高浓度餐厨垃圾渗滤液的处理研究
餐厨垃圾渗滤液组成复杂，具有有机物浓度高、无机盐含量丰富、氨氮浓度高、各种微量元素含量丰富等特点，如不及时有效处理，将造成极大的环境危害。本文通过采用从吉首大学某学生食堂收集的餐厨垃圾，经厌氧发酵产生高浓度的餐厨垃圾渗滤液，研究餐厨垃圾渗滤液基本特性随发酵时间的变化规律，采用高铁酸钾处理和微生物燃料电池处理两种方法研究了其对餐厨垃圾渗滤液的处理效果，得到了如下结果： （1）以吉首大学某学生食堂的餐厨垃圾为原料，通过8周厌氧发酵形成了COD浓度和NH4+-N浓度分别高达140.6 g/L和16.2 g/L的高浓度的餐厨垃圾渗滤液； （2）采用超声辅助化学合成法快速制备了纯度高达98.3％、产率达到68.2%的K2FeO4。以K2FeO4为水处理剂，对初始COD浓度为140.6 g/L的餐厨垃圾渗滤液进行处理，在单因素实验的基础上采用正交实验得到了最佳的工艺条件：K2FeO4投加量为0.12 mol/L、pH为8.7、处理时间为24min。在此条件下，COD和NH4+-N的平均去除率分别达到80.4%和75.9%。并对K2FeO4去除餐厨垃圾渗滤液中有机污染物和NH4+-N的机理进行了初步探讨。认为K2FeO4对餐厨垃圾渗滤液中有机污染物和NH4+-N的去除都是由K2FeO4的强氧化作用和新生成的絮状结构Fe(OH)3絮凝作用协同作用的结果。 （3）分离筛选出一株电化学活性较好的产电菌 F026。该产电菌属于Pseudomonas属，适宜生长温度范围为20-40 ℃，最适宜生长温度为30-35 ℃；生长pH范围为5-9，最适pH生长范围为8-9，适合作为微生物燃料电池的高效产电菌。 （4）研究了底物种类和浓度对以F026为阳极产电菌的MFC的产电性能的影响。在同样的条件下，白糊精为底物的MFC内阻小、启动快、输出电压和功率密度较小，而可溶性为底物的MFC内阻大、启动慢、输出电压和功率密度大。浓度低于6g/L时，可溶性淀粉为底物的 MFC达到稳定开路电压的时间随浓度增大而增加；浓度低于8g/L时，白糊精为底物的 MFC达到稳定开路电压的时间随浓度增大而增加。但由于底物抑制效应，浓度较高时，随着底物浓度的增加，MFC达到稳定开路电压所需的时间反而减少。两种底物对MFC产电性能的差别可能与二者的分子结构有关。 （5）以高锰酸钾溶液为MFC的阴极液、餐厨垃圾渗滤液为MFC的阳极液、F026为MFC的阳极产电菌，研究了MFC的产电性能和对餐厨垃圾渗滤液中COD的去除效果。实验发现，当餐厨垃圾渗滤液的COD初始浓度为50.0 g/L时，MFC的最大开路电压达到1.14V。在外负载为105Ω时，MFC的电流密度、功率密度、库仑效率和COD去除率分别达到69.63A/m3、16.42W/m3、58.7%和92.3%。研究表明，利用MFC处理餐厨垃圾渗滤液并产生生物电具有一定的可行性。
餐厨垃圾;渗滤液;高铁酸钾;微生物燃料电池;化学需氧量;处理工艺
吉首大学
硕士
生态学
何则强;熊利芝
2015
中文
X799.3;X703
76
2016-05-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）