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温室—太阳能热水器组合增温系统用于污泥厌氧消化试验研究

作　者: 孟成林
导　师: 李秀金
学　校: 北京化工大学
专　业: 环境工程
关键词: 厌氧消化剩余污泥太阳能温度沼气产气量
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

温度是影响污泥厌氧消化最重要的因素之一,为了实现污泥的高效厌氧消化,并节约能源,本文提出了用温室-太阳能热水器组合增温系统(以下简称太阳能组合增温系统)来对厌氧消化反应器增温保温,以期在对污泥实现减量化、资源化的同时节约处理能耗。试验中考察了该太阳能组合增温系统在一年四季对反应器Ⅱ的增温保温效果,并以剩余污泥为原料,考察了反应器Ⅱ的产气性能和对污泥的减量化效果,并与自然环境下运行的普通反应器Ⅰ作对比,最后对各季节能量产出和消耗情况进行对比分析,得出了如下主要结论:(1)反应器Ⅱ在一年四季的温度保持在36.7±0.7℃、51.4±1.0℃、36.4±0.5℃和36.1±0.7℃,温度波动不超过2℃,达到了高效厌氧消化的温度需求,该太阳能组合增温系统增温保温效果良好。(2)反应器Ⅱ在春夏秋三季的累积产气量分别比反应器Ⅰ提高了176.1%、98.8%和109.9%,产气高峰提前了6～10天,产气性能得以改善。(3)反应器Ⅱ在春夏秋三季对污泥TS的去除率分别为23.0%、42.6%和21.9%,比反应器Ⅰ提高了8.5%、27.1%和7.8%,对污泥减量化效果增强。(4)通过对能量产出和消耗情况分析,发现了反应器Ⅱ在春夏秋三季的能量转化效率比反应器Ⅰ提高了20.7%、44.1%和31.8%,但是冬季试验中维持反应器Ⅱ高效稳定运行的耗能大于产能,需进一步研究如何降低能耗。太阳能增温系统的运用,保证了厌氧消化处理污泥所需的温度,并节约了能源,具有很大的环境效益和经济效益。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-25
  1.1 污泥产生与处理现状  13-14
  1.2 厌氧消化技术概论  14-19
    1.2.1 厌氧消化反应机理  14-16
    1.2.2 厌氧消化的影响因素  16-18
    1.2.3 厌氧消化技术的特点  18-19
  1.3 太阳能利用发展概况  19-21
    1.3.1 太阳能的特点  19-20
    1.3.2 太阳能的利用形式  20-21
  1.4 国内外研究现状  21-22
  1.5 本课题研究内容及创新之处  22-25
第二章试验材料与方法  25-31
  2.1 材料与仪器  25-26
    2.1.1 试验材料  25
    2.1.2 试验设备  25-26
  2.2 试验装置  26-27
  2.3 试验设计  27-28
    2.3.1 污泥厌氧消化试验  27-28
    2.3.2 试验参数的确定  28
  2.4 试验分析方法  28-30
    2.4.1 温度的测定  28-29
    2.4.2 料液TS和VS的测定  29
    2.4.3 料液C/N的测定  29
    2.4.4 生物气成分测定  29-30
  2.5 试验运行与维护工作  30-31
第三章太阳能装置的增温保温效果  31-39
  3.1 温室-太阳能热水器组合系统增温效果  31-36
    3.1.1 温度时变化分析  31-34
    3.1.2 温度日变化分析  34-36
  3.2 太阳能利用状况分析  36-39
    3.2.1 温室对太阳能的利用  36-37
    3.2.2 温室-太阳能热水器组合系统对太阳能的作用  37-39
第四章污泥厌氧消化试验  39-51
  4.1 春秋季厌氧消化试验  39-43
    4.1.1 产气量分析  39-40
    4.1.2 生物气成分分析  40-41
    4.1.3 甲烷产量  41-43
  4.2 夏季厌氧消化试验  43-45
    4.2.1 产气量分析  43
    4.2.2 生物气成分分析  43-44
    4.2.3 甲烷产量  44-45
  4.3 冬季厌氧消化试验  45-47
    4.3.1 产气量分析  45
    4.3.2 生物气成分分析  45-46
    4.3.3 甲烷产量  46-47
  4.4 污泥减量化分析  47-48
  4.5 能量转化效果分析  48-49
  4.6 本章小结  49-51
第五章结论与建议  51-53
  5.1 结论  51
  5.2 建议  51-53
参考文献  53-55
致谢  55-57
作者简介及攻读硕士学位期间发表的学术论文  57-58
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  58-59

温室—太阳能热水器组合增温系统用于污泥厌氧消化试验研究

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