生物质能源工程及技术实验报告

1、环境工程生物质能源工程与技术实验班 级 环工1302 分 组 谢树泼、张福鑫、刘少非、 温锦程、刘经纬、叶元 指导教师 黄振兴/廖家林 二一六年十二月目 录第1章 实验目的与要求.41.1 实验目的. .41.2 实验要求.4第2章 餐厨垃圾厌氧消化工艺流程.52.1 工艺流程图. . .52.2 工艺流程说明.52.3 餐厨垃圾厌氧消化各处理单元（设备）的作用及工作原理.5 2.3.1 翻斗提升机.52.3.2 撕碎机.6.2.3.3 二级提升机.62.3.4 分选机.72.3.5三级提升机.72.3.6破碎机.7.2.3.7厌氧发酵罐.72.3.8沼气储柜.8.2.3.9沼气锅炉 .82.

2、3.10沼气发酵机.82.4 餐厨垃圾厌氧消化系统的启动与运行.82.5分析测试项目与方法.9.2.5.1 SCOD测定方法. .92.5.2 TS测试方法.11.2.5.3 VS测定方法 112.5.4 NH3-N测定方法. .11第3章 结果与分析. . .123.1 餐厨垃圾厌氧消化系统运行过程中的注意事项及控制方法. . .123.2 厌氧消化系统运行过程中NH3-N的变化.133.3 厌氧消化系统运行过程中SCOD的变化.143.4 厌氧消化系统运行过程中TS、VS的变化.153.5 厌氧消化系统运行过程中pH的变化153.6 厌氧消化系统运行过程中各项指标检测的必要性. .15第4

3、章 实验分工及心得体会. . 15第1章 实验目的与要求1.1实验目的（1）了解并掌握餐厨垃圾厌氧消化工艺流程。（2）了解并掌握餐厨垃圾厌氧消化各处理单元（设备）的作用及工作原理。（3）了解并掌握餐厨垃圾厌氧消化系统的启动与运行。（4）了解并掌握餐厨垃圾厌氧消化系统运行过程中的注意事项及控制方法。（5）了解并掌握分析测试项目与方法，包括：SCOD测定方法、TS测试方法、VS测定方法、NH3-N测定方法等。（6）了解厌氧消化系统运行过程中NH3-N的变化、SCOD的变化、TS、VS的变化、pH的变化。（7）了解厌氧消化系统运行过程中各项指标检测的必要性。1.2实验要求（1）了解餐厨垃圾厌氧消化实

4、验的过程以及意义分析（2）要注意观察和记录实验过程中出现的现象。（3）要复习以前学过的知识，会应用所学知识分析和解决实际问题。（4）要注重实验数据。每个人要自己处理数据并分析实验结果，得出结论规律或发现问题，并为思考下次实验如何改进。（5）要有积极主动，改变教师让做什么就做什么的习惯，要想自己应该做什么和如何做。（6）要问为什么。对每一个实验、每一种实验和测试方法都要想清楚为什么，是否有其他方法。如果有，为什么不用。（7）要全面了解实验工作，实验中可能有分工，但每个学生要了解实验的全面情况，不能只了解自己负责的部分。（8）要有团队精神。每个人的工作都对全小组是否能完成实验和实验的结果有影响，因

5、此，需要有明确的分工和密切的合作。第2章 餐厨垃圾厌氧消化工艺流程2.1 工艺流程图图1餐厨垃圾处理线工艺流程图2.2 工艺流程说明餐厨垃圾经过运输收集倒入翻斗提升机，提升后倒入撕碎机进行撕碎，撕碎后垃圾进入筛选机进行不同比重的分离，再进入粉碎机进行垃圾粉碎处理，再依次经过一级发酵罐、二级发酵罐和深度处理后，最后达标直排或接管。而发酵的产生的沼气依次经过水封器、脱水器、脱硫器进入沼气储罐，可以用于沼气锅炉和发电机组发电，实现能源化。2.3 餐厨垃圾厌氧消化各处理单元（设备）的作用及工作原理2.3.1翻斗提升机（1）翻斗式上料机作用用于各种环境下的输送，实现自动化控制，将餐厨垃圾从底部输送提升到

