流固共筑生物膜ABR生物制氢系统的运行与产氢效能
发布时间：2022-01-13 23:28
经济的快速发展加快了化石能源的消耗,同时也促进了氢气等清洁能源的发展。生物制氢由于成本低廉,生产过程清洁无污染等优势得到了广泛认可。本实验依据生物制氢的原理,构建了流固共筑生物膜ABR生物制氢反应器。以糖蜜废水为底物对构建的反应器进行启动实验,并分别以糖蜜废水和甜高粱压榨废水为底物对启动成功的ABR反应器进行对比运行试验。研究结果表明,在温度为（35±1）℃,进水pH值在6.50～7.00之间,初始HRT为48 h,初始进水COD浓度为952.4 mg/L时启动反应器,通过对进水COD浓度及HRT的分阶段调控,在启动实验进行的第39 d,流固共筑生物膜ABR生物制氢反应器启动成功,COD去除率、pH值、ORP等指标开始稳定,集气瓶内开始有气泡产生,系统形成乙醇型发酵。分别以糖蜜废水和甜高粱压榨废水作为底物进行流固共筑生物膜ABR反应器的运行实验,结果表明,甜高粱压榨废水为底物运行反应器时的COD去除率最大值为53.9%,单日最大产氢量在进水COD浓度为7500 mg/L左右时达到最大值60.38 L/d,而以糖蜜废水为底物时的最大COD去除率达到了 75.7%,但产氢量最大值出现在CO...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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装置如图２－１所不，反应器由有机玻璃制成，反应器整体长９５?ｃｍ、宽１２?ｃ，总容积为８０?Ｌ。该反应器的有效容积占总容积的５４?％为４３．２?Ｌ。反应器被流板分为五个格室，其中第五格室容积为１４．４?Ｌ，其主要作用为截留前端格泥，该格室的设计可以有效减少反应过程中污泥的流失。其余各格室有效容?Ｌ，每个格室的下部都设置倾角为６０°的导流板，将各格室分为上向流室和上下流室的宽度比为５：１，该结构代替搅拌装置有利于底物与污泥中的微生。反应器整体在有机玻璃外均匀缠绕一圈加热电阻丝，以保证反应器的温度的过程中始终维持在（３５±１）?°Ｃ。在各格室内上部设置１０?ｃｍ厚的鹅卵石孔的有机玻璃做支撑，鹅卵石不仅可以截留剩余污泥防止污泥流失，还可以体，使污泥在其表面形成一层生物膜，同时在活性污泥中加入颗粒活性炭，化态载体在表面形成生物膜，与鹅卵石载体共同构成流固共筑生物膜。进水通过恒流泵泵入第一格室，通过调节恒流栗的泵速来控制以上下折流的方式个格室最终经过出水口流出。每个格室都装有取样口，以便对每个格室度及挥发酸等指标进行分析，各格室下方设有排污口，反应器顶端设有排气连，产生的气体通过气体流量计测量其体积。??Ｉ?泰?Ｉ?Ｉ?Ｉ?５??
在此阶段通过其他多项参数的监测发现，在启动运行试验进行的第３９?ｄ，反应器??第一格室已经形成乙醇型发酵体系，即启动成功，此时的进水ＣＯＤ浓度为４０３５．８?ｍｇ／Ｌ，??ＣＯＤ去除率为５８．９?％。由图３－１可知，在此阶段，ＣＯＤ去除率逐渐趋于稳定，系统稳??定性在逐渐提高，微生物有良好的分离分区，在各个格室发挥作用。??对比五个格室的ＣＯＤ去除率可知，第一格室去除率始终高于其他格室，这充分说??明了第一格室的产酸菌群作为优势种群发挥了水解作用，将一些大分子有机物分解，因??此第一格室的ＣＯＤ浓度降低最快。而后端四个格室的ＣＯＤ去除率平均值则逐格室降低，??这是由于后端格室接收到的废水已经过水解，污泥的中微生物生长所需要的养分少于第??一格室，第五格室由于仅接收到一些前端格室流失的剩余污泥，只承担了小部分处理量，??所以有一定的ＣＯＤ去除能力但较其他格室低。??７０???５０００??ｇｃ?１?一＾￣总ＣＯＤ去除率?．??６０：二：｜｜認素一＿一进水＿浓度?＿?４５００??５５－＝４ｌｌＳＪ?？?？？？＇？广广：＿／??５０?５格室去除％‘?￥??ｇ４５：
【参考文献】：
期刊论文
