ABR产氢—产甲烷耦合工艺水力特性及运行效能研究
ABR产氢—产甲烷耦合工艺水力特性及运行效能研究【摘要】:有机废水生物产氢-产甲烷技术以其能源回收率高、稳定性好、可实现废水资源化等优势,成为解决当前能源需求与环境问题的重要途径之
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X703;TQ116.2;TQ221.11
【目录】:
- 摘要4-6
- Abstract6-11
- 第1章 绪论11-22
- 1.1 产氢-产甲烷技术的研究进展11-16
- 1.1.1 生物制氢技术11-13
- 1.1.2 甲烷发酵技术13-14
- 1.1.3 产氢-产甲烷技术14-16
- 1.2 厌氧折流板反应器(ABR)研究的进展16-19
- 1.2.1 ABR 工艺原理与特点16-18
- 1.2.2 厌氧折流板反应器的研究现状18-19
- 1.3 ABR 产氢-产甲烷耦合技术19-20
- 1.3.1 分阶段多相厌氧生物处理系统(SMPA)19-20
- 1.3.2 ABR 与产氢-产甲烷技术20
- 1.4 本课题研究的目的、意义与内容20-22
- 1.4.1 课题的来源20
- 1.4.2 研究的目的与意义20-21
- 1.4.3 研究的内容21-22
- 第2章 实验装置与分析方法22-26
- 2.1 实验装置22
- 2.2 实验条件22-23
- 2.2.1 实验废水22
- 2.2.2 接种污泥22-23
- 2.3 分析项目与检测方法23-26
- 2.3.1 常规分析项目与检测方法23-24
- 2.3.2 PCR-DGGE 分子生物学分析24
- 2.3.3 反应器流场实验测量与数值模拟方法24-26
- 第3章 ABR 结构对流场特性影响26-37
- 3.1 ABR 流场数值模拟基本思想26
- 3.2 CFD 数值模拟过程26-31
- 3.2.1 几何模型与网格划分26-28
- 3.2.2 欧拉多相湍流模型28-29
- 3.2.3 边界条件29
- 3.2.4 数值求解方法29-31
- 3.3 模型的验证31
- 3.4 ABR 反应器流场分析31-35
- 3.4.1 反应器结构对速度场分布影响32-34
- 3.4.2 反应器结构对相体积分率影响34-35
- 3.4.3 反应器结构对迹线的影响35
- 3.5 本章小结35-37
- 第4章 ABR 产氢-产甲烷耦合工艺的启动37-48
- 4.1 启动工况与实验条件37-38
- 4.2 产氢段启动过程分析38-41
- 4.2.1 COD 浓度变化及去除率38
- 4.2.2 气体产量38-39
- 4.2.3 发酵液相末端产物39-40
- 4.2.4 pH 值变化特征40-41
- 4.3 产甲烷段启动过程41-46
- 4.3.1 COD 变化情况41-43
- 4.3.2 各格室 VFAs 的降解规律43
- 4.3.3 pH 值的变化特征43-45
- 4.3.4 产甲烷段气体产率的变化状况45-46
- 4.4 启动效果分析46-47
- 4.4.1 有机负荷与 COD 去除率46
- 4.4.2 气体产量与单位 COD 比产气量46-47
- 4.5 本章小结47-48
- 第5章 ABR 产氢-产甲烷耦合工艺的运行特性48-60
- 5.1 HRT 对产氢-产甲烷运行特性影响48-53
- 5.1.1 COD 去除效果48-49
- 5.1.2 对 VFAs 的影响49
- 5.1.3 污泥量及 pH 值的变化49-51
- 5.1.4 气体产量与能源回收51-53
- 5.2 进水浓度对产氢-产甲烷运行特性影响53-55
- 5.2.1 COD 去除率分析53-54
- 5.2.2 不同格室 VFAs 及 pH 值变化54-55
- 5.2.3 气体产量与组分55
- 5.3 微生物群落沿程变化规律55-58
- 5.3.1 ABR 系统中的微生物学分析56-57
- 5.3.2 各格室微生物菌群的变化规律57-58
- 5.4 本章小结58-60
- 结论60-62
- 参考文献62-70
- 攻读硕士学位期间发表的论文70-72
- 致谢72
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