級(jí)環(huán)工固廢課厭氧實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1、餐廚垃圾厭氧消化實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握厭氧消化基本原理和工藝流程（2）了解餐廚垃圾厭氧過程主要工藝參數(shù)及其對(duì)產(chǎn)氣性能的影響二、實(shí)驗(yàn)原理厭氧消化：有機(jī)物在無氧條件下被微生物分解、轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等，并合成自身細(xì)胞物質(zhì)的生物學(xué)過程。厭氧消化過程中，在微生物的作用下有機(jī)質(zhì)被分解，其中一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳等物質(zhì)，以氣體形成釋放出來，即人們常說的沼氣；未消化完的殘余物稱沼渣沼液，一般作為有機(jī)肥料使用。沼氣的主要成分是甲烷，此外還含有二氧化碳、氮?dú)?、一氧化碳、氫氣、硫化氫和極少量的氧氣。沼氣中甲烷的含量一般在50%65%；二氧化碳在3035%左右。三、厭氧消化影響因素1、厭氧條件；2、消

2、化溫度；3、有機(jī)負(fù)荷率；4、消化時(shí)間；5、pH值；6、接種物；7、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；7、有毒物質(zhì)；8、攪拌等本實(shí)驗(yàn)主要研究因素：1、厭氧條件；2、消化溫度；3、有機(jī)負(fù)荷率；4、消化時(shí)間；5、pH值；6、接種物四、所用儀器及設(shè)備設(shè)備名稱用途規(guī)格生產(chǎn)廠家粉碎機(jī)粉碎物料切碎式江陰市宏達(dá)機(jī)械制造有限公司總有機(jī)碳分析儀測(cè)原料中總CSKALAR CS22荷蘭Skalar公司電熱鼓風(fēng)干燥箱測(cè)原料中水份DHG-924OA上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司馬弗爐測(cè)原料中揮發(fā)份SX2-2.5-12天津市通達(dá)實(shí)驗(yàn)電爐廠氣相色譜儀測(cè)沼氣成分GC-2014島津公司微量進(jìn)樣器取氣lmL上海高鴿工貿(mào)有限公司精密電子天平稱重EU-C1200G

3、IBERTINIELETTRONICASALpH/IsE測(cè)試儀消化液的pHThermo868熱電(上海)儀器有限公司電子天平稱重JA1201上海民僑電子設(shè)備廠凱式定氮儀測(cè)原料中的NFOSS SCINO KT260Foss公司五、實(shí)驗(yàn)原料（1）原料實(shí)驗(yàn)所用的原料為秸稈，來自北京效區(qū)。（2）接種物實(shí)驗(yàn)所用接種物采集自北京順義某村沼氣站，為中溫（35）厭氧消化沼液。六、實(shí)驗(yàn)方法1、實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)采用批式厭氧發(fā)酵，實(shí)驗(yàn)裝置主要由1L藍(lán)蓋瓶、1L集氣瓶（即廣口瓶）和1L燒杯組成，其中集氣瓶上標(biāo)有刻度，采用中溫厭氧消化(35±1)。藍(lán)蓋瓶作為反應(yīng)發(fā)酵罐，工作體積為0.8L。采用排水法收集沼氣，集氣

4、瓶上標(biāo)計(jì)刻度來計(jì)量日產(chǎn)氣量。實(shí)驗(yàn)裝置見圖1。圖1實(shí)驗(yàn)裝置1.平臺(tái) 2. 1L藍(lán)蓋瓶 3.平臺(tái) 4.集氣瓶 5.燒杯 6.三通玻璃管和止水夾2、 實(shí)驗(yàn)步驟（1）預(yù)處理和保存秸稈取回后，首先進(jìn)行涼曬，曬干后進(jìn)行粉碎，以備進(jìn)行性質(zhì)分析以及對(duì)照實(shí)驗(yàn)。接種物取回后置于塑料桶內(nèi)密封，靜置24h虹吸出上清液，以提高污泥濃度。在某些特定實(shí)驗(yàn)中，為滿足實(shí)驗(yàn)要求，需對(duì)污泥進(jìn)行進(jìn)一步濃縮，可采用離心的方法來實(shí)現(xiàn)。離心條件為轉(zhuǎn)速3000 r·min-1，離心時(shí)間：10 min。將預(yù)處理過的污泥存放在密閉容器內(nèi)，保存于4的冰箱中，并于使用前1d取出，置于室溫使菌種恢復(fù)活性。（2）上料按照預(yù)先設(shè)定的負(fù)荷10-3