6、顶部，到达顶部立即停止提升，翻斗倾倒餐厨垃圾进入撕碎机，再从顶部回到底部，进行再次填装垃圾。 （2）翻斗式提升机原理料斗把物料从下面的储藏中舀起，随着输送带或链提升到顶部，绕过顶轮后向下翻转，斗式提升机将物料倾入接受槽内。带传动的斗式提升机的传动带一般采用橡胶带，装在下或上面的传动滚筒和上下面的改向滚筒上。链传动的斗式提升机一般装有两条平行的传动链，上或下面有一对传动链轮，下或上面是一对改向链轮。斗式提升机一般都装有机壳，以防止斗式提升机中粉尘飞扬。2.3.2撕碎机（1）双轴撕碎机作用 双轴撕碎机又名剪切式撕碎机通过剪切、撕裂和挤压达到减小物料尺寸，这种撕碎机广泛应用于废塑料、废橡胶、木材和其

7、它大体积废弃物。为我国的废物回收利用前期的破碎，减容处理提供质量可靠的设备。（2）双轴撕碎机原理双轴撕碎机又名剪切式撕碎机通过剪切、撕裂和挤压达到减小物料尺寸，这种撕碎机主要用于打包带、轮胎、薄膜、编织袋、废旧渔网等塑料的破碎回收利用。采用双轴独立驱动，独特的刀轴结构与四角旋转式刀具，在低转速高扭矩的生产过程中，不会出现缠轴、或卡死设备的现象，从而提高了生产效率。2.3.3二级提升机（1） 链斗式提升机作用链式斗式提升机流入式喂料，物料流入料斗内靠板链提升到顶端，在物料重力作用下自行卸料，提升量广;且生产能高，能耗较低。该机采用全封式机壳链速低，几乎无回料现象，因此无功功率损耗少，噪声低，寿命

8、长。（2） 链斗式提升机原理 料斗把物料从下面的储藏中舀起，随着输送带或链提升到顶部，绕过顶轮后向下翻转，斗式提升机将物料倾入接受槽内。带传动的斗式提升机的传动带一般采用橡胶带，装在下或上面的传动滚筒和上下面的改向滚筒上。链传动的斗式提升机一般装有两条平行的传动链，上或下面有一对传动链轮，下或上面是一对改向链轮。斗式提升机一般都装有机壳，以防止斗式提升机中粉尘飞扬。2.3.4分选机（1） 分选机作用分选机是一种利用空气悬浮原理将混合粉状物料分离为轻、重两部分的分选设备。（2） 分选机原理物料在风力输送的作用下，经过关风机、进料斗落在高速旋转的分料盘上，在离心力的作用下，物料被充分分散并甩向缓冲

9、环，在下落过程中，较重的物料在转子产生的交叉气流的作用下，经过调节环的叶片，滑落到分选器的粗料收集器中收集，然后经过关风机排出;而较轻的物料、微粉或纤维则在交叉气流的作用下，随转子上方中部吸风口的气流输送到下方分选器的微粉收集器中收集，再经过关风机排出;分选机内混合气体中的微粉或纤维被收集后，转变成干净的空气，这些空气在转子的运转过程中，由转子下方中部吸风口吸入，通过涡流环，再经过调节环周边向转子上方中部吸风口流回，形成周而复始的自动循环。在这样的循环工作原理下，物料即被分为轻、重两部分。在工作过程中，通过调整调节环的位置，可以调节分选的效果。2.3.5三级提升机（1） 链式提升机作用 链式提

10、升机是用来提升各种散状物料，是目前国内较为先进的一种垂直提升设备，可被广泛用来提升各种散状物料。（2） 链式提升机原理 板链式提升机由运动部件回绕在上部驱动链轮和下部的改向链轮上，在驱动装置作用下，驱动链轮带动牵引构件和料斗作回转性的循环运动，物料由下部进料口喂入各料斗，当物料被提升至上链轮时，在重力和离心力的作用下由出料口卸出。2.3.6破碎机（1） 剪切式破碎机作用 剪切式破碎机又称为撕碎机，这是固废处理行业最常用的破碎机，剪切式破碎机主要靠“剪和切”的原理来完成破碎固体废弃物的过程，可用于破碎木材、塑料、轮胎、废铁皮以及生活垃圾等各种物料。（2） 剪切式破碎机工作原理 电机带动减速机通过

