餐厨垃圾厌氧消化污泥的流变性质研究

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1、餐厨垃圾厌氧消化污泥的流变性质研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：王彦祥指导教师：彭绪亚教授专业：环境工程学科门类：工学重庆大学城市建设与环境工程学院二O一四年四月StudyonRheologicalPropertiesofAnaerobicDigestionSludgeofFoodWastesAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforMaster’sDegreeofEngineeringByWang

2、YanxiangSupervisedbyProf.PengXuyaSpecialty:EnvironmentalEngineeringFacultyofUrbanconstructionandEnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2014重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要利用中温干式厌氧消化技术处理餐厨垃圾，具有反应器容积利用率高、消化液产出量低的优点。研究表明餐厨垃圾成分、温度、含固率、搅拌强度及颗粒粒径等因素对厌氧消化反应

3、器产气效率和运行稳定性具有不同程度的影响，同时这些因素也影响到厌氧消化污泥的流变性质，污泥的流变状态会改变物料的传热与传质，进而影响其它与反应器稳定运行有关的因素。本文以餐厨垃圾厌氧消化污泥为研究对象，首先通过序批式试验考察厌氧消化污泥的流动性；其次在序批式试验基础上运行半连续式厌氧消化反应器，进一步探究影响污泥流变性的因素，结合反应器在高含固率及高有机负荷下的运行特征，分析动力粘度作为反应器运行稳定性评估指标的可行性。以期为餐厨垃圾中温干式厌氧消化系统的运行和优化提供基础数据。①序批式试验研究餐厨垃圾中温厌氧消化污泥

4、的流变性以序批式反应器中的餐厨垃圾厌氧消化污泥为研究对象，研究含固率（TS）和剪切速率（γ）与污泥流变性的关系，并考察消化污泥的时间相关性及触变性。使用旋转粘度计测定污泥动力粘度，污泥TS为12.09%~22.48%，旋转粘度计剪切-1-1速率（γ）为2.09s~41.8s。②高含固率下半连续式反应器运行特征及污泥流变特性使用半连续式反应器进行餐厨垃圾中温干式厌氧消化，结合半连续式反应器-3-1在高含固率（TS21.41%~29.54%）及高有机负荷（OLR4.5~5kgVS·m·d）下的运行特征，分析动力粘度作为反应

5、器运行稳定性评估指标的可行性。以半连续式反应器内的餐厨垃圾厌氧消化污泥为研究对象，对污泥进行流变性测试，考察温度（T）、含固率（TS）和剪切速率（γ）对消化污泥流变性的影响。-1-1测定时温度范围20℃~70℃，TS为21.41%~29.54%，剪切速率（γ）为2.09s~41.8s。-3-1试验结果表明，反应器内物料TS>27%并且有机负荷超过5kgVS·m·d后，厌氧消化容易失衡并受抑制。系统的有机负荷承受能力随TS增高而降低；动力粘度可以作为反应器运行稳定性的评估指标，相比于正常运行阶段，受抑制状态下的污泥动力粘

6、度较低。厌氧消化系统受到抑制后会对污泥活性造成不可逆的影响，系统对二次冲击负荷的承受能力会大幅降低。污泥流动性随温度升高而增强，随温度降低而减弱，且温度变化会对污泥流变性造成不可逆的影响；污泥的动力粘度随TS含量增高而变大；粘度曲线说明厌氧消化污泥为非牛顿流体，具有剪切变稀的特点；通过剪切应力的上升曲线和下降曲线可判断厌氧消化污泥为时间相关性流体，动力粘度—时间曲线进一步说明I重庆大学硕士学位论文中文摘要污泥为触变性流体；TS>12%时，有必要设置搅拌系统，剪切速率（γ）控制在-1-110.4s~20.9s较为合适；T

7、S含量越高，温度、含固率和剪切速率对污泥流变性的影响越明显。试验可为厌氧消化反应器的搅拌系统和热交换系统设计提供数据支持。关键词：厌氧消化，流变特性，餐厨垃圾，触变性II重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTManagingfoodwastebydrymesophilicanaerobicdigestiontechnology,hastheadvantageofhighutilizationofthereactorvolumeandlowoutputofdigestive.Studieshadshownthatt

8、hecomposition,temperature,TS,stirringintensityandparticlesizeandotherfactorsofthefoodwastewouldeffectanaerobicdigestionreactorgasproductionefficiencyandoperationalsta