猪场废水沼气发酵过程加热能量调配

发布时间：2024-03-21 00:53

　　猪场废水通常采用沼气发酵进行处理利用。由于猪场废水体积大、浓度不高,因此升温困难、冬季处理效率低。针对这一问题,提出“在相同加热能量条件下,通过分步加热可以提高沼气发酵产气效率”的科学假设。为了证实这一假设,本文以两步加热策略为例,从理论推导和试验验证两方面求证两步加热策略提升沼气发酵效率的可行性,探索影响沼气发酵效率提升的因素,并研究了两步加热策略对厌氧污泥特性的影响。形成的主要结论如下:(1)理论上,相对于传统加热方式,两步加热策略可以提升发酵温度和沼气发酵效率。第一部分废水比例(p)越低,能量废水比(h)越高,两步加热策略的温度提升幅度越大。p值越低,环境温度(T0)越低,两步加热策略的沼气发酵效率提升效率越大。(2)以清水为介质的温度验证试验表明,随着p值的降低,两步加热策略温度提升量逐步升高,p值为0.1时,两步加热策略温度提升量为4.61 ℃。随着h的升高,两步加热策略温度提升量逐步升高,p值为0.3,为37.62 kJ·L-1时,两步加热策略温度提升量为9.25 ℃。试验中两步加热策略温度提升量小于理论值,试验值与理论值的差异主要缘于罐体和管道的散热引起的温度损失。(3)...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２研究技术路线??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｅｓｅａｃｈ?ｐｒｏｇｒａｍ??

正确性及理论推导的可靠性，在此基础上探索影响沼气发酵提升效率的工艺条件，研宄两步加热??策略的厌氧污泥特性，为建立分步加热沼气发酵方法提供理论基础。主要研究内容如下，技术路??线如图１．２。??（１）

图２．?１不同ｐ值条件下两步加热策略的第一步部分废水温度提升及总的底物降解提升效率??Ｆｉｇ．?２．１?Ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（ｉｎ?ｄｉｇｅｓｔｅｒ?Ｉ?）?ａｎｄ?ｏｒｇａｎｉｃｓ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｒａｔｅ?（ｗｅｉｇｈｔｅｄ?ａｖｅｒａｇｅ）?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐ??ｕ?

?１??Ｐ??图２．２两步加热有机物降解速率提升系数增加率??Ｆｉｇ．?２．２?Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ?ｒａｔｅ?ｏｆ?ｏｒｇａｎｉｃｓ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｒａｔｅ?ｕｓｉｎｇ?ｈｖｏ－ｓｔｅｐ?ｈｅａｔｉｎｇ?ｍｏｄｅ??１６

图２．?６不同：Ｔｅ条件下的甲烷产量提升效率??Ｆｉｇ．２．６?Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ?ｒａｔｅ?ｏｆ?ｍｅｔｈａｎｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｔ０??

图２．?６不同：Ｔｅ条件下的甲烷产量提升效率??Ｆｉｇ．２．６?Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ?ｒａｔｅ?ｏｆ?ｍｅｔｈａｎｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｔ０??容积负荷（ＯＬＲ）对两步加热甲烷产量提升影响的理论解析??２．３．２．１和２．３．２．２部分的分析，....

图２．?７不同容积负荷条件下甲烷产量提升效率??Ｆｉｇ．２．７?Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ?ｒａｔｅ?ｏｆ?ｍｅｔｈａｎｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒ?

根据两步加热策略的假设，沼气发酵装置Ｉ的发酵温度比沼气发酵装置ＩＩ和一步加热沼气发??酵装置高，所以在容积负荷升高时会获得更高的甲烷产量提升，进而提升两步加热策略甲烧产量??的提升效率，所以容积负荷升高时，两步加热策略的甲烷产量提升效率理应提升。但是（图２．７）??中的提升效率并....

本文编号：3933571