存在先抑制后解除的过程;
(4) 55摄氏度实验,最终产率4g餐厨>3g餐厨+1g污泥>2g餐厨+2g污泥>1g餐厨+3g污泥>4g污泥,与理论值符合。实验过程基本一直按照此规律进行,未出现明显的酸抑制过程;
(5) 高温55摄氏度实验,餐厨垃圾未出现明显的酸抑制现象,可能与高温反应快,降低VFA积累有关。
四、实验小结:
BMP全自动甲烷潜力测试仪可以研究餐厨垃圾不同温度的厌氧发酵效果,评估餐厨和污泥混合发酵效率,由于仪器是自动、实时、在线采集和记录数据,采样点低至每分钟,测量分辨率低至每毫升,因此可以观察实验细节,可以为指导实际生产工艺提供理论依据和小试经验。
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