利用小球藻降解餐廚垃圾消化沼液的試驗研究.pdf

1、目前采用厭氧消化技術(shù)處理餐廚垃圾較為普遍，而對餐廚垃圾處理后形成的厭氧消化沼液如何處理研究較少。本文成功地運用小球藻處理餐廚垃圾厭氧消化沼液，不僅使餐廚垃圾厭氧消化沼液中的大部分污染物得到了去除，也讓小球藻在餐廚垃圾厭氧消化沼液中得到了良好的生長，實現(xiàn)了餐廚垃圾厭氧消化沼液的資源化利用。本研究首先對餐廚垃圾厭氧消化沼液進行了預處理，使小球藻以異養(yǎng)的方式在餐廚垃圾厭氧消化沼液中成功生長，并對小球藻處理厭氧消化沼液的影響因素進行了研究。試驗

2、借助正交試驗探討了小球藻接種量、pH、溫度、C/N和消化沼液濃度對餐廚垃圾厭氧消化沼液中污染物去除的影響，其中，污染物以COD、總氮、氨氮和總磷為主要指標，同時分析了這五種因素對消化沼液中小球藻生物量的影響；其次，通過響應面優(yōu)化設計對小球藻降解餐廚垃圾厭氧消化沼液的控制條件進行了優(yōu)化，構(gòu)建了COD去除率、總氮、氨氮、總磷和小球藻生物量的二次曲面方程，確定了五種指標分別最優(yōu)和總體最優(yōu)時的控制條件；最后，對控制條件優(yōu)化階段的五個指標進行了主

3、成分分析，確立了兩個主成分和綜合評價函數(shù)，對響應面優(yōu)化的試驗結(jié)果進行了綜合評分。通過上述試驗和分析得到的主要結(jié)論如下：
　?。?）在利用小球藻處理餐廚垃圾厭氧消化沼液的過程中，小球藻接種量、pH、溫度、C/N和消化沼液濃度五個因素對COD、總氮、氨氮、總磷去除率的影響順序分別是溫度>接種量>消化沼液濃度>pH>C/N，溫度>消化沼液濃度>pH>C/N>接種量，溫度>消化沼液濃度>接種量>pH>C/N，溫度>接種量>pH>消化沼液濃

4、度>C/N，對消化沼液中小球藻的生物量影響按大小排序是溫度>消化沼液濃度>接種量>C/N>pH。
　?。?）在控制條件的優(yōu)化過程中，建立了COD去除率、總氮去除率、氨氮去除率、總磷去除率、小球藻OD517的二次響應曲面方程，其中，小球藻接種量和消化沼液濃度的交互作用對COD、氨氮以及總磷去除率去除率影響較大，各因素間的交互作用對總氮去除率和小球藻生物量的影響不大。經(jīng)過最優(yōu)化計算，確定出 COD去除率、總氮去除率、氨氮去除率和總磷去

5、除率分別最優(yōu)時為97.76％、92.15%、95.27%和97.81%，小球藻最優(yōu) OD517為2.04，相當于小球藻干重1.021 g/L。
　?。?）通過主成分分析，在五種指標中確定了兩個主成分，建立了主成分Z1、Z2的函數(shù)。五種指標中對主成分 Z1有較大影響的是COD去除率、總氮去除率、和小球藻 OD517，對主成分 Z2有較大影響的是氨氮去除率和總磷去除率。對控制條件優(yōu)化階段的試驗結(jié)果進行了綜合評價，其中，綜合評價得分較高

6、的試驗條件與經(jīng)過響應面試驗總體最優(yōu)時得出的條件相接近。
　　（4）結(jié)合控制條件對小球藻處理餐廚垃圾厭氧消化沼液的影響和控制條件優(yōu)化的試驗結(jié)果，得出五種指標總體最優(yōu)時的條件是接種量為15.74%，pH為7.19，溫度為35℃，C/N為25，消化沼液濃度為40.58%。該條件下試驗結(jié)果的綜合得分為1.419，此時COD去除率、總氮去除率、氨氮去除率、總磷去除率分別達到97.47%、90.70%、91.62%和95.36%，小球藻的OD