农村废弃生物质两相厌氧—太阳能辅热发酵技术研究

发布时间：2024-01-03 14:07

　　中国是农业生产大国,许多农作物的总产量居世界前列,农林资源丰富。随着经济的高速发展,我国农村现有种植业、养殖业等生产模式中会产生大量的秸秆、餐厨垃圾、畜禽粪便等有机废弃物,既是污染源,又是潜在的农林生物质和绿色化工产品的原料。如未妥善处理,不仅造成资源浪费和环境污染,还会影响到人类的健康生活和经济发展。针对这种现状,本文采用中温两相厌氧-太阳能辅热的中试发酵产沼技术处理农村废弃生物质,分别从系统启动研究、不同有机负荷对系统运行效能的影响、系统全年运行特性研究及产气罐仿真模拟等四个方面开展了实验研究工作,得出以下结论:考察了两相厌氧发酵系统的启动运行特性。主要考察了启动驯化阶段,两相内ORP、pH值、总碱度、氨氮和产气量等性能指标的变化,结果表明:经过30天的驯化培养,产酸相和产气相内的pH分别稳定在6.80～7.00和7.10～7.20范围内,ORP分别保持在-300～-260mV和-320～-290mV之间,碱度基本维持稳在一定范围内,分别到达1210和1802mgCaCO3/L。同时当反应时间进行到22天后,系统产气相的SMA值稳定在0.33LCH4/(gVS d)左右。研究了不同...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 农村废弃生物质利用现状
    1.3 两相混合厌氧发酵技术概论
        1.3.1 厌氧发酵的基本原理
        1.3.2 混合厌氧发酵的影响因素
        1.3.3 两相厌氧发酵工艺研究现状
    1.4 太阳能加热沼气技术发展现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 课题研究意义及内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容及技术路线
第二章 材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验装置
    2.3 实验仪器及分析方法
        2.3.1 实验仪器
        2.3.2 测定项目
        2.3.3 测定方法
第三章 中温两相厌氧发酵系统的运行特性研究
    3.1 实验启动
    3.2 结果与分析
        3.2.1 pH值的变化
        3.2.2 ORP的变化
        3.2.3 碱度的变化
        3.2.4 产甲烷活性的变化
        3.3.5 产甲烷相内的微生物镜检观察
    3.3 不同有机负荷对系统运行的影响研究
        3.3.1 实验设计
        3.3.2 实验结果与分析
    3.4 本章小结
第四章 中温两相厌氧-太阳能辅热发酵系统全年特性研究
    4.1 实验装置
    4.2 实验材料
    4.3 实验设计
    4.4 实验结果和分析
        4.4.1 不同季节的的环境温度和太阳辐射强度的变化
        4.4.2 全年系统两相内温度的变化
        4.4.3 pH的变化
        4.4.4 产气性能影响的分析
        4.4.5 系统耗电量分析
    4.5 本章小结
第五章 中温两相厌氧发酵系统产气罐仿真模拟
    5.1 产气罐热场模型的建立
        5.1.1 换热计算流体力学模型
        5.1.2 物理模型
        5.1.3 网格划分
        5.1.4 边界条件
    5.2 模拟结果及分析处理
        5.2.1 产气罐内沼液温度的变化
        5.2.2 产气罐内流场分析
    5.3 模型的验证与评估
        5.3.1 现场实验装置搭建
        5.3.2 模拟计算结果验证
        5.3.3 模型的应用
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
在校期间科研情况



本文编号：3876487