厌氧反应器的运行与在线监测

发布时间：2023-11-17 18:53

　　厌氧生物处理技术在去除污染物的同时生成氢气或者甲烷,具有广阔的应用前景。但厌氧反应器的运行容易出现不稳定的问题,限制了它的推广应用。因此,很有必要实现对厌氧反应器的在线监测。但目前尚缺少针对厌氧反应器的实用检测方法和技术。 本论文以上流式厌氧污泥床(UASB)反应器为对象,研究了有机废水连续厌氧发酵产氢工艺特性,优化了系统的主要工艺参数;以监测和优化厌氧产甲烷反应器的运行为目的,分别研发出了液相产物的监测系统和气相产物的监测系统,并对厌氧反应器的预警因子及其机制进行了系统的探索。主要研究内容和结果如下: 1、研究了pH和水力停留时间(HRT)对连续流产氢UASB反应器的液相产物和氢气产生的影响。研究表明:液相产物中以丁酸和乙酸为主,己酸和戊酸在某些pH值下含量较高;在pH=7.0和9.0时氢气产率较高,说明反应器中存在对碱性环境较为适应的产氢微生物;通过热力学分析解析了戊酸和己酸的生成途径,发现在戊酸和已酸的生成过程中,氢气作为反应物而被消耗,以致H₂产率的降低,因此应改变反应器的运行条件以减少戊酸和己酸的生成;在HRT从30h逐渐降到3h的过程中,氢气的分压和产...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 厌氧废水生物处理原理
        1.2.1 厌氧产甲烷的生化过程
        1.2.2 厌氧产甲烷过程中的微生物
    1.3 生物制氢技术简介
        1.3.1 光合微生物制氢
        1.3.2 发酵微生物制氢
    1.4 厌氧生物反应器的研究进展
        1.4.1 厌氧反应器简介
        1.4.2 UASB反应器
        1.4.3 影响厌氧反应器稳定运行的主要因素
        1.4.4 厌氧反应器监测的现状和问题
    1.5 本研究的目的、意义和内容
    参考文献
第二章 中温厌氧产氢反应器的运行工况
    2.1 引言
    2.2 材料和方法
        2.2.1 UASB反应器
        2.2.2 产氢污泥
        2.2.3 合成废水
        2.2.4 实验设计
        2.2.5 分析测试
    2.3 结果和分析
        2.3.1 pH的影响
        2.3.2 水力停留时间HRT的影响
        2.3.3 底物的影响
        2.3.4 厌氧产氢反应器的热力学分析
    2.4 小结
    参考文献
第三章 厌氧反应器液相组分在线自动滴定系统的研制
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 数学模型的建立
        3.2.2 电路设计和设备加工
        3.2.3 控制程序和界面程序
        3.2.4 仪器和试剂
    3.3 结果与分析
        3.3.1 自动滴定系统的性能分析
        3.3.2 对两步法和五点法的验证
        3.3.3 挥发性脂肪酸、碳酸盐和磷酸盐自动滴定
    3.4 小结
    参考文献
第四章 厌氧反应器气相组分在线测定系统的研制
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 红外气体传感器
        4.2.2 数据采集器
        4.2.3 界面程序
        4.2.4 试验设计
    4.3 结果与分析
        4.3.1 传感器的校正
        4.3.2 监测系统的稳定性分析
        4.3.3 气体压力和流速的影响
    4.4 小结
    参考文献
第五章 厌氧反应器在线测定系统的集成和应用
    5.1 引言
    5.2 材料和方法
        5.2.1 仪器和方法
        5.2.2 试验设计
    5.3 结果与分析
        5.3.1 底物浓度负荷冲击对UASB反应器的影响
        5.3.2 水力负荷冲击对UASB反应器的影响
    5.4 小结
    参考文献
第六章 总结
致谢



本文编号：3864695