【正文】
參考文獻(xiàn)(略)OLR()COD縮減量(%)NDBOD()ND總的沼氣量()總的甲烷量()ND總的二氧化碳量()總的含氫量()NDNDND甲烷化物()ND總的堿度量()700506805050075ND污水的PH值生物的總量()總的VFAs量()總的酚醛塑料量 ()ND4751101215010表二:厭氧性上升流在反應(yīng)器溫度為25時(shí)的數(shù)值:HRT(days) 15 12 9 ND表示沒有檢測出由于酶作用物的負(fù)載,在反應(yīng)器試驗(yàn)完全失敗后樣品所獲得的數(shù)值OLR()COD縮減量(%)NDBOD()ND總的沼氣量()總的甲烷量()ND總的二氧化碳量() 總的含氫量()甲烷化物()ND總的堿度量()60055400754252547525ND污水的PH值生物的總量()總的VFAs量()總的酚醛塑料量 ()ND ND8510150753505056表三 厭氧性上升流在反應(yīng)器溫度為37時(shí)的數(shù)值OLR()COD縮減量(%)BOD()總的沼氣量()總的甲烷量()ND總的二氧化碳量()總的含氫量()NDNDN。然而,反應(yīng)器在嗜溫性和嗜寒性條件下都可以被控制,有機(jī)體曾經(jīng)也是適應(yīng)這樣的條件的。5.結(jié)論基于這里的研究,很明顯在厭氧細(xì)菌中,當(dāng)給與一定變化溫度的進(jìn)行補(bǔ)償是有可能的,但是全面的行為和溫度要有直接的比例(Westerman,1996)。當(dāng)?shù)陀谶@個(gè)HRT值,反應(yīng)器試驗(yàn)失敗,可能是由于(單位面積或體積內(nèi))生物的數(shù)量的高的積聚,例如,細(xì)菌過濾器厚度的增加導(dǎo)致了效率的降低,因?yàn)槊缸饔梦锊荒軌蛴行У臐B透過細(xì)菌過濾器的深度(Kennedy和 Van Den Berg,1985)。據(jù)Cha et al(1997)記載在30并隨著溫度降低時(shí),醋酸鹽利用產(chǎn)烷生物量是低的。隨著發(fā)酵溫度的降低,氫氣利用產(chǎn)烷生物用對數(shù)值表示似乎在以線性性降低。這也導(dǎo)致了揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)的積聚,氫氣和二氧化碳導(dǎo)致了反應(yīng)器變酸導(dǎo)致了試驗(yàn)的失?。∟yns,1985)。低于HRTs的臨界值時(shí),整個(gè)的氣體里包含了大量的氫氣,這可能影響到反應(yīng)器的性能。為了解決這個(gè)問題,或者對所流入廢水的pH進(jìn)行增加達(dá)到所要求的程度,或者(單位面積或體積內(nèi))生物的數(shù)量應(yīng)該循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)器來降低反應(yīng)器的酸性。在嗜寒性的條件下,由于產(chǎn)甲烷細(xì)菌低速的增長,低的重碳酸鹽堿度被觀測到。對于這種結(jié)果,解決的方法不是對于重碳酸鹽有聯(lián)系的所增加的溫度進(jìn)行抵銷。由于溫度從3060的轉(zhuǎn)換,的溶解性也有所降低,因此也導(dǎo)致了更多的量在氣體狀態(tài)時(shí)的丟失。 對于給定的pH值為7時(shí),重碳酸鹽離子和二氧化碳()(Pfeffer,1974)。高的在氣體狀態(tài)時(shí)可以使溫度升高,這可能是由于水大量蒸發(fā)的結(jié)果(Pfeffer,1974)。在37時(shí),相比于反應(yīng)器的溫度為25,45,55時(shí),整個(gè)的氣體里包含了更少的濃度,從而也影響了反應(yīng)器的堿度。當(dāng)修復(fù)后,所有的反應(yīng)器在不同的溫度下所執(zhí)行的性能都很好,高于HRT的臨界值。當(dāng)反應(yīng)器的溫度為37和55時(shí),通過輸送相同的牛糞漿,持續(xù)HRT從12天到3035天時(shí),(反應(yīng)器)恢復(fù)到正常的操作。