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人粪便是人类某些疾病的传播媒介,发展中国家70%的疾病与粪便的污染性传染有关。人粪便是污染源的同时也是一种资源,其含有丰富的有机物和氮、磷、钾营养成分,人粪便经无害化处理后再进行厌氧消化处理可产生清洁能源.沼气,但是人粪便中含有大量致病微生物,仅采用厌氧消化处理无法达到无害化标准,因此需要在厌氧消化工艺前增加人粪便无害化预处理工艺;另外,在沼气工程中作为平衡产气与用气的手段,沼气贮存环节起着举足轻重的作用,膜材因其较好的力学性能被广泛地运用于沼气贮存领域,但国内外均未制定专门针对沼气贮气膜材气密性测试标准。针对以上问题,本文一方面对人粪便无害化+厌氧消化处理工艺进行了研究,另一方面提出了沼气贮气膜气密性测试方法。主要研究内容和结论如下:(1)对人粪便无害化预处理方法进行了研究,结果表明,70℃加热预处理方法比加碱(pH=10、12)预处理方法更适合被用于人粪便无害化预处理。对于TS浓度分别为1%、2%、4%、6%、8%、10%、12%的人粪便而言,加热处理完全去除指示性致病微生物的时间分别为60、60、80、80、100、100、100分钟,完全去除致病微生物时间与粪便TS之间的关系可以用对数方程y=18.549ln(x)+143.99表示。(2)研究了加热无害化预处理对人粪便特性的影响,研究表明,加热无害化处理前后,人粪便颗粒间的孔隙度减少,骨架结构并未受到破坏,只是人粪便中官能团的含量发生了变化。另外,人粪便属于假塑性流体,具有剪切稀化的特点,对于最优TS为8%的人粪便而言,在最优搅拌强度下(G=772/s),人粪便加热无害化80分钟时即可完全去除致病微生物。(3)对人粪便厌氧消化产甲烷潜能和净能进行了分析,结果表明,Gompertz模型与本试验数据的相关性较好,可以用来初步预测人粪便的产甲烷潜能:TS为8%人粪便在中温厌氧消化条件下,处理每吨干物质的净能为398KWh。(4)在最优搅拌(G=772/s)和TS(8%)条件下,对不同污泥停留时间时人粪便CSTR厌氧消化工艺进行了优化研究,结果表明,在污泥停留时间25天时,沼气工程的经济效益最好。人粪便无害化+厌氧消化工艺最优参数为:日处理量30m3、TS=8%、70℃加热无害化80分钟、搅拌强度G=772/s、污泥停留时间25天。(5)提出了一种沼气贮气膜甲烷气体透过性测试方法,并研究温度和相对湿度对沼气贮气膜气密性的影响。结果表明,在相同的湿度下,温度对透过量的影响显著,并随温度的升高呈线性增长趋势,满足阿伦尼乌斯方程;在相同温度下,透气量随相对湿度的变化有所变化但是在相对误差范围内,即透气量基本不受相对湿度的影响。