5、0g/L、F/M（原料和接種物）比為0.5-1反應(yīng)體積0.8L、原料的TS、VS等，計(jì)算進(jìn)料所用原料量和接種泥的量，根據(jù)原料的碳氮含量，計(jì)算是否應(yīng)該加尿素調(diào)節(jié)碳氮比。測(cè)定進(jìn)料前的瓶重，進(jìn)料后，加水至反應(yīng)體積刻度處，攪拌均勻，測(cè)定總重和PH，塞上定做的梯形硅膠塞。（3）運(yùn)行管理反應(yīng)瓶放置在室溫條件下，記錄瓶中加水至1L刻度處，積水瓶加入200ml的水。每天觀察產(chǎn)氣情況，排查漏氣狀況，每天記錄日產(chǎn)氣量，每三天測(cè)定一次氣相（沼氣中甲烷含量）,每天晃1-2次發(fā)酵瓶，可起到攪拌作用。實(shí)驗(yàn)過程中的分析項(xiàng)目主要包括：進(jìn)、出料pH、進(jìn)、出料總固體量（TS）和揮發(fā)性固體量（VS）、日產(chǎn)氣量（每天記錄）和產(chǎn)氣成分

6、（每周測(cè)一次）。其中，pH、TS和VS的分析按照APHA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。（4）日產(chǎn)氣量連續(xù)三天基本不產(chǎn)氣為止七、實(shí)驗(yàn)記錄1、瓶重（上料前和卸料后各稱一次）2、物料性質(zhì)（實(shí)驗(yàn)室完成）TSVSpH水份進(jìn)料性質(zhì)出料性質(zhì)接種物3、測(cè)定反應(yīng)前后物料的重量，計(jì)算出物料減少量（扣除接種物的量），即實(shí)際用來產(chǎn)氣的物料量。4、日常記錄（1）每天記錄日產(chǎn)氣量，產(chǎn)氣多的時(shí)候集氣瓶可能會(huì)排空，因此，需要一天內(nèi)排2-3次氣。（2）每3天測(cè)定一次沼氣成份，包括CO2，N2，H2，CH4，并記錄。如表所示：日期天數(shù)日產(chǎn)氣量沼氣成份5月5日15月6日25月7日3總產(chǎn)氣量5、 畫出日產(chǎn)氣量圖6、計(jì)算出單位TS、VS產(chǎn)氣量和總產(chǎn)氣量TS-總固體（實(shí)驗(yàn)時(shí)已提供，不用單測(cè)）VS-揮發(fā)性固體（實(shí)驗(yàn)時(shí)已提供，不用單測(cè)）單位TS產(chǎn)氣量=總產(chǎn)氣量÷總TS的量單位VS產(chǎn)氣量=總產(chǎn)氣量÷總VS的量八、注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)開始后第1-2天可能產(chǎn)氣量會(huì)很多，然后產(chǎn)氣開始迅速下降，正常情況下2-3天后產(chǎn)氣會(huì)慢慢回升，這是正?，F(xiàn)象，此時(shí)是原料進(jìn)入了酸化階段，酸化之后產(chǎn)氣量會(huì)降得很低，氣體中CO2含量最高。產(chǎn)氣回升后即系統(tǒng)進(jìn)入了產(chǎn)甲烷階段，氣體中CH4含量會(huì)慢慢升高。2、如果一直不產(chǎn)氣的話可能是反應(yīng)裝置漏氣，需檢查氣密性。3、測(cè)氣時(shí)到實(shí)驗(yàn)室找相關(guān)人員來拿取樣針，用完后歸回原處