轮叶黑藻厌氧发酵产气性能的优化及模拟研究

发布时间：2024-01-31 20:45

　　轮叶黑藻具有很好的水质修复功能,在富营养化及重金属污染水体中具有广泛的应用,但轮叶黑藻生长速度快,进入衰败期后易腐烂分解,若不对其进行打捞处理,可能造成更严重的水体污染。通过厌氧发酵技术对其加以资源化利用,不仅可以解决衰败后引起的环境污染问题,同时还能够制取富含甲烷的沼气作为清洁能源。因此,本文以轮叶黑藻作为底物进行厌氧发酵实验研究,并通过NaOH预处理对其产气性能进行优化,考察NaOH浓度,预处理时间以及污泥接种率对产气结果的影响。在实验的基础上,借助厌氧消化一号模型(ADM1)对轮叶黑藻厌氧发酵过程展开模拟研究,通过灵敏度分析和参数估计,寻找出敏感参数并对取值进行优化,以构建出适合轮叶黑藻发酵的ADM1模型。主要研究结论如下:(1)预实验结果表明,轮叶黑藻不做任何预处理,直接进行厌氧发酵产气,沼气产率可达219.56L/Kg TS,其中甲烷产率达到81.74 L/Kg TS,说明厌氧发酵技术适用于轮叶黑藻资源化处理。(2)利用NaOH对轮叶黑藻预处理后,再进行厌氧发酵,结果表明适量的NaOH浓度和处理时间可以有效地提高产气量,而当NaOH浓度过高时,反而会引起发酵液的渗透压上升,抑...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-3灵敏度分析和参数估计窗口

图1-3灵敏度分析和参数估计窗口.3.3ADM1国内外应用现状ADM1自提出以来，受到很多研究人员的重视，但ADM1中涉及的动态变量化反应过程都是通用的，并未考虑进料的特殊情况，因此，在实际应用到那高中需要基于ADM1模型，根据自己实验的实际情况提出假设，确定初....

图3-1NaOH浓度和预处理时间对甲烷产率影响的响应曲面图（a）和等高线图（b）

华中科技大学硕士学位论文0.1~0.17mol/L）时，随着预处理时间的延长，甲烷产率会不断加大，说明NaOH预处理对轮叶黑藻厌氧发酵产沼气有明显的促进作用。研究表明NaOH中的氢氧根能够破坏了纤维素稳固的结构，并使部分木质纤维素得以分解，而且经过....

图3-3接种率和预处理时间对甲烷产率影响的响应曲面图（a）和等高线图（b）

图3-2NaOH浓度和接种率对甲烷产率影响的响应曲面图（a）和等高线图（b）图3-3为NaOH浓度固定在0.25mol/L时，预处理时间和污泥接种率对产甲烷率的交互作用的响应曲面图和等高线图。从3-3(b)中可以看到，等高线呈椭圆形，因此预处理时间和接种率的交....

图3-4甲烷产率实验值与预测值

图3-4甲烷产率实验值与预测值模型对实验结果预测是否有效，在模型预测出的最佳黑藻厌氧发酵实验，并与预测值进行了对比（结果见表值接近，说明该响应模型是合适有效的，对优化工艺意义。表3-6最优实验条件下实验值与预测值对比度L）预处理时间(h)污泥接种率(%)实验值(L/Kg....

本文编号：3891519