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BMP用于研究溫度對餐廚垃圾厭氧發酵的影響案例

閱讀:899        發布時間:2018-6-13
  • 背景介紹:

餐廚垃圾組成成分較為復雜,含有油脂、蛋白質、糖類等物質,溫度是厭氧發酵的關鍵因素之一,對水解過程、產酸過程、產甲烷過程影響很大,本實驗利用BMP全自動甲烷潛力測試儀器研究了中溫(37攝氏度)和高溫(55攝氏度)條件下的餐廚垃圾的厭氧發酵規律,可以為實際生產工藝提供一定的理論依據和指導建議。

 

二、實驗步驟:

  • 所需條件:RTK18通道BMP儀器2臺,恒溫水浴鍋2臺,餐廚垃圾300g,纖維素30g,活性污泥500 g。

 

  • 實驗過程:
  • 中溫37攝氏度實驗周期30d,高溫55攝氏度實驗周期10d;
  • 500毫升反應瓶,反應體積400 mL,底物4g餐廚,同時為了研究餐廚與污泥混合發酵,按比例添加部分污泥,對照組為4.5g纖維素。

 

三、實驗分析:

  • 如圖一所示為本實驗采用的BMP全自動甲烷潛力測試儀                         圖一:BMP全自動甲烷潛力測試儀

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  • 如圖二所示為37攝氏度實驗30d數據截圖和55攝氏度實驗10d數據截圖,包括產甲烷體積曲線圖和產甲烷速率曲線圖。  圖二:左圖37攝氏度18d數據截圖、右圖高溫55攝氏度10d數據截圖

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  • 圖三為數據以h或d為單位間隔下載處理圖
  • 以對照組纖維素分析,37攝氏度30d實驗周期,4.5g纖維素產甲烷1623 mL,平均361 mL/g VS,纖維素理論產量414 mL/g VS,產率87.1%,55攝氏度10d實驗周期,4.5 g纖維素產甲烷1450 mL,平均322 mL/g VS,產率77.1%,符合文獻報道的一般70-90%范圍;
  • 對照組纖維素實驗,可以發現55攝氏度纖維素產氣速率明顯高于37攝氏度實驗,對應的55攝氏度產氣實驗啟動時間為1d,37攝氏度纖維素啟動時間為3d。纖維素高溫實驗的甲烷產率低于中溫實驗產率,可能與溫度對它的水解、酸化過程有關;
  • 37攝氏度實驗,終產率,4g餐廚>3g餐廚+1g污泥>2g餐廚+2g污泥>1g餐廚+3g污泥>4g污泥,與理論值符合。但是實驗過程中并非一直按照此規律,4g餐廚存在先抑制后解除的過程;
  • 55攝氏度實驗,終產率4g餐廚>3g餐廚+1g污泥>2g餐廚+2g污泥>1g餐廚+3g污泥>4g污泥,與理論值符合。實驗過程基本一直按照此規律進行,未出現明顯的酸抑制過程;
  • 高溫55攝氏度實驗,餐廚垃圾未出現明顯的酸抑制現象,可能與高溫反應快,降低VFA積累有關。
  •  

    四、實驗小結:

    BMP全自動甲烷潛力測試儀可以研究餐廚垃圾不同溫度的厭氧發酵效果,評估餐廚和污泥混合發酵效率,由于儀器是自動、實時、在線采集和記錄數據,采樣點低至每分鐘,測量分辨率低至每毫升,因此可以觀察實驗細節,可以為指導實際生產工藝提供理論依據和小試經驗。

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