11、锥齿轮传动，带动转子剪板作低速旋转。物料进入后被均匀的分流在转子剪板与定子剪板的空间内，物料受到转子剪板与定子剪板的挤压和剪切而破碎，破碎后物料由破碎机底部排出。2.3.7 厌氧发酵罐（1）厌氧发酵罐作用 厌氧发酵反应过程的容器，通常有保温、搅拌等措施，主要用来满足微生物的生活条件，使它们在合适的环境中生活，实现餐厨垃圾中有机物的降解，达到发酵旺盛，产气量高的目的。（2）厌氧发酵罐工作原理 厌氧发酵是废物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化，同时伴有甲烷和CO2产生，。液化阶段主要是发酵细菌起作用，包括纤维素分解菌和蛋白质水解菌，产酸阶段主要是醋酸菌起作用，产甲烷阶段主要是甲烷细菌，他们

12、将产酸阶段产生的产物降解成甲烷和CO2同时利用产酸阶段产生的氢将CO2还原成甲烷。2.3.8 沼气储柜（1） 沼气储柜作用沼气储气柜一般用于储存沼气。一般情况下沼气是源源不断的在产生，可是用气则根据具体的情况使用，时间并不同步。所以需要一个储存装置将不用的沼气储存起来等需要使用时候使用。双膜储气柜则可以很好的储存利用沼气。（2） 沼气储柜工作原理双膜储气柜主要由底膜（一体化气柜除外）、内膜、外膜、恒压控制柜、安全保护器及一些控制设备和辅助材料组成。底膜、外膜共同形成一个密闭储气空间。当储存气体增多时控制设备就释放调压空气腾出一定的容量。当内膜储存的气体减少时控制设备则注入调压空气，平衡柜内的压

13、强，稳定外膜刚度。为不让气体混合，储存的气体与调压空气之间使用内膜隔离开。2.3.9 沼气锅炉（1） 沼气锅炉作用沼气锅炉是以燃烧沼气为燃料的锅炉。适用于屠宰厂、养殖厂的新型能源锅炉，利用动物粪便、屠宰后污物及树枝、树叶等进行发酵反应，收集所产生沼气。沼气锅炉是一种新型的无运行成本的锅炉。既解决环境污染问题，又不会产生污染物。同时配备自动控制，运行使用方便。（2） 沼气锅炉工作原理沼气是沼气池或污水处理厌氧条件下产生的可燃性气体，一般甲烷含量在50-80%以上，热值较高。一立方热值大约在5500大卡左右，和一公斤煤相比。利用沼气在特制的锅炉中燃烧放出热量，来加热热水或产生蒸汽。锅炉采用再生能源

14、沼气为燃料，运行无污染、无噪音、属绿色环保产品，可用于采暖和热水，热效率极高，广泛应用于取暖和供热水用户 。2.3.10 沼气发电机（1） 沼气发电机作用沼气通过发电机组构成沼气发电系统，主要设备有沼气发电机组、发电机和热回收装置。沼气发电机组排出的冷却水和废气中的热量通过热回收装置进行回收后，大泽动力发电机作为沼气发生器的加温热源。广泛适用于有机废水的处理。（2） 单燃料沼气发电机组工作原理单燃料沼气发电机组是将“空气沼气”的混合物在气缸内压缩，用火花塞使其燃烧，通过活塞的往复运动得到动力，然后连接发电机发电。2.4 餐厨垃圾厌氧消化系统的启动与运行据统计调查，餐厨垃圾占城市生活垃圾总量的3

15、0%40%。餐厨垃圾包括家庭产生的易腐性厨余垃圾和饭店、单位食堂等产生的易腐性餐饮垃圾。餐厨垃圾的成分十分复杂，易腐烂变质，其在运输与处理的过程中不仅滋生蚊虫，而且污染水体和大气。厌氧消化工艺是目前餐厨垃圾处理中常用的一种工艺，但在处理过程中仍存在很多问题，如餐厨垃圾单独消化处理时极易出现酸化现象，处理效率低（负荷低）等，为此，必须对厌氧消化工艺进行改进。试验分4个阶段：第1阶段为单一消化餐厨垃圾，有机负荷为2.34 g/(Ld) 条件下稳定运行约30d后提高有机负荷至3.50 g/(Ld) 运行约10d，因有机负荷提高后系统不能正常运行而中止第1阶段试验。为解决该问题采取了添加市政污泥的方案