[1]豆制品加工废水生物制氢系统启动与运行优化[J]. 张斌阁,孙彩玉,边喜龙,刘芳,于景洋,齐世华,刘仁涛. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]生物制氢技术的研究进展[J]. 沈灵斌. 低碳世界. 2019(01)
[3]ABR法处理典型农村生活污水的试验研究[J]. 刘聪,张钦库,吴喜军,高楠. 当代化工. 2018(08)
[4]世界可再生能源发展态势[J]. 高慧,杨艳,焦姣,邱茂鑫,刘知鑫,赵旭. 石油科技论坛. 2018(04)
[5]厌氧流化床微生物燃料电池处理间甲酚废水及产电性能研究[J]. 樊芳,刘新民. 可再生能源. 2018(06)
[6]ABR处理造纸中段硫酸盐有机废水的研究[J]. 李豪飞,肖凯升,黄家森,赖西聪. 四川化工. 2018(02)
[7]ABR处理甘薯淀粉加工废水的启动试验研究[J]. 赵委托,刘小波,李亚军,王乐力,陈超产,尉小龙. 江西化工. 2018(01)
[8]氢能促进我国能源系统清洁低碳转型的应用及进展[J]. 伊文婧,梁琦,裴庆冰. 环境保护. 2018(02)
[9]中国氢能发展的思考[J]. 王赓,郑津洋,蒋利军,陈健,韩武林,陈霖新. 科技导报. 2017(22)
[10]有机废弃物生物制氢研究[J]. 喻玮昱. 化工管理. 2017(25)
博士论文
[1]高效光合产氢菌的筛选及连续生物制氢试验研究[D]. 刘文辉.西安建筑科技大学 2017
[2]ABR厌氧消化过程的数值模拟与反应动力学分析[D]. 施恩.哈尔滨工业大学 2017
[3]有机废水乙醇型发酵产氢系统快速启动及其生物强化研究[D]. 王东阳.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]SMHABR生物制氢新工艺的启动与运行[D]. 郑阳.东北林业大学 2016
[2]发酵制氢反应器的启动及生物强化运行[D]. 崔永岩.哈尔滨理工大学 2015
[3]生物制氢系统固定化载体的选择与应用研究[D]. 曹逸坤.东北林业大学 2013
[4]厌氧消化模型对ABR处理屠宰废水过程的模拟研究[D]. 张宇燕.西南大学 2012
[5]厌氧折流板反应器处理两种食品废水的启动和运行[D]. 李博.东北林业大学 2011
[6]ABR处理制糖废水实验研究[D]. 倪佳.哈尔滨工业大学 2010
[7]ABR颗粒污泥的分形结构与微生物学特征分析[D]. 杜接弟.北京林业大学 2009
本文编号：3587343
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１研宄的技术路线??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ??
装置如图２－１所不，反应器由有机玻璃制成，反应器整体长９５?ｃｍ、宽１２?ｃ，总容积为８０?Ｌ。该反应器的有效容积占总容积的５４?％为４３．２?Ｌ。反应器被流板分为五个格室，其中第五格室容积为１４．４?Ｌ，其主要作用为截留前端格泥，该格室的设计可以有效减少反应过程中污泥的流失。其余各格室有效容?Ｌ，每个格室的下部都设置倾角为６０°的导流板，将各格室分为上向流室和上下流室的宽度比为５：１，该结构代替搅拌装置有利于底物与污泥中的微生。反应器整体在有机玻璃外均匀缠绕一圈加热电阻丝，以保证反应器的温度的过程中始终维持在（３５±１）?°Ｃ。在各格室内上部设置１０?ｃｍ厚的鹅卵石孔的有机玻璃做支撑，鹅卵石不仅可以截留剩余污泥防止污泥流失，还可以体，使污泥在其表面形成一层生物膜，同时在活性污泥中加入颗粒活性炭，化态载体在表面形成生物膜，与鹅卵石载体共同构成流固共筑生物膜。进水通过恒流泵泵入第一格室，通过调节恒流栗的泵速来控制以上下折流的方式个格室最终经过出水口流出。每个格室都装有取样口，以便对每个格室度及挥发酸等指标进行分析，各格室下方设有排污口，反应器顶端设有排气连，产生的气体通过气体流量计测量其体积。??Ｉ?泰?Ｉ?Ｉ?Ｉ?５??
