化学强化组合膜工艺处理牛粪厌氧发酵液的研究
发布时间：2021-11-27 21:58
我国集约化养殖场产生的牲畜粪便多采用厌氧处理,但厌氧发酵产生的发酵液量大,土地不足以消纳,使大型养殖场面临着严重的环境问题。厌氧发酵液中有机物浓度较高,氨氮、总磷浓度偏高,重金属超标,直接农用会造成地下水污染等严重的环境问题。与猪场厌氧发酵液不同,牛粪厌氧发酵液（ADCMW）含有大量难降解的木质素纤维素等,还含有大量腐植酸,可生化性能差导致传统生化处理难度大,因此急需选择一种化学强化方法实现厌氧发酵液的固液分离,然后进行膜分离组合工艺的深度处理。膜分离技术在厌氧发酵液浓缩领域有着大量的研究,但是由于膜污染问题限制了该技术的发展。因此急需寻求一种厌氧发酵液预处理工艺,在实现固液分离的同时降低污染物浓度,为后续膜处理减轻污染。本研究主要分为两部分,第一部分为研发一种高效的厌氧发酵液预处理方法,目的是提高厌氧发酵液中固体颗粒物的沉降性能,降低上清液污染物浓度和浊度,为后续处理减轻负荷和降低运行成本。第二部分为预处理厌氧发酵液深度处理的膜技术开发,使处理后的水可以实现农田灌溉,实现厌氧发酵液资源化。厌氧发酵液的预处理方法采用臭氧组合混凝/芬顿技术和微波-H2O2...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
理装置研究均采用烧杯试验，臭氧反应采用 CF-Y95 臭氧发生器，内进行，以防止臭氧散入空气中污染环境。芬顿过程采用磁进行。微波过程采用 COOLPEX-E 微波反应器，反应器内搅拌两种搅拌装置，测试温度高达 300℃，炉腔内通风采用以适应各种反应条件。离装置研究中采用的膜分离装置是死端膜评价装置，其中的膜性器(美国 Millipore 公司，型号 XFUF07601)。该系统主要包；超滤杯(XFUF07601，美国)，有效容积 300 mL，内径 7.04 m2；数据采集设备。将膜片放于杯式过滤器中，在 0.6，消除膜体的压实效应。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文操作工艺变复杂，因此最终确定工艺：微滤-超滤（PES 10kDa）--纳滤（NF245）--纳滤（NF90）。虽然此时回收率较低，但是本研究采用的装置为死端过滤，其过滤通量相对于错流过滤来说较低，且由于研究装置的限制，最大压力只能选用0.5Mpa，另外可变条件非常有限，该研究装置主要用来进行膜材料的选择，后续条件优化需要采用错流装置。且增大压力可以进行纳滤膜表面的压实作用，对有机污染物的去除可以起到促进作用，并且可以有效提升出水回收率，因此后续需要进行中试设备的研究进一步优化运行参数，以期达到农田灌溉水标准。整个工艺流程处理效果如表 5-2 所示，各工艺处理实物图如图 5-13 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]畜禽粪便与秸秆混合热解制备生物炭研究[J]. 张子豪,袁巧霞,代佩. 华中农业大学学报. 2019(01)
[2]沼液无害化处理和资源化利用研究进展及发展建议[J]. 周文兵,靳渝鄂,肖乃东. 农业工程学报. 2018(S1)
[3]复合微生物菌剂对高温堆肥进程及有害气体排放的影响[J]. 卢彬,武肖媛. 过程工程学报. 2018(S1)
[4]畜禽固体粪便养殖蝇蛆烘干设备的研究[J]. 陈长卿,徐锦大,郑涛,林雪,朱建锡,王洁,费焱. 农业开发与装备. 2018(07)
[5]微波强化催化湿式过氧化氢氧化法处理二甲亚砜生产废水[J]. 李楠,王鹏,宋伦,赵海勃,邵泽伟,吴金浩. 水处理技术. 2018(04)
[6]高温堆肥技术的现状和未来发展[J]. 郑敏. 化工设计通讯. 2018(03)
[7]新型高级氧化技术处理垃圾渗滤液的研究进展[J]. 刘占孟,徐礼春,赵杰峰,李静,胡锋平. 水处理技术. 2018(01)
[8]微波-过氧化氢工艺处理含Cu-EDTA废水[J]. 王宏杰,曹喆,赵子龙,董文艺. 化工学报. 2017(12)
[9]纳滤-反渗透集成处理海水淡化浓盐水工艺研究[J]. 陈静,张杰,金艳,孙玉柱,宋兴福,于建国. 水处理技术. 2017(05)
[10]规模化养鸡场沼气工程沼液膜分离处理效果对比[J]. 陈祥,潘骏,吴金海,姚建刚. 农业工程. 2017(03)
