基于ADM1模型对城市污泥厌氧消化过程的模拟研究
发布时间：2021-08-29 06:28
随着污水处理量的增加,污泥作为污水处理的“衍生品”也急剧增加。目前在国际上,污泥厌氧消化技术是污泥减量化、稳定化和资源化应用非常广泛的方法,但在我国应用率非常低。本文分析了厌氧消化过程中的物料平衡,并使用国际水协推出的ADM1数学模型,以西安市第五污水处理厂作为研究对象,以提高消化池的处理效率为目的,对污泥厌氧消化过程进行模拟研究。主要结论如下:（1）对厌氧消化19个生化动力学过程进行了 COD组分和C组分的物料平衡分析;列出了反应器单元内每一个状态组分i的组分质量平衡方程;列出ASM1和ADM1两个模型的组分转换原理,并对其转换的步骤进行说明。（2）以西安市第五污水处理厂污泥厌氧消化系统为研究对象,建立了污泥厌氧消化工艺模型并对相关敏感性参数进行了校正,校正后的模型与实际运行数据拟合良好。（3）基于原污水厂的污泥单级厌氧消化工艺,提出了两级厌氧消化和两相厌氧消化的改进工艺。可知,在进泥含水率为96%,水力停留时间为20天的条件下,污泥两级厌氧消化工艺相比单级厌氧消化工艺,消化池产气量由2000m3/d增加到2381m3/d,其中甲烷气体体积分数由61%增加到62%。污泥两相厌氧消化工...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2厌氧消化过程物料平衡分析92厌氧消化过程物料平衡分析2.1生化过程中各组分的物料平衡模型包括三个生化步骤：①产酸（发酵）、产乙酸（有机酸的厌氧氧化）和产甲烷步骤；②胞外分解步骤；③胞外水解步骤，其中，水解、产酸和产乙酸这三个过程有许多平行反应。如图2-1所示。图2-1厌氧模型的生化过程图Fig.2-1Biochemicalprocessdiagramofanaerobicmodel厌氧消化过程共有19个生化动力学过程，分别为：分解；水解醣；蛋白质水解；脂类水解；糖的吸收；氨基酸的吸收；长链脂肪酸的吸收；戊酸盐的吸收；丁酸盐的吸收；丙酸盐的吸收；乙酸盐的吸收；氢的吸收；糖降解者的衰减；氨基酸降解者的衰减；长链脂肪酸降解者的衰减；戊酸盐和丁酸盐降解者的衰减；丙酸盐降解者的衰减；乙酸盐降解者
西安理工大学硕士学位论文22表3-3污泥有机质情况Tab.3-3Organicmatterofsludge污泥初沉污泥剩余污泥混合污泥有机物%39.443.441.9综上，可知，西安市第五污水处理厂污泥厌氧消化系统运行稳定，消化池内pH值符合理论要求的范围，沼气中甲烷气体为主要成分，只是随着系统的运行，甲烷气体的占比有缓慢的下降，最后稳定在60%。3.2污泥厌氧消化工艺模型的构建3.2.1建立概化模型本模型基于WEST平台，根据污水厂的工艺流程建立模型，其中污泥处理部分采用ADM1模型，建立的概化模型如图。消化时间为20d,消化温度为35℃。图3-3西安市第五污水处理厂工艺流程概化模型图Fig.3-3ProcessmodelofXi"anNo.5WastewaterTreatmentPlant基准状态下连续30d的模拟数据如表3-4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微量元素Ni添加在厌氧消化中的研究进展[J]. 刘亚利,杨灿,康晓荣,钟婷婷,张锺一. 应用化工. 2019(02)
[2]污泥与秸秆共基质中温两相厌氧消化特性[J]. 周海东,刘积成,王莹莹,应桢西. 环境科学研究. 2019(05)
[3]铁粉/鼠李糖脂对高含固率脱水污泥的强化厌氧消化[J]. 王庆,马思佳,许柯,黄辉,陈珺,任洪强. 净水技术. 2018(10)
[4]强化污泥厌氧消化产甲烷新技术研究进展[J]. 夏兆辉,孙婧,董滨. 广东化工. 2018(01)
[5]不同形态水葫芦和污泥联合厌氧消化产沼气性能[J]. 高文,伍健东,周兴求,刘佳伟,钱旭. 环境化学. 2018(01)
[6]城镇污水处理厂污泥处理处置现状浅议[J]. 雒建伟,谈进,张安东. 山东工业技术. 2017(23)
[7]臭氧预处理对剩余污泥特性及厌氧消化的影响[J]. 石璞玉,孙力平,谢春雨,郑亚哲,邱春生. 环境工程学报. 2017(06)
[8]预处理方式对剩余污泥水解及厌氧产甲烷性能的影响[J]. 邱春生,杜广春,骆尚廉,孙力平. 环境工程. 2016(03)
[9]纳米材料对污水/污泥厌氧消化系统影响的研究进展[J]. 王涛,张栋,戴翎翎,董滨,刘志刚,戴晓虎. 环境工程. 2015(06)
[10]西安市第五污水处理厂卵形消化池的调试及运行[J]. 马明华,李立军,石鑫,程晓波,张文婷,卢江畔,夏静,刘晓鹏,武少华,杜欣. 中国给水排水. 2015(06)