當(dāng)裝入新鮮的牛糞漿時(shí),(反應(yīng)器里)整個(gè)的堿度為3500200。反應(yīng)器的修復(fù)需要更長的時(shí)間周期。由于揮發(fā)性脂肪酸(VFA)和整個(gè)重碳酸鹽量之間比率的失衡,很明顯的導(dǎo)致緩沖器緩沖能力的失敗,也導(dǎo)致了反應(yīng)器變酸使得此時(shí)的HRT值低于HRT的臨界值。在所有的氣體中,二氧化碳高的容量可以被檢測出,這直接影響了整個(gè)流出廢水的堿度。當(dāng)反應(yīng)器的溫度分別控制在25,45,55時(shí),整個(gè)流出廢水的堿度從沒有超過1000,但是保持在40050到70050這樣一個(gè)幅度范圍內(nèi)。當(dāng)不同的溫度時(shí),流入的廢水Ph值沒()對反應(yīng)器性能的影響進(jìn)行觀測時(shí),觀察到在溫度為37,反應(yīng)器的性能最好。當(dāng)HRTs都低于所有的溫度的臨界值時(shí),反應(yīng)器的性能都受到影響。 COD,反應(yīng)器持續(xù)的時(shí)間更長。也有類似的觀察記錄。更進(jìn)一步的,當(dāng)反應(yīng)器溫度控制在45,HRT從6天減少到3天時(shí),觀測到在流出的廢水中,VFA的濃度為8710,COD的量也有所減少。6天的HRT到3天的HRT。當(dāng)和9天的HRT相比,6天的HRT即使有了更好的性能,但是甲烷產(chǎn)量是低的。當(dāng)反應(yīng)器的溫度控制在4555時(shí), HRT在6到3天時(shí),注意到對于COD量的減少和整個(gè)氣體量,反應(yīng)器有了更好的處理穩(wěn)定性(見表4和表5)。觀測到的堿度為50075mg/l。3.計(jì)算結(jié)果.在不同溫度下,有機(jī)負(fù)荷率和水壓保持力對反應(yīng)器的性能為了論證OLR和HRT在不同溫度時(shí)對反應(yīng)器性能的相互的效果,如表25所示,在每個(gè)不同的溫度時(shí),反應(yīng)器在變化的HRT和OLR控制下的情況。在Windows 98操作系統(tǒng)下,微軟Excel2000被用來對表格25的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算),這些都是表中數(shù)據(jù)的極限值(2倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差極限)。在實(shí)驗(yàn)中,從這些數(shù)據(jù)中可以算出四倍數(shù)和平均數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)偏差。純凈的化合物(印度的Grade Reagent,Ranbaxy實(shí)驗(yàn)室)被用來作為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)則。氮?dú)獗蛔鳛楣?yīng)的氣體流量為30 ml/min,圓柱體的溫度從60到250℃(通過編程使60℃的溫度持續(xù)2,然后以8℃/min速率升高到120℃,更進(jìn)一步的以12℃/min速率增加到250℃),注射器和檢測器的溫度分別是200和250℃。按照標(biāo)準(zhǔn)的程序(APHA,1995)對原料和反應(yīng)器流出的樣品按例進(jìn)行PH,COD,BOD,酸性脂肪酸(VFA),堿度,全部的固體物,全部的的氮?dú)?,全部的磷酸鹽和O/R進(jìn)行分析。在40℃時(shí),氣體的成分由氣體液體色譜儀所決定(Sigma ,Baroda(印度)見模型M505),(氣體液體色譜儀)是一根2米的不銹鋼圓柱體塞滿了多孔性聚合物微球 R(80100個(gè)網(wǎng)孔)和一根熱的傳導(dǎo)性檢測器。石化廢水的組成和特征見所給的表1。 酶作用物酸性的石化廢水被用來當(dāng)作酶作用物。石化廢水是連續(xù)的(表25中有機(jī)物負(fù)荷率(OLR)可見),利用一根蠕動泵,按著向上的方向以所需的速率進(jìn)行負(fù)荷,(石化廢水)被裝進(jìn)反應(yīng)器。