城市有機(jī)垃圾厭氧消化pH控制動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、作為一種可回收能源的有機(jī)廢物處理方法，厭氧消化在城市有機(jī)垃圾的處理方面愈來愈受到青睞。但是由于厭氧過程是一個(gè)非常復(fù)雜的生物過程，因此如何提高城市有機(jī)生活垃圾厭氧消化系統(tǒng)產(chǎn)氣的穩(wěn)定性是一個(gè)非常重要的課題。pH值是厭氧消化過程中一個(gè)重要的控制參數(shù)，pH值的大小及其穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)氣效果有很大影響，對(duì)厭氧消化過程中的最佳pH值進(jìn)行預(yù)測(cè)并有效控制是至關(guān)重要的。 根據(jù)厭氧消化三階段原理，在物料平衡、電離平衡的基礎(chǔ)上建立城市有機(jī)垃圾間歇厭氧消化

2、pH值控制微生物動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)該模型，運(yùn)用MathWorks公司的Matlab6.5語言編制出“間歇厭氧消化過程pH值與產(chǎn)氣量最優(yōu)化”計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序。通過輸入?yún)捬跸幕竟に噮?shù)、實(shí)驗(yàn)初值，運(yùn)用程序可計(jì)算出不同pH值條件下各種微生物、有機(jī)質(zhì)、乙酸、氨氮及甲烷的變化曲線，通過比較得出甲烷產(chǎn)量最大時(shí)的pH值，并可通過控制厭氧系統(tǒng)在最佳pH值使系統(tǒng)的產(chǎn)氣量達(dá)到最大。 通過兩組中高溫厭氧消化對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型對(duì)于不同溫度條件下厭氧反

3、應(yīng)的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過控制厭氧過程的pH值在模型預(yù)測(cè)的最佳值后，中溫和高溫厭氧消化過程的產(chǎn)氣都比控制前穩(wěn)定，而且產(chǎn)氣量也平均提高20％左右。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明模型對(duì)中高溫厭氧消化過程的穩(wěn)定性及產(chǎn)氣量的提高方面有比較顯著的作用。 通過兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型在不同TS條件下的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過控制厭氧過程的pH值在模型預(yù)測(cè)的最佳值后，各系統(tǒng)的產(chǎn)氣較控制前穩(wěn)定，而且產(chǎn)氣量也有較大的提高。但在中溫條件下，模型預(yù)測(cè)的不同TS條件