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超声波破解对城市污泥厌氧消化甲烷产量的影响分析

作　者: 孙凯凯
导　师: 杨顺生
学　校: 西南交通大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 超声波甲烷含量厌氧消化城市污泥
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本课题依托大连污泥处理厂的超声波破解市政污泥强化厌氧消化试验项目,在考察超声波破解污泥对甲烷产量时,对中温厌氧消化的日产气量、白天小时产气量、甲烷含量、VS降解率、产气率等参数的变化作了分析,以及分析了对厌氧消化的启动、厌氧消化停止再启动和后续投加原泥厌氧消化产气性能的影响,为超声波破解污泥技术的实际应用提供数据依据和技术参考。现场试验的超声波设备的频率为20kHz,功率为300w,超声波破解污泥的时间设定为90s/5L。结论：同等投加超声波破解污泥进行厌氧消化的启动,随后进行11天超声波破解污泥的产气对比试验。在5%投配率下,超声波破解污泥可提高产气量76%,并在后续10天同等投加原泥的试验中,超声波破解污泥的提高产气效果仍持续而且得到加强。投加同等原泥污泥进行厌氧消化的启动,随后按投配率5%进行45天超声波破解污泥的对比试验,考察超声波破解污泥对日产气量、白天小时产气量、甲烷含量、VS降解率、产气率的影响。结果显示：两罐产气均稳定时,投加含40%超声波破解污泥的日均产气量、VS降解率、甲烷含量和甲烷产量分别提高18.8%、64.1%、3.9%和23.6%,厌氧消化性能得到强化。同时超声波破解污泥促进了蛋白质的水解及产甲烷过程,降解1gVS的产气量降低23.8%；在投加超声波破解污泥的第1天、第11天、第16天,白天内产气速率大于投加原泥白天产气速率的时间分别为最初2个小时、最初6个小时、全部9个小时。投加超声波破解污泥的消化罐和投加原泥的消化罐停止运行3天后再启动,随后进行产气对比试验。投加原泥消化罐在停止运行3天后,产气也停止。投加超声波破解污泥消化罐的产气性能在停止运行3天后仍良好,而且产气量较高。超声波破解污泥技术可以有效提高气体产量和甲烷产量,优化了市政污泥的资源化。同时VS降解率有了提高,利于污泥的减量化。通过观察超声波破解污泥技术的能耗比,分析该技术可增加厌氧消化的净能量产出值。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-28
  1.1 市政污泥的基本特征  11-12
  1.2 污泥厌氧消化技术  12-18
    1.2.1 污泥厌氧消化技术理论简述  12-13
    1.2.2 污泥厌氧消化气体产量的影响因素  13-15
    1.2.3 污泥厌氧消化技术和其他技术联合提高甲烷产量  15-18
  1.3 超声波破解技术  18-24
    1.3.1 超声波效应  19-21
    1.3.2 超声波破解污泥的机理  21-22
    1.3.3 厌氧消化投加超声波破解污泥的优点  22-23
    1.3.4 现场超声波设备介绍  23-24
  1.4 污泥厌氧消化系统的启动研究  24-28
    1.4.1 培菌前检查整个系统  25
    1.4.2 甲烷菌培养方法  25-27
    1.4.3 厌氧消化系统的重启  27-28
第2章试验情况  28-32
  2.1 污泥来源  28
  2.2 实验装置  28-30
    2.2.1 超声波处理部分  28
    2.2.2 厌氧消化部分  28-29
    2.2.3 数据采集部分  29-30
  2.3 分析方法  30
  2.4 对比试验过程  30-31
  2.5 试验目的  31-32
第3章超声波破解污泥试验  32-35
  3.1 击破率的检测试验  32
  3.2 度、含水率及VS的检测试验  32-34
    3.2.1 超声波破解污泥对含水率和有机分的影响  32-33
    3.2.2 超声波破解污泥对含水率和有机分的影响  33-34
  3.3 本章小结  34-35
第4章同等投加超声波破解污泥进行启动时的产气量变化分析  35-40
  4.1 启动中产气量的变化分析  35-36
  4.2 对比试验时产气量的变化分析  36
  4.3 对比试验后的产气量变化分析  36-39
  4.4 本章小结  39-40
第5章同等投加原泥进行启动时甲烷产量变化分析  40-55
  5.1 同等投加原泥试验分析  40-41
  5.2 对比试验分析  41-44
  5.3 甲烷含量的变化分析  44-45
    5.3.1 第10天甲烷含量的变化分析  44-45
    5.3.2 第23天甲烷含量的变化分析  45
  5.4 甲烷产量变化分析  45-46
  5.5 白天小时产气量变化分析  46-51
    5.5.1 第1天白天小时产气量变化分析  46-48
    5.5.2 第11天白天小时产气量变化分析  48-49
    5.5.3 第16天白天小时产气量变化分析  49-51
  5.6 重启后产气量变化分析  51-52
  5.7 超声波破解污泥的能耗分析  52-53
    5.7.1 投加10L含40%超声波破解污泥的能量投入  53
    5.7.2 投加10L含40%超声波破解污泥的能量产出  53
  5.8 本章小结  53-55
结论  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士期间发表的论文及科研成果  61

超声波破解对城市污泥厌氧消化甲烷产量的影响分析

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