16、，在系统恢复正常后进行了餐厨垃圾与市政污泥的配比试验。将餐厨垃圾与市政污泥按质量比为2:1混合后进行；第2阶段试验，此时有机负荷为3.79 g/(Ld)，HRT为25d；运行后期由于氨氮浓度过高重新进行了配比调整，将餐厨垃圾与市政污泥质量比调整为1:1进行；第3阶段试验，有机负荷为3.77 g/(Ld)，HRT为25d；第4阶段餐厨垃圾与市政污泥配比不变（1:1），提高有机负荷至5.29 g/(Ld)，HRT为20d。为了保证反应器内有足够浓度的厌氧菌，pH通常应维持在7.07.5，以满足厌氧菌的最佳生长代谢环境，通常稳定的厌氧反应体系中pH可通过厌氧反应中的产酸反应和产甲烷反应平衡。但当产酸

17、反应速率大于产甲烷化速率，则出现有机酸的积累，pH降低，而低pH抑制了甲烷化反应，加剧了有机酸的积累，形成有机酸浓度增加的恶性循环。为维持系统稳定的pH，在应急情况下可采用加碱中和等手段。 总之，采用改进后的厌氧消化工艺来处理餐厨垃圾，不仅解决了餐厨垃圾单独消化出现的酸化现象，同时有效地提高了厌氧消化系统的有机负荷率，缩短了反应停留时间，极大地提高了设备设施的利用效率，为产业化生产处理提供参考。2.5 分析测试项目与方法2.5.1 SCOD测定方法2.5.1.1实验原理:在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸性介质下，以银盐作催化剂，经烘箱加热处理后，以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液滴

18、定水样中未被反应的重铬酸钾，根据硫酸亚铁铵溶液用量换算成消耗氧的质量浓度。在酸性重铬酸钾条件下，芳烃及砒啶难以被氧化，其氧化率较低，在硫酸银催化作用下，直链脂肪族化合物可有效地被氧化。要求水样COD大于30 mg/L，对未经稀释的水样的测定，其上限为2560 mg/L。2.5.1.2试剂（1）C（1/6K2Cr2O7）0.1000 mg/L标准溶液：称取在105干燥2小时的优级纯重铬酸钾4.9032 g溶于水中，稀释到1000 mL。（2）0.1 mol/L（或0.01 mol/L）K2Cr2O7（重铬酸钾）-2Ag2SO4-30MH2SO4氧化液：称取在105干燥2小时的优质纯K2Cr2O7

19、 4.9 g（或0.4904 g），Ag2SO4（硫酸银）20 g溶于166 mL蒸馏水中，加入834 mL浓硫酸，冷却后，用浓硫酸冲至1000 mL。（3）试亚铁灵指示剂：把1.485g试亚铁灵溶于少许蒸馏水中加入695 mg FeSO47H2O稀释至100 mL，盛至棕色瓶中。（4）无还原物质的蒸馏水：二次蒸馏制得每1000 mL水中加少许高锰酸钾和2 L浓硫酸，进行蒸馏，再同法蒸馏一次或同等纯度的水。（5）0.1 mol/L硫酸亚铁铵溶液：称取40.00 g Fe(NH4)2(SO4)26H2O（六水合硫酸亚铁铵）置于1000 mL试剂瓶中，加入含20 mL浓硫酸的蒸馏水1000 mL，

20、同时标定。（6）硫酸亚铁铵溶液标定方法：吸取0.1000 mol/L标准溶液20 mL置于锥形瓶中，加入1:1硫酸溶液20 mL，混匀，冷却后，加3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵溶液滴定到由亮绿色变红褐色，即为终点，硫酸亚铁铵溶液浓度：式中V：滴定时消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积（mL）。2.5.1.3器材250 mL三角烧瓶；50 mL烧杯；50.00 mL滴定管；5.00 mL、10.00 mL、20.00 mL移液管；烘箱，能够恒温在160（温度波动1）；分析天平（精度0.1 mg）。2.5.1.4操作方法用移液管准确吸取10 mL氧化液于250 mL三角锥瓶中，吸取废水样5 mL加入其中，