博士论文
[1]微波强化Fenton深度处理煤化工废水反应器设计与工艺研究[D]. 王楠楠.哈尔滨工业大学 2016
[2]沼液生物基滤料与膜浓缩一体化处理技术与工艺[D]. 张智烨.中国农业大学 2015
硕士论文
[1]粪便高温堆肥中氮素损失及原位保氮的研究[D]. 张晓岸.重庆工商大学 2018
[2]畜禽养殖废水COD组分表征及其工程实践意义[D]. 刘旭栋.重庆大学 2017
[3]废弃植物纤维水解的研究[D]. 杨小寒.东华大学 2004
本文编号：3523122
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
理装置研究均采用烧杯试验，臭氧反应采用 CF-Y95 臭氧发生器，内进行，以防止臭氧散入空气中污染环境。芬顿过程采用磁进行。微波过程采用 COOLPEX-E 微波反应器，反应器内搅拌两种搅拌装置，测试温度高达 300℃，炉腔内通风采用以适应各种反应条件。离装置研究中采用的膜分离装置是死端膜评价装置，其中的膜性器(美国 Millipore 公司，型号 XFUF07601)。该系统主要包；超滤杯(XFUF07601，美国)，有效容积 300 mL，内径 7.04 m2；数据采集设备。将膜片放于杯式过滤器中，在 0.6，消除膜体的压实效应。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文操作工艺变复杂，因此最终确定工艺：微滤-超滤（PES 10kDa）--纳滤（NF245）--纳滤（NF90）。虽然此时回收率较低，但是本研究采用的装置为死端过滤，其过滤通量相对于错流过滤来说较低，且由于研究装置的限制，最大压力只能选用0.5Mpa，另外可变条件非常有限，该研究装置主要用来进行膜材料的选择，后续条件优化需要采用错流装置。且增大压力可以进行纳滤膜表面的压实作用，对有机污染物的去除可以起到促进作用，并且可以有效提升出水回收率，因此后续需要进行中试设备的研究进一步优化运行参数，以期达到农田灌溉水标准。整个工艺流程处理效果如表 5-2 所示，各工艺处理实物图如图 5-13 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]畜禽粪便与秸秆混合热解制备生物炭研究[J]. 张子豪,袁巧霞,代佩. 华中农业大学学报. 2019(01)
[2]沼液无害化处理和资源化利用研究进展及发展建议[J]. 周文兵,靳渝鄂,肖乃东. 农业工程学报. 2018(S1)
[3]复合微生物菌剂对高温堆肥进程及有害气体排放的影响[J]. 卢彬,武肖媛. 过程工程学报. 2018(S1)
[4]畜禽固体粪便养殖蝇蛆烘干设备的研究[J]. 陈长卿,徐锦大,郑涛,林雪,朱建锡,王洁,费焱. 农业开发与装备. 2018(07)
[5]微波强化催化湿式过氧化氢氧化法处理二甲亚砜生产废水[J]. 李楠,王鹏,宋伦,赵海勃,邵泽伟,吴金浩. 水处理技术. 2018(04)
[6]高温堆肥技术的现状和未来发展[J]. 郑敏. 化工设计通讯. 2018(03)
[7]新型高级氧化技术处理垃圾渗滤液的研究进展[J]. 刘占孟,徐礼春,赵杰峰,李静,胡锋平. 水处理技术. 2018(01)
[8]微波-过氧化氢工艺处理含Cu-EDTA废水[J]. 王宏杰,曹喆,赵子龙,董文艺. 化工学报. 2017(12)
[9]纳滤-反渗透集成处理海水淡化浓盐水工艺研究[J]. 陈静,张杰,金艳,孙玉柱,宋兴福,于建国. 水处理技术. 2017(05)
[10]规模化养鸡场沼气工程沼液膜分离处理效果对比[J]. 陈祥,潘骏,吴金海,姚建刚. 农业工程. 2017(03)
博士论文
[1]微波强化Fenton深度处理煤化工废水反应器设计与工艺研究[D]. 王楠楠.哈尔滨工业大学 2016
[2]沼液生物基滤料与膜浓缩一体化处理技术与工艺[D]. 张智烨.中国农业大学 2015
硕士论文
[1]粪便高温堆肥中氮素损失及原位保氮的研究[D]. 张晓岸.重庆工商大学 2018
[2]畜禽养殖废水COD组分表征及其工程实践意义[D]. 刘旭栋.重庆大学 2017
[3]废弃植物纤维水解的研究[D]. 杨小寒.东华大学 2004
本文编号：3523122
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