关键调控参数对电化学厌氧消化的影响

发布时间：2023-10-06 08:22

　　化石燃料储量有限和全球与日俱增的能源需求带来的加速消耗使得能源危机成为当前社会将面临的的巨大挑战,而且化石燃料的使用带来温室效应、酸雨、雾霾等环境问题严重影响人们的生产生活,生物质能源的开发利用也成为发展的重中之重。生物质能源作为一种可再生的绿色清洁能源,而且取之不尽用之不竭。厌氧消化作为一种广泛应用的生物质能利用技术,将生物质转化为沼气加以利用,然而其存在甲烷转化率不高和沼气品位低下的问题。电化学厌氧消化(EAD)作为一种新型利用生物质生产清洁能源甲烷的技术方法,为生物质高效利用提供全新的解决方法。EAD反应器的主要工作原理是在外部电压作用下电活性微生物在阳极表面生长聚集,同时分解氧化有机质来形成电子流,进而产生氢气释放进反应体系内,然后再由氢营养性甲烷菌还原二氧化碳生成甲烷,因此电化学厌氧消化技术能有效提高生物质气的甲烷含量同时降低二氧化碳含量,最终提高甲烷转化率。本文在中温及中性PH条件下构建连续电化学厌氧消化反应器,在续实验中通过控制单一影响因素,分析研究关键环境参数(电解电压、电流、HRT、底物浓度)对电化学厌氧消化影响,探究关键环境参数对电化学厌氧消化的作用机理。实验结果可...

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景
    1.2 微生物电解池研究现状
        1.2.1 微生物电解池原理及发展历程
        1.2.2 MEC产氢技术的优势和局限
        1.2.3 MEC产氢反应器的研究进展
    1.3 厌氧消化技术研究进展
        1.3.1 厌氧消化技术基本原理及应用现状
        1.3.2 厌氧消化技术的局限
        1.3.3 我国厌氧消化技术发展现状
    1.4 厌氧消化与微生物电解池结合工艺的探索与现状
        1.4.1 厌氧消化和电化学系统耦合技术的发展
        1.4.2 电化学厌氧消化反应器(EAD)的国内外研究现状
    1.5 研究目的和内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 研究路线
第二章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 EAD反应装置
        2.1.2 接种物
        2.1.3 培养基液配方
    2.2 试验方法
        2.2.1 EAD反应器的启动
        2.2.2 实验参数调控及数据采集
    2.3 检测与分析方法
        2.3.1 产气分析
        2.3.2 出料口中间产物分析
        2.3.3 反应器能量效率
第三章 EAD反应器甲烷效能分析
    3.1 引言
    3.2 启动阶段参EAD反应器运行效果
        3.2.1 EAD反应器启动阶段电流变化
        3.2.2 EAD反应器启动阶段产气影响
        3.2.3 EAD反应器启动阶段底物消耗情况
    3.3 本章小结
第四章 电化学参数对EAD性能影响
    4.1 引言
    4.2 电化学参数对EAD性能影响
        4.2.1 电化学参数对EAD电流变化影响
        4.2.2 电化学参数对EAD甲烷产率影响
        4.2.3 电化学参数对EAD气体组分影响
        4.2.4 电化学参数对EAD底物消化情况的影响
    4.3 本章小结
第五章 发酵参数对EAD性能影响
    5.1 引言
    5.2 发酵参数对EAD运行性能影响
        5.2.1 发酵参数对EAD运行过程电流变化影响
        5.2.2 发酵参数对EAD运行过程甲烷产率影响
        5.2.3 发酵参数对EAD气体组分影响
        5.2.4 发酵参数对EAD底物消化情况的影响
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文和研究成果
致谢



本文编号：3851486