21、上盖以50 mL小烧杯，（一是防止漂浮物进入，二是防止加热时蒸发），放入已升温至160的烘箱中，等温度热至160时，计时20分钟，取出、冷却，瓶内加入30 mL蒸馏水，待冷却后，加入三滴试亚铁灵指示剂，用标准硫酸亚铁铵溶液滴至亮绿色变红褐色为终点。空白用二次蒸馏水或同等纯度的水代替水样，同样烘20分钟后用硫酸亚铁铵滴定之。2.5.1.5结果处理其中：V0：空白滴定时消耗硫酸亚铁铵毫升数；V1：为水样滴定时消耗硫酸亚铁铵毫升数；C：为硫酸亚铁铵溶液摩尔浓度mol/L；8：（1/4）O2的摩尔质量以mol/L为单位的换算值；V: 废水的毫升数。2.5.2 TS测定方法2.5.2.1操作方法（1）定

22、量滤纸在103-105烘2 h，干燥器内冷却，记质量为m0（2）将样品100 mL用（1）中的滤纸过滤，放入103-105的烘箱中烘2 h，取出在干燥器中冷却，称重。记质量为m1（3）将干净的坩埚放入烘箱中干燥1 h，取出放在干燥器中冷却至，称重，质量为m2（4）将（2）中的滤纸和泥放在3中的坩埚中，然后放入马弗炉中，加热到600时开始计时，灼烧60分钟，在干燥器中冷却并称重，m3；（从温度达到600开始计时）2.5.2.2结果处理TS = (m1- m0)/0.1 2.5.3 VS测定方法2.5.3.1操作方法（1）定量滤纸在103-105烘2h，干燥器内冷却，记质量为m0（2）将样品100

23、 mL用（1）中的滤纸过滤，放入103-105的烘箱中烘2h，取出在干燥器中冷却，称重。记质量为m1（3）将干净的坩埚放入烘箱中干燥1h，取出放在干燥器中冷却至，称重，质量为m2（4）将（2）中的滤纸和泥放在3中的坩埚中，然后放入马弗炉中，加热到600时开始计时，灼烧60分钟，在干燥器中冷却并称重，m3；（从温度达到600开始计时）2.5.3.2结果处理VSS=( m1+m2- m0)- m3/0.12.5.4 NH3-N测定方法2.5.4.1实验原理碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长内其强烈吸收，通常测量用波长在410-425 nm范围。2.5.4.2

24、试剂（1）纳氏试剂酒石酸钾钠溶液：称取50 g酒石酸钾钠溶于100 mL水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容于100 mL。（2）铵标准储备液：称取3.819 g经100干燥的优级纯氯化铵溶于水中，移入1000 mL容量瓶中，稀释至标线。此溶液每毫升含1.00 mg氨氮。铵标准使用液：移取5.00 mL铵标准储备液于500 mL容量瓶，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010 mg氨氮。2.5.4.3操作方法（1）标准曲线的绘制吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00 mL铵标准使用液于50 mL比色管中，加水至标线，加1.0 mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5 mL

25、纳氏试剂，混匀。放置10 min后，在波长420 nm处，用光程10 mm比色皿，以0浓度为参比，测量吸光度。（2）水样的测定分取适量的水样于50 mL比色管中，稀释至标线，加1.0 mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5 mL纳氏试剂，混匀。2.5.4.4结果处理氨氮（N，mg/L）=1000*m/V式中：m：由吸光度查得的氨氮量（mg） V：水样体积（mL）第3章 结果与分析3.1 餐厨垃圾厌氧消化系统运行过程中的注意事项及控制方法产甲烷反应时厌氧消化过程的控制阶段，因此，一般来说，在讨论厌氧生物处理的影响因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素；主要影响因素有：温度、pH值、氧化还原电位、营养物

26、质、F/M比、有毒物质等。（1）温度因素：温度对厌氧微生物的影响尤为显著，厌氧消化中的微生物对温度的变化非常敏感（一天内的变化范围在1.52以内为宜），温度的突然变化，对甲烷产量有明显影响，温度突变超过一定范围时，则会停止产气。厌氧细菌可分为嗜温菌（中温菌）、嗜热菌（或高温菌）；相应地，厌氧消化分为：常温消化（1030）、中温消化（3335）和高温消化（5055）；高温消化的反应速率约为中温消化的1.51.9倍，产气率也相对较高，但气体中甲烷含量较低。本实验采用中温厌氧消化，并用水浴保温层进行温度控制。（2）pH：pH值是厌氧消化过程中的最重要的影响因素，pH值的变化直接影响着消化过程和消化产

