發(fā)布時(shí)間：2020-11-11 04:03

　　 利用厭氧發(fā)酵處理畜禽糞污的沼氣工程迅速發(fā)展,但是沼氣工程中產(chǎn)生的沼液由于量大集中還需要進(jìn)行后續(xù)處理或利用。畜禽糞污經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵后的沼液成分復(fù)雜,碳氮比低,氨氮濃度高,可生化性差,后續(xù)處理難達(dá)標(biāo)。氨吹脫工藝適用于多種類型高氨氮廢水的預(yù)處理環(huán)節(jié),可以較大幅度降低污水的氨氮濃度,但其處理效果受多種因素的影響。本文以絮凝沉淀、固液分離和紙帶過(guò)濾預(yù)處理的豬場(chǎng)沼液以及中空纖維膜和納濾膜透過(guò)液為試驗(yàn)對(duì)象,研究填料種類、吹脫時(shí)間、pH值和氣流量等運(yùn)行參數(shù)對(duì)沼液膜濃縮不同階段的沼液氨吹脫效果的影響,綜合分析各運(yùn)行參數(shù)間的交互作用,確定氨吹脫工藝的優(yōu)化組合參數(shù),并研究了不同摩爾濃度、體積和種類的吸收液對(duì)吹脫尾氣中氨氣的吸收效果,為減少環(huán)境污染提供基礎(chǔ)參數(shù)。主要結(jié)論如下:1.在豬場(chǎng)沼液氨吹脫效果的單因素影響試驗(yàn)中,空心多面球和流化床對(duì)沼液氨氮的平均去除率顯著高于鮑爾環(huán)填料(P0.05),吹脫2 h,氨氮的平均去除率分別為80.7%、77.4%和59.0%。選用空心多面球,在pH值為10.5,氣體流量為20 m~3/h,氣液比為2000,溫度為30℃的條件下吹脫20 L豬場(chǎng)沼液30 min,氨氮的平均去除率為54.4%,繼續(xù)吹脫至2 h,氨氮的平均去除率僅提高12.1%。在相同的吹脫時(shí)間下,沼液氨氮的平均去除率隨pH值的增大而提高,在11~12的范圍內(nèi),不同pH值對(duì)氨氮的去除效果差異不顯著(P0.05)。沼液氨氮的平均去除率隨氣流量的變化結(jié)果為242820 m~3/h,但差異不顯著(P0.05)。2.在豬場(chǎng)沼液氨吹脫效果的多因素參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)中,采用Box-Behnken設(shè)計(jì)建立以氨氮去除率為響應(yīng)值的二次多項(xiàng)式回歸模型,通過(guò)等高線圖和三維響應(yīng)曲面圖分析吹脫時(shí)間、pH值和氣流量之間的交互作用。吹脫時(shí)間和pH值以及吹脫時(shí)間和氣流量的交互作用不顯著(P0.05),pH值和氣流量的交互作用顯著(P0.05)。得到氨吹脫工藝的優(yōu)化組合參數(shù):填料為空心多面球,吹脫時(shí)間為90 min,pH值為11,氣流量為28 m~3/h,氣液比為2000,溫度為30℃。其對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值所能取到的最大值為78.13%,驗(yàn)證試驗(yàn)中沼液氨氮的平均去除率達(dá)73.93%。3.采用優(yōu)化組合參數(shù)吹脫同一批次的預(yù)處理后沼液、中空纖維膜透過(guò)液和納濾膜透過(guò)液,預(yù)處理后沼液和中空纖維膜透過(guò)液氨氮的平均去除率不存在顯著差異(P0.05),但是都極顯著高于納濾膜透過(guò)液(P0.01),直接吹脫預(yù)處理后沼液效果最好。4.采用優(yōu)化組合參數(shù)吹脫豬場(chǎng)沼液,吹脫液與吸收液體積比為10:1的1.5 mol/L硫酸吸收液為較適選擇,2 L的1.5 mol/L硫酸吸收液對(duì)20 L沼液吹脫尾氣中氨氣的吸收率達(dá)77.6%。相比硫酸吸收液,膜濃縮液與硫酸混合吸收液的吸收效果更好,對(duì)膜濃縮透過(guò)液吹脫尾氣中氨氣的吸收率均超過(guò)80%。
【學(xué)位單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X713
【部分圖文】：

農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第二章 試驗(yàn)材料與.2 性能參數(shù)設(shè)備的管路為 PVC 管，外徑 20 mm，內(nèi)徑 14 mm；曝氣風(fēng)機(jī)的額定功率 0.85 KW，最3 Kpa，最大風(fēng)量 110 m3/h，變頻器的額定功率 1.5 KW；沼液和加藥蠕動(dòng)泵的額定功率 3內(nèi)徑 6.4 mm，最大流量 750 ml/min，泵蓋可快速拆裝；攪拌器的額定功率 15 W，加熱功率 1.5 KW；氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)的量程為 4～40 m3/h，液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)的量程為 2.5～25

農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第二章 試驗(yàn)材料與.2 性能參數(shù)設(shè)備的管路為 PVC 管，外徑 20 mm，內(nèi)徑 14 mm；曝氣風(fēng)機(jī)的額定功率 0.85 KW，最3 Kpa，最大風(fēng)量 110 m3/h，變頻器的額定功率 1.5 KW；沼液和加藥蠕動(dòng)泵的額定功率 3內(nèi)徑 6.4 mm，最大流量 750 ml/min，泵蓋可快速拆裝；攪拌器的額定功率 15 W，加熱功率 1.5 KW；氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)的量程為 4～40 m3/h，液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)的量程為 2.5～25

(a) 空心多面球 (b) 鮑爾環(huán)填料 (c) 流化床(a) Polyhedral hollow ball (b) Pall ring (c) Fluidized bed圖 3.1 試驗(yàn)用 3 種填料Figure 3.1 Three types of packing materials in experiment料是裝填于吹脫塔內(nèi)的惰性固體物料，作為氣液兩相傳質(zhì)的主要場(chǎng)所，是決定氨吹(王偉, 2013)。試驗(yàn)所用 3 種填料如圖 3.1 所示，空心多面球的球心有 1 道繞過(guò)球面固環(huán)的上下各有 1 個(gè)半球，每個(gè)半球里都有 12 片球瓣沿球體中心軸呈放射狀環(huán)繞速高、葉片多和阻力小的特性。鮑爾環(huán)在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，環(huán)壁有兩排帶孔，彎入環(huán)內(nèi)指向環(huán)心的舌葉在環(huán)中心相搭，可以充分利用內(nèi)表面積。流化床填料內(nèi)外共有 3 層空心圓，外周邊帶齒，具有比表面積大和脫氮、分解有機(jī)物能力強(qiáng)的流化床反應(yīng)器中的好氧生物載體。比表面積、孔隙率和填料因子等參數(shù)是衡量填料據(jù)，比表面積決定氣液接觸面積，孔隙率影響氣液流動(dòng)阻力，填料因子是比表面積方的比值，干填料因子反映幾何特性，濕填料因子反映流體力學(xué)性能。試驗(yàn)用填料 3.1 所示。表 3.1 試驗(yàn)用填料性能參數(shù)Table 3.1 Performance parameters of packings in experiment性能參數(shù)
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本文編號(hào)：2878714