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升流式固体反应器处理畜禽废水试验研究

作　者: 尹晓峰
导　师: 杨中东；郎咸明
学　校: 东北大学
专　业: 环境科学
关键词: 厌氧升流式固体反应器畜禽废水沼气
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 85次
引　用: 2次
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内容摘要

我国畜禽养殖业的迅猛发展,由此所产生的环境污染问题也日趋严重。畜禽粪污中含有大量的有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌,如果不加任何处理就排放到外界,则会对周围的土壤、大气和水体造成严重的污染,对人体健康和环境构成威胁。以升流式固体反应器(Upflow Solids Reacter以下简称USR反应器)为主的沼气工程技术处理畜禽粪便,不仅能够减少环境污染,还能够回收利用粪便处理过程中产生的甲烷来提供清洁能源,更重要的是还能够减少温室气体排放量。本文采用USR反应器对高浓度的畜禽废水进行处理试验研究,为实际沼气工程的工艺设计和运行操作提供参考依据,具有重要的现实意义。本文探讨了一、二级USR反应器工艺处理畜禽废水的机理和效果,主要通过模拟实际工程运行,在中温38℃环境下,测定反应器内VFA值和pH值来监测反应器的运行状况,逐步提高反应器的负荷,最终确定USR反应器最高负荷和产气率,并对各影响因素进行了研究,得出最佳操作参数,主要得出如下结论：USR反应器在处理畜禽废水实验中具有有机负荷高,容积产气率高、运行稳定和二次启动迅速等特点,因此在实际沼气工程中有着较好的应用。USR反应器处理猪、牛粪废水实验在温度保持在中温38℃情况下,容积产气率分别达到2.5m3／m3·d和1.4m3／m3·d左右。USR反应器处理畜禽废水出水VFA值在15～25mmol/L和pH值为7.2-7.5之间时,处理效果比较好。USR反应器处理畜禽废水在出水二次发酵实验时,二级USR反应器产气量可以达到一级USR反应器产气量的10%-15%,在投资和实际运行费用比较低的情况下,很好的取代了传统的沼液池的作用。USR反应器处理畜禽废水产生沼气的甲烷含量均在60%以上,沼液沼渣营养成分含量高,均可以创造很好的经济效益。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-20
  1.1 畜禽养殖业污染现状  10
  1.2 畜禽养殖污染的危害  10-12
    1.2.1 对土壤的危害  11
    1.2.2 对大气的危害  11
    1.2.3 对水体的危害  11-12
    1.2.4 对人体健康和畜牧业危害  12
  1.3 畜禽粪污处理方法及国内外治理状况  12-18
    1.3.1 利用畜禽粪便生产有机肥  13-14
    1.3.2 利用畜禽粪便生产饲料  14-15
    1.3.3 利用畜禽粪便生产沼气  15-18
  1.4 本课题研究目的及意义  18-20
第二章实验方案原理  20-30
  2.1 厌氧发酵生物处理原理  20-21
  2.2 影响厌氧消化处理效率的因素  21-27
    2.2.1 温度和温度的波动  21-22
    2.2.2 废水的pH值与pH值缓冲能力  22-23
    2.2.3 氧化还原电位  23-24
    2.2.4 有毒物质  24-26
    2.2.5 营养物质与微量元素  26
    2.2.6 有机负荷量  26-27
  2.3 厌氧消化过程中氮和磷的去除  27-30
    2.3.1 厌氧消化过程中氮的去除  27
    2.3.2 厌氧消化过程中磷的去除  27-30
第三章实验  30-34
  3.1 实验工艺流程图  30
  3.2 实验装置和设备  30-31
  3.3 实验方法  31-32
  3.4 检测项目及方法  32-34
第四章实验结果与讨论  34-58
  4.1 一级USR反应器处理猪场废水  34-44
    4.1.1 污泥驯化阶段  34-35
    4.1.2 进料量和水力停留时间  35-37
    4.1.3 产气量和产气率  37
    4.1.4 进出水COD与容积负荷  37-38
    4.1.5 进水和出水pH的变化  38-39
    4.1.6 出水VFA值  39-40
    4.1.7 氨氮和总磷的去除  40-42
    4.1.8 产生气体含甲烷量的确定  42
    4.1.9 沼液沼渣成分的测定  42-43
    4.1.10 本节小结  43-44
  4.2 一级USR反应器处理牛场废水  44-51
    4.2.1 进料量和水力停留时间  44-45
    4.2.2 产气量和产气率  45
    4.2.3 进出水COD与容积负荷  45-46
    4.2.4 进水和出水pH的变化  46-47
    4.2.5 出水VFA值  47-48
    4.2.6 氨氮和总磷的去除  48-49
    4.2.7 产生气体含甲烷量的确定  49-50
    4.2.8 沼液沼渣成分的测定  50
    4.2.9 本节小结  50-51
  4.3 二级USR反应器处理猪场废水  51-58
    4.3.1 进料量和水力停留时间  51-52
    4.3.2 产气量和产气率  52-53
    4.3.3 进出水COD与容积负荷  53-54
    4.3.4 进水和出水pH的变化  54-55
    4.3.5 出水VFA值  55
    4.3.6 氨氮和总磷的去除  55-57
    4.3.7 本节小结  57-58
第五章结论  58-60
参考文献  60-63
致谢  63

升流式固体反应器处理畜禽废水试验研究

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