這預(yù)示著產(chǎn)甲烷細(xì)菌適應(yīng)低的PH值,為有石化廢水中的主要成分。所謂不變的狀態(tài)是指在反應(yīng)器里主要的條件,由于出口的液體,不變的COD量也在減少。隨著時(shí)間的推移,泥漿慢慢的被取代,30天到大約50天作為HRT而沒有達(dá)到平衡狀態(tài)。在反應(yīng)器里控制的溫度為45到55℃,在15天到20天之間,發(fā)現(xiàn)沼氣有所損耗;大概在30到35天時(shí),反應(yīng)器的溫度為37℃時(shí);當(dāng)在75到80天時(shí),反應(yīng)器要求的溫度是25℃。在接種體培育期間,特許的厭氧型生物物種利用泥漿里的有機(jī)物作為基礎(chǔ),創(chuàng)造出厭氧型生物環(huán)境以便于適合更加嚴(yán)格的厭氧型生物的生長。反應(yīng)器分別在25,37,45這三個(gè)不同的溫度下操作。 接種體培育與反應(yīng)器操作生物膜可以用3%的牛糞漿來接種培育。反應(yīng)器采用炭骨材料作為填料,面積為125mm2。所以我們研究主要目的是讓低PH值的石化工業(yè)廢水在最優(yōu)化的溫度和有機(jī)負(fù)荷下得到最大化的甲烷產(chǎn)量。但是嗜熱段經(jīng)考慮是有優(yōu)點(diǎn)的,因?yàn)樗姆磻?yīng)速率比嗜溫和嗜寒段高,(Jimeno et al 1990 Kotsyurbenko et al 1993 lepisto 和Rintala 1996 1999 Romero et al 1988 Safley 和 Westerman 1992 Varel et al 1980 Vartak et al 1997 Wiegant et al 1985)并且需要的水利停留時(shí)間可以減低一定百分比的負(fù)荷率。厭氧處理廢水最重要的參數(shù)是溫度,溫度選擇優(yōu)勢細(xì)菌菌落,決定生長率。經(jīng)過許多不同的載體測試,在最高的COD取出率下我們發(fā)現(xiàn)木炭骨表現(xiàn)出最好的甲烷產(chǎn)氣量。(Britz et al 1983 Chou et al 1978 Lettinga et al 1999 Nel and Britz 1986 Nel et al 1984 Ramakrishna and Desai 1997 Sharma et al 1994 Vartak et al 1997)。它可以保留活性污泥顆粒而不需回流處理。為了解決這些問題和發(fā)展一種產(chǎn)氣率更高的工藝,我們的核心方向是直接發(fā)展更多合適的高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器。(Lettinga,1995;Patel et al 1995)。Patel et al 1998;Wheatley1990)。厭氧消化技術(shù)的出現(xiàn)為能源的保持和污染的控制提供了絕好的機(jī)會。我們國家需要同時(shí)面對兩個(gè)問題,第一是如何處理主要是工業(yè)帶來的污染物,第二是如何解決整個(gè)社會對能源的需求。1. 簡介現(xiàn)在通過合適的方法處理工業(yè)水污染來保護(hù)有限的水資源顯得越來越重要。這為各種動力學(xué)分析和酸性廢水發(fā)酵為甲烷的可行性經(jīng)濟(jì)評估提供了指導(dǎo)方針。這個(gè)最高產(chǎn)甲烷率和負(fù)荷率是在25℃的時(shí)候獲得的。另外,6 kgCOD/m3d的負(fù)荷,在45℃ m3 / kgCOD。在55℃,有機(jī)負(fù)荷為6 kgCOD/m3d時(shí)反應(yīng)器達(dá)到了最大產(chǎn)甲烷率, m3 / kgCOD。在37℃我們獲得了COD和BOD降解,總氣體的產(chǎn)量和甲烷產(chǎn)量的最好表現(xiàn)。