餐廚垃圾厭氧消化污泥的流變性質(zhì)研究.pdf

1、利用中溫干式厭氧消化技術(shù)處理餐廚垃圾,具有反應(yīng)器容積利用率高、消化液產(chǎn)出量低的優(yōu)點(diǎn)。研究表明餐廚垃圾成分、溫度、含固率、攪拌強(qiáng)度及顆粒粒徑等因素對(duì)厭氧消化反應(yīng)器產(chǎn)氣效率和運(yùn)行穩(wěn)定性具有不同程度的影響,同時(shí)這些因素也影響到厭氧消化污泥的流變性質(zhì),污泥的流變狀態(tài)會(huì)改變物料的傳熱與傳質(zhì),進(jìn)而影響其它與反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行有關(guān)的因素。
　　本文以餐廚垃圾厭氧消化污泥為研究對(duì)象,首先通過序批式試驗(yàn)考察厭氧消化污泥的流動(dòng)性;其次在序批式試驗(yàn)基礎(chǔ)上運(yùn)

2、行半連續(xù)式厭氧消化反應(yīng)器,進(jìn)一步探究影響污泥流變性的因素,結(jié)合反應(yīng)器在高含固率及高有機(jī)負(fù)荷下的運(yùn)行特征,分析動(dòng)力粘度作為反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)的可行性。以期為餐廚垃圾中溫干式厭氧消化系統(tǒng)的運(yùn)行和優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　?、傩蚺皆囼?yàn)研究餐廚垃圾中溫厭氧消化污泥的流變性
　　以序批式反應(yīng)器中的餐廚垃圾厭氧消化污泥為研究對(duì)象,研究含固率(TS)和剪切速率(γ)與污泥流變性的關(guān)系,并考察消化污泥的時(shí)間相關(guān)性及觸變性。使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)

3、測(cè)定污泥動(dòng)力粘度,污泥TS為12.09％~22.48％,旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)剪切速率(γ)為2.09 s-1~41.8s-1。
　?、诟吆搪氏掳脒B續(xù)式反應(yīng)器運(yùn)行特征及污泥流變特性
　　使用半連續(xù)式反應(yīng)器進(jìn)行餐廚垃圾中溫干式厭氧消化,結(jié)合半連續(xù)式反應(yīng)器在高含固率(TS21.41％~29.54％)及高有機(jī)負(fù)荷(OLR4.5~5 kgVS·m-3·d-1)下的運(yùn)行特征,分析動(dòng)力粘度作為反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)的可行性。
　　以半連續(xù)

4、式反應(yīng)器內(nèi)的餐廚垃圾厭氧消化污泥為研究對(duì)象,對(duì)污泥進(jìn)行流變性測(cè)試,考察溫度(T)、含固率(TS)和剪切速率(γ)對(duì)消化污泥流變性的影響。測(cè)定時(shí)溫度范圍20℃~70℃,TS為21.41％~29.54％,剪切速率(γ)為2.09 s-1~41.8s-1。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)器內(nèi)物料TS>27％并且有機(jī)負(fù)荷超過5 kgVS·m-3·d-1后,厭氧消化容易失衡并受抑制。系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷承受能力隨TS增高而降低;動(dòng)力粘度可以作為反應(yīng)器運(yùn)行

5、穩(wěn)定性的評(píng)估指標(biāo),相比于正常運(yùn)行階段,受抑制狀態(tài)下的污泥動(dòng)力粘度較低。厭氧消化系統(tǒng)受到抑制后會(huì)對(duì)污泥活性造成不可逆的影響,系統(tǒng)對(duì)二次沖擊負(fù)荷的承受能力會(huì)大幅降低。
　　污泥流動(dòng)性隨溫度升高而增強(qiáng),隨溫度降低而減弱,且溫度變化會(huì)對(duì)污泥流變性造成不可逆的影響;污泥的動(dòng)力粘度隨TS含量增高而變大;粘度曲線說明厭氧消化污泥為非牛頓流體,具有剪切變稀的特點(diǎn);通過剪切應(yīng)力的上升曲線和下降曲線可判斷厭氧消化污泥為時(shí)間相關(guān)性流體,動(dòng)力粘度—時(shí)間曲