27、物；重要原因：产甲烷菌对pH值的变化非常敏感，一般认为，其最适pH值范围为6.87.2，当pH8.2时，产甲烷菌会受到严重抑制，而进一步导致整个厌氧消化过程的恶化。厌氧体系中的pH值受多种因素的影响：进水pH值、进水水质（有机物浓度、有机物种类等）、生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等；厌氧体系是一个pH值的缓冲体系，主要由碳酸盐体系所控制；一般来说：系统中脂肪酸含量的增加（累积），将消耗碱度，使pH下降；但产甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸，而且还会产生致碱物质如HCO3-等，使系统的pH值回升。一般通过控制碱度来控制pH值，通常碱度控制在25005000 mgCaCO3/L比较合适。本

28、实验所取的餐厨垃圾较易酸化，所以每天必须测定pH并且及时调至上述范围。（3）氧化还原电位（ORP或Eh）：产甲烷菌是专性厌氧菌，氧对产甲烷菌有毒害作用，因此必须创造厌氧的条件。厌氧环境，主要以体系中的氧化还原电位来反映，一般控制在Eh为-300 mV左右。高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500-600 mV；中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原电位应低于-300-380 mV。产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格，甚至可在+100-100 mV的兼性条件下生长繁殖；产甲烷菌的最适氧化还原电位为-150 -400 mV，培养产甲烷菌的初期，氧化还原电位不能高于-330 mV

29、。（4）有机负荷率（F/M比）： 厌氧生物处理的有机物负荷较好氧生物处理更高，一般可达510 kg COD/( m3.d)，甚至可达5080 kg COD/( m3.d)；无传氧的限制；可以积聚更高的生物量。产酸阶段的反应速率远高于产甲烷阶段，因此必须十分谨慎地选择有机负荷；高的有机容积负荷的前提是高的生物量，而相应较低的污泥负荷；高的有机容积负荷可以缩短HRT，减少反应器容积。（5）营养与C/N比：厌氧消化原料在厌氧消化过程中既是产生沼气的基质，又是厌氧消化微生物赖以生长、繁殖的营养物质。这些营养物质中最重要的是碳素和氨素两种营养物质，厌氧发酵原料的C/N比以（2030）:1为宜。原料C/N

30、比过高，碳素多，氮素养料相对缺乏，系统的缓冲能力低，pH易降低，细菌和其他微生物的生长繁殖受到限制，有机物的分解速度就慢、发酵过程就长。若C/N比过低，可供消耗的碳素少，氮素养料相对过剩，则容易造成系统中氨氮浓度过高，出现氨中毒，会抑制消化过程。厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低于好氧微生物，其要求COD:N:P=200:5:1；多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能，所以有时需要投加：K、Na、Ca等金属盐类；微量元素Ni、Co、Mo、Fe等；有机微量物质：酵母浸出膏、生物素、维生素等。（6）有毒物质：挥发性脂肪酸（VFA）是消化原料酸性消化的产物，同时也是甲烷菌的生长代谢的

31、基质。一定的挥发性脂肪酸浓度是保证系统正常运行的必要条件，但过高的VFA会抑制甲烷菌的生长，从而破坏消化过程。有许多化学物质能抑制厌氧消化过程中微生物的生命活动，这类物质被称为抑制剂。抑制剂的种类也很多，包括部分气态物质、重金属离子、酸类、醇类、苯、氰化物及去垢剂等。常见的抑制性物质有：硫化物、氨氮、重金属、氰化物及某些有机物等。 （7）氨氮厌氧消化过程中，氮的平衡是非常重要的因素。消化系统中的由于细胞的增殖很少，故只有很少的氮转化为细胞，大部分可生物降解的氮都转化为消化液中的氨氮，因此消化液中氨氮的浓度都高于进料中氨氮的浓度。实验研究表明，氨氮对厌氧消化过程有较强的毒性或抑制性，氨氮以NH4