參 考 文 獻(xiàn)1 胡紀(jì)萃,《廢水厭氧生物處理理論與技術(shù)》,中國建筑工業(yè)出版社2 高俊發(fā),王社平,《污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊》,化學(xué)工業(yè)出版社3 張自杰等,《環(huán)境工程手冊—水污染防治卷》,高等教育出版社4 唐受印 戴友芝等,《水處理工程師手冊》,化學(xué)工業(yè)出版社5 曾科,卜秋平 陸少鳴,《污水處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行》,化學(xué)工業(yè)出版社6 李旭東 楊蕓等,《廢水處理技術(shù)及工程應(yīng)用》,機(jī)械工業(yè)出版社7 崔玉川 劉振江 張紹怡,《城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算》,化學(xué)工業(yè)出版社8 高俊發(fā)、王祥平主編 ,《污水處理廠工藝設(shè)計(jì)手冊》,化學(xué)工業(yè)出版社9 張統(tǒng)主編《SBR及其變法污水處理與回用技術(shù)》,化學(xué)工業(yè)出版社10 孫慧修、郝以瓊、龍騰銳 編《排水工程上冊》第四版中國建筑工業(yè)出版11 史惠祥主編,《實(shí)用水處理設(shè)備手冊》,化學(xué)工業(yè)出版社12 雷樂成等編,《水處理新技術(shù)及工程設(shè)計(jì)》,化學(xué)工業(yè)出版社13 《給排水設(shè)計(jì)手冊工業(yè)排水》,中國建筑工業(yè)出版社14 《給排水設(shè)計(jì)手冊常用設(shè)備》15 崔玉川、劉振江、張紹怡編,《城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算》化學(xué)工業(yè)出版社16 王國華、任鶴云編,《工業(yè)廢水處理工程設(shè)計(jì)與實(shí)例》,化學(xué)工業(yè)出版社附錄A 外文參考文獻(xiàn)(譯文)溫度與有機(jī)負(fù)荷對升流式厭氧固定膜反應(yīng)器處理酸性石化廢水產(chǎn)甲烷化的影響Hardik Patel , Datta Madamwar摘要:我們通過持續(xù)的培養(yǎng)一個(gè)升流式厭氧固定膜反應(yīng)器來研究溫度與有機(jī)負(fù)荷率對酸性石化廢水的產(chǎn)甲烷的影響。畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我采用了一個(gè)新技術(shù)(MIC厭氧工藝),使我對厭氧技術(shù)的發(fā)展有了一個(gè)較為完整地了解,也對各個(gè)時(shí)期厭氧技術(shù)的代表性工藝有了認(rèn)識,明白了厭氧法在處理廢水中起到的重要作用。雖然其中還有很多的不足之處,但是卻是我在這四年的大學(xué)生活里面學(xué)到東西最多的時(shí)候。 運(yùn)行費(fèi)用及成本序號項(xiàng)目金額(萬元/年)備注1電費(fèi)2人工費(fèi)10按10000元/(人年)3維護(hù)費(fèi)年維修費(fèi)按直接投資的2%計(jì)算4運(yùn)行費(fèi)為前四項(xiàng)的累計(jì)5折舊費(fèi)按直接投資的4%計(jì)算6處理成本運(yùn)行費(fèi)和折舊費(fèi)的總和10000/2500/365 =(元/噸水)結(jié)論和體會通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我了解到獨(dú)立操作的難度,因此提高了我的獨(dú)立操作能力,以前做設(shè)計(jì)都是很多人一起做,所以讓我產(chǎn)生了很大的依賴性。從降低土建工程投資考慮,平流沉淀池的高程為+,計(jì)算如下:流量Q=2500 m3/d選取管徑為300mm的鑄鐵管,查表可知,流速v=,根據(jù)公式: h = hf + he + ho + hg + ht式中:hf 沿程水頭損失 hf = iL =lv2=lhe 流入損失 he =v2= ho 流出損失 ho = v2= hg 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