在此阶段通过其他多项参数的监测发现，在启动运行试验进行的第３９?ｄ，反应器??第一格室已经形成乙醇型发酵体系，即启动成功，此时的进水ＣＯＤ浓度为４０３５．８?ｍｇ／Ｌ，??ＣＯＤ去除率为５８．９?％。由图３－１可知，在此阶段，ＣＯＤ去除率逐渐趋于稳定，系统稳??定性在逐渐提高，微生物有良好的分离分区，在各个格室发挥作用。??对比五个格室的ＣＯＤ去除率可知，第一格室去除率始终高于其他格室，这充分说??明了第一格室的产酸菌群作为优势种群发挥了水解作用，将一些大分子有机物分解，因??此第一格室的ＣＯＤ浓度降低最快。而后端四个格室的ＣＯＤ去除率平均值则逐格室降低，??这是由于后端格室接收到的废水已经过水解，污泥的中微生物生长所需要的养分少于第??一格室，第五格室由于仅接收到一些前端格室流失的剩余污泥，只承担了小部分处理量，??所以有一定的ＣＯＤ去除能力但较其他格室低。??７０???５０００??ｇｃ?１?一＾￣总ＣＯＤ去除率?．??６０：二：｜｜認素一＿一进水＿浓度?＿?４５００??５５－＝４ｌｌＳＪ?？?？？？＇？广广：＿／??５０?５格室去除％‘?￥??ｇ４５：
【参考文献】：
期刊论文
[1]豆制品加工废水生物制氢系统启动与运行优化[J]. 张斌阁,孙彩玉,边喜龙,刘芳,于景洋,齐世华,刘仁涛. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]生物制氢技术的研究进展[J]. 沈灵斌. 低碳世界. 2019(01)
[3]ABR法处理典型农村生活污水的试验研究[J]. 刘聪,张钦库,吴喜军,高楠. 当代化工. 2018(08)
[4]世界可再生能源发展态势[J]. 高慧,杨艳,焦姣,邱茂鑫,刘知鑫,赵旭. 石油科技论坛. 2018(04)
[5]厌氧流化床微生物燃料电池处理间甲酚废水及产电性能研究[J]. 樊芳,刘新民. 可再生能源. 2018(06)
[6]ABR处理造纸中段硫酸盐有机废水的研究[J]. 李豪飞,肖凯升,黄家森,赖西聪. 四川化工. 2018(02)
[7]ABR处理甘薯淀粉加工废水的启动试验研究[J]. 赵委托,刘小波,李亚军,王乐力,陈超产,尉小龙. 江西化工. 2018(01)
[8]氢能促进我国能源系统清洁低碳转型的应用及进展[J]. 伊文婧,梁琦,裴庆冰. 环境保护. 2018(02)
[9]中国氢能发展的思考[J]. 王赓,郑津洋,蒋利军,陈健,韩武林,陈霖新. 科技导报. 2017(22)
[10]有机废弃物生物制氢研究[J]. 喻玮昱. 化工管理. 2017(25)
博士论文
[1]高效光合产氢菌的筛选及连续生物制氢试验研究[D]. 刘文辉.西安建筑科技大学 2017
[2]ABR厌氧消化过程的数值模拟与反应动力学分析[D]. 施恩.哈尔滨工业大学 2017
[3]有机废水乙醇型发酵产氢系统快速启动及其生物强化研究[D]. 王东阳.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]SMHABR生物制氢新工艺的启动与运行[D]. 郑阳.东北林业大学 2016
[2]发酵制氢反应器的启动及生物强化运行[D]. 崔永岩.哈尔滨理工大学 2015
[3]生物制氢系统固定化载体的选择与应用研究[D]. 曹逸坤.东北林业大学 2013
[4]厌氧消化模型对ABR处理屠宰废水过程的模拟研究[D]. 张宇燕.西南大学 2012
[5]厌氧折流板反应器处理两种食品废水的启动和运行[D]. 李博.东北林业大学 2011
[6]ABR处理制糖废水实验研究[D]. 倪佳.哈尔滨工业大学 2010
[7]ABR颗粒污泥的分形结构与微生物学特征分析[D]. 杜接弟.北京林业大学 2009
本文编号：3587343
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