博士论文
[1]城市污泥厌氧发酵产酸的数学模型研究[D]. 白杰.江南大学 2016
硕士论文
[1]西安市第五污水处理厂能耗与污泥厌氧消化能效分析[D]. 赵恩泽.西安建筑科技大学 2017
[2]盐梯度太阳池与厌氧消化耦合污泥处理技术研究[D]. 吴志跃.山西大学 2016
[3]基于水热预处理的污泥高温厌氧消化技术的研究[D]. 姚一思.东南大学 2016
[4]应用厌氧消化模拟技术对某污水厂消化池运行的分析[D]. 周芳.天津大学 2014
本文编号：3370093
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
2厌氧消化过程物料平衡分析92厌氧消化过程物料平衡分析2.1生化过程中各组分的物料平衡模型包括三个生化步骤：①产酸（发酵）、产乙酸（有机酸的厌氧氧化）和产甲烷步骤；②胞外分解步骤；③胞外水解步骤，其中，水解、产酸和产乙酸这三个过程有许多平行反应。如图2-1所示。图2-1厌氧模型的生化过程图Fig.2-1Biochemicalprocessdiagramofanaerobicmodel厌氧消化过程共有19个生化动力学过程，分别为：分解；水解醣；蛋白质水解；脂类水解；糖的吸收；氨基酸的吸收；长链脂肪酸的吸收；戊酸盐的吸收；丁酸盐的吸收；丙酸盐的吸收；乙酸盐的吸收；氢的吸收；糖降解者的衰减；氨基酸降解者的衰减；长链脂肪酸降解者的衰减；戊酸盐和丁酸盐降解者的衰减；丙酸盐降解者的衰减；乙酸盐降解者
西安理工大学硕士学位论文22表3-3污泥有机质情况Tab.3-3Organicmatterofsludge污泥初沉污泥剩余污泥混合污泥有机物%39.443.441.9综上，可知，西安市第五污水处理厂污泥厌氧消化系统运行稳定，消化池内pH值符合理论要求的范围，沼气中甲烷气体为主要成分，只是随着系统的运行，甲烷气体的占比有缓慢的下降，最后稳定在60%。3.2污泥厌氧消化工艺模型的构建3.2.1建立概化模型本模型基于WEST平台，根据污水厂的工艺流程建立模型，其中污泥处理部分采用ADM1模型，建立的概化模型如图。消化时间为20d,消化温度为35℃。图3-3西安市第五污水处理厂工艺流程概化模型图Fig.3-3ProcessmodelofXi"anNo.5WastewaterTreatmentPlant基准状态下连续30d的模拟数据如表3-4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微量元素Ni添加在厌氧消化中的研究进展[J]. 刘亚利,杨灿,康晓荣,钟婷婷,张锺一. 应用化工. 2019(02)
[2]污泥与秸秆共基质中温两相厌氧消化特性[J]. 周海东,刘积成,王莹莹,应桢西. 环境科学研究. 2019(05)
[3]铁粉/鼠李糖脂对高含固率脱水污泥的强化厌氧消化[J]. 王庆,马思佳,许柯,黄辉,陈珺,任洪强. 净水技术. 2018(10)
[4]强化污泥厌氧消化产甲烷新技术研究进展[J]. 夏兆辉,孙婧,董滨. 广东化工. 2018(01)
[5]不同形态水葫芦和污泥联合厌氧消化产沼气性能[J]. 高文,伍健东,周兴求,刘佳伟,钱旭. 环境化学. 2018(01)
[6]城镇污水处理厂污泥处理处置现状浅议[J]. 雒建伟,谈进,张安东. 山东工业技术. 2017(23)
[7]臭氧预处理对剩余污泥特性及厌氧消化的影响[J]. 石璞玉,孙力平,谢春雨,郑亚哲,邱春生. 环境工程学报. 2017(06)
[8]预处理方式对剩余污泥水解及厌氧产甲烷性能的影响[J]. 邱春生,杜广春,骆尚廉,孙力平. 环境工程. 2016(03)
[9]纳米材料对污水/污泥厌氧消化系统影响的研究进展[J]. 王涛,张栋,戴翎翎,董滨,刘志刚,戴晓虎. 环境工程. 2015(06)
[10]西安市第五污水处理厂卵形消化池的调试及运行[J]. 马明华,李立军,石鑫,程晓波,张文婷,卢江畔,夏静,刘晓鹏,武少华,杜欣. 中国给水排水. 2015(06)
博士论文
[1]城市污泥厌氧发酵产酸的数学模型研究[D]. 白杰.江南大学 2016
硕士论文
[1]西安市第五污水处理厂能耗与污泥厌氧消化能效分析[D]. 赵恩泽.西安建筑科技大学 2017
[2]盐梯度太阳池与厌氧消化耦合污泥处理技术研究[D]. 吴志跃.山西大学 2016
[3]基于水热预处理的污泥高温厌氧消化技术的研究[D]. 姚一思.东南大学 2016
[4]应用厌氧消化模拟技术对某污水厂消化池运行的分析[D]. 周芳.天津大学 2014
本文编号：3370093
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