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猪粪尿厌氧发酵工艺及沼气脱硫、脱碳工艺研究

关注热度:219   来源:新能源学术论文  作者:戴南朗
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【摘要】:规模化猪场的建设和发展可以克服散户养殖的诸多弊端,但猪粪尿及污水不及时处理或处理不当会恶化周边环境,不利用行业的健康发展。该研究首先以猪粪尿及污水为原料,采用单因素试验和Box-Behnken试验设计对其厌氧发酵工艺进行优化;再以猪粪尿和污水厌氧发酵制备的沼气为原料,采用单因素试验、Box-Behnken试验设计和正交试验设计对其脱硫、脱碳工艺进行研究,旨在降低猪粪尿及污水对环境影响的同时提高其沼气制品的纯度。结果表明:①猪粪尿厌氧发酵产沼气的最优工艺组合为发酵液TS值8.20%,初始pH值6.5-7.0,发酵温度35.0℃,接种量(猪粪:活性污泥,m:m)2.80:1。该条件下产气效率为242.62mL/g·TS;②沼气的最佳脱硫工艺条件为进气量100L/h、容积负荷75g/(m3·h).循环液喷淋量为4i/h。经该条件处理后的沼气H2S含量为162.333mg/m3③沼气的最佳脱碳工艺条件为气体流量为120L/h,吸收温度为30℃,吸收剂流量20L/h,混合胺液浓度50%。经该条件处理后的沼气CO2含量为2.33%。该研究结果可为规模化猪场猪粪尿和污水的处理以及后续沼气净化处理提供理论依据。
【关键词】:猪粪尿 厌氧发酵 生物滴滤塔 H_2S 醇胺 CO_2
【学位授予单位】:湖南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S216.4
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-10
  • 第一章 引言10-23
  • 1.1 规模化猪场猪粪尿对环境的污染10-11
  • 1.1.1 对大气的污染10-11
  • 1.1.2 对水体的污染11
  • 1.1.3 对土壤的污染11
  • 1.1.4 生物污染11
  • 1.2 目前我国规模化猪场存在的问题11-13
  • 1.2.1 对猪场粪尿污水排放的严重性认识不足12
  • 1.2.2 猪场环保投资不足,工艺设施不完善12
  • 1.2.3 猪场场址选择错误12
  • 1.2.4 规模过大,超出周边环境负荷量12-13
  • 1.3 猪场粪尿处理技术13-15
  • 1.3.1 堆积发酵生产沼气13-14
  • 1.3.2 发酵床养猪法14
  • 1.3.3 养殖蝇蛆、蚯蚓14-15
  • 1.4 沼气发酵技术15-16
  • 1.4.1 沼气发酵原理15
  • 1.4.2 沼气工艺类型15-16
  • 1.4.3 沼气工程对畜禽粪便污染的控制效果16
  • 1.5 气体脱硫技术及其在沼气中的应用研究现状16-19
  • 1.5.1 气体硫化氢脱除技术16-18
  • 1.5.2 沼气脱硫技术研究现状18-19
  • 1.6 气体脱碳技术及其在沼气中的应用研究现状19-21
  • 1.6.1 气体脱碳技术19-20
  • 1.6.2 沼气脱碳技术研究现状20-21
  • 1.7 本研究的主要目的及意义21-22
  • 1.8 主要研究内容22-23
  • 第一章 猪粪尿厌氧发酵工艺的优化23-32
  • 2.1 材料与方法23-24
  • 2.1.1 材料与试剂23
  • 2.1.2 主要仪器设备23-24
  • 2.2 试验方法24-25
  • 2.2.1 试验设计24
  • 2.2.2 沼气制备方法24
  • 2.2.3 测定项目及方法24-25
  • 2.3 结果与分析25-31
  • 2.3.1 发酵液TS值对产气效果的影响25-26
  • 2.3.2 接种量对产气效果的影响26-27
  • 2.3.3 发酵温度对产气效果的影响27
  • 2.3.4 初始pH值对产气效果的影响27-28
  • 2.3.5 响应面法对发酵工艺条件的优化28-31
  • 2.4 结论31-32
  • 第三章 沼气脱硫工艺的优化32-40
  • 3.1 材料与方法32-34
  • 3.1.1 材料与试剂32
  • 3.1.2 试验装置32-33
  • 3.1.3 试验方法33
  • 3.1.4 硫化氢脱除率的测定33-34
  • 3.2 结果与分析34-39
  • 3.2.1 进气量对硫化氢脱除效果的影响34
  • 3.2.2 容积负荷对硫化氢脱除效果的影响34-35
  • 3.2.3 循环液喷淋量对硫化氢脱除效果的影响35-36
  • 3.2.4 响应面法对生物脱硫工艺条件的优化36-39
  • 3.4 结论39-40
  • 第四章 沼气脱碳工艺的优化40-44
  • 4.1 材料与方法40-41
  • 4.1.1 材料与试剂40
  • 4.1.2 试验装置40-41
  • 4.1.3 试验方法41
  • 4.1.4 二氧化碳含量的测定41
  • 4.1.5 数据处理41
  • 4.2 结果与分析41-43
  • 4.2.1 正交试验结果41-43
  • 4.2.2 验证实验43
  • 4.3 结论43-44
  • 第五章 结论44-45
  • 参考文献45-51
  • 致谢51-52
  • 个人简历52


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关键词: 猪粪尿

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