32、+ 及NH3等形式存在于消化液中，NH3对产甲烷菌的活性有比NH4+ 更强的抑制能力。 （8）搅拌和混合：搅拌可使消化物料分布均匀，增加微生物与物料的接触，并使消化产物及时分离，从而提高消化效率、增加产气量。同时，对消化池进行搅拌，可使池内温度均匀，加快消化速度，提高产气量。 搅拌方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。气体搅拌是将消化池产生的沼气，加压后从池底部冲入，利用产生的气流，达到搅拌的目的。机械搅拌适合于小的消化池，液搅拌和气搅拌适合于大、中型的沼气工程。本实验采用机械搅拌。 （9）接种物：厌氧发酵中细菌数量和种群会直接影响细菌甲烷的产生。不同来源的厌氧发酵物种对产气量有不同的影响，添

33、加接种物可有效提高消化液中微生物的种类和数量，从而提高反应器的消化处理能力和产气量。在开始发酵时，一般要求菌种量达到料液量的5%以上。3.2 厌氧消化系统运行过程中NH3-N的变化表1 氨氮标准曲线数据氨氮含量（mg）00.5133710吸光度00.0030.0230.1040.1700.2350.350图2 氨氮标准曲线表2 氨氮测量数据实验日期12月7日12月9日12月11日吸光度0.256 0.249 0.237 氨氮含量（mg）7.447.246.90氨氮浓度 (mg/L)148.73144.79138.03小结：由上述表格数据可知，氨氮浓度变化不大，较为稳定，维持在143 mg/L左

34、右，反应器运行稳定。3.3 厌氧消化系统运行过程中SCOD的变化硫酸亚铁铵浓度为0.1005 mol/L表3 COD测量数据实验日期12月7日12月9日12月11日消耗硫酸亚铁铵体积（mL）空白水样空白水样空白水样9.758.67 9.92 8.95 9.80 8.93 COD浓度（mg/L）1736.61559.80 1399.00 小结：由上述表格数据可知，COD浓度略有下降，下降较为缓慢，降解效率逐步提高，反应器运行良好。3.4 厌氧消化系统运行过程中TS、VS的变化表4 SS及VSS测量数据实验日期m0m1m2m3SS(mg/L)VSS(mg/L)12月7日38.812940.7157

35、35.851635.877019.028018.774012月9日45.562644.318816.947816.958524.876024.662012月11日42.354641.286218.903818.918521.140421.1100小结：由上述表格数据可知，SS的浓度较为稳定，在21 mg/L左右波动；VSS的浓度也较为稳定，在20 mg/L左右波动。这说明反应器运行稳定。3.5 厌氧消化系统运行过程中pH的变化 pH经过水解酸化过程，下降后自动上升之甲烷菌适宜的范围，消化反应从而能够顺利进入到产甲烷阶段，甲烷含量和气体产量逐渐增大。本实验pH稳定在7左右，说明反应器运行良好。3

36、.6 厌氧消化系统运行过程中各项指标检测的必要性餐厨垃圾中氨氮含量较高，氨氮是反应餐厨垃圾厌氧消化处理程度的重要参数，因此氨氮的测定具有重要意义；同时，餐厨垃圾中富含油脂，粗蛋白等有机物质，SCOD指标的测定也是反应厌氧消化过程处理程度的重要反映；在有机负荷、处理程度和产气量三者之间，存在着平衡关系。一般来说，较高的有机负荷可获得较大的产气量，但处理程度会降低。由于厌氧消化过程中产酸阶段的反应速率比产甲烷的反应速率高得多，必须十分谨慎地选择有机负荷，使挥发酸的生成和消耗不致失调，形成挥发酸积累，因此，对于接种物的VS，TS的测定具有十分重要的意义；pH值时衡量反应稳定性的一个重要指标，微生物对pH值的波动十分敏感，一般来说，反应器的pH值应维持在6.5-7.8范围，最佳范围在pH值为6.8-7.2左右。第4章 实验分工及心得体会在本次实验中，我了解了整个餐厨垃圾厌氧处理的全过程，同时见识了很多实际处理过程中的生产设备。在老师的细心讲解下，我们学到了很多在课堂上未深入探究，却在在实际工程中重要的细节，让人恍然大悟。本次实验分工明确，大家都很好的完成了自己