收藏本站
《北京建筑大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

外源氢强化厌氧消化产甲烷过程数学模拟研究

刘高杰  
【摘要】:面向2030年的污水处理碳中和运行目标使得剩余污泥转化能源应用及强化研究重获新生。本研究通过向剩余污泥厌氧消化系统中添加外源H2方式来达到促进甲烷(CH4)生产过程的目的,亦可提高CH4在生物沼气中的含量比例。同时,通过对厌氧消化模型(ADM1)扩展,对实验研究过程进行数学模拟,并根据实验数据与模拟结果拟合程度校正模型参数,进一步模拟预测实验不连续或难以测得一些相关数据,以完善实验研究。前期实验表明,外源H2对CH4生产或含量提高的确具有明显促进作用。在氢分压为0.33 bar的情况下,在序批式反应初始点注入H2,非但不会对上游产氢产乙酸过程形成抑制,在一定程度上还会刺激该过程加速反应。实验亦显示,高氢分压(0.33 bar)下还会加速同型产乙酸耗氢过程,使得原来微不足道的同型产乙酸耗氢过程变得几乎与自养产甲烷耗氢过程相同等级(实验状态下分别占40%和60%份额)。针对以上实验现象,本课题期望借助于数学模拟技术进一步拓展实验研究的深度和广度,利用ADM1模型扩展相关反应过程并加入兴趣参数。具体作法是将同型产乙酸耗氢过程嵌入ADM1模型,并将氢分压作为一个模型变量参数。拓展后的模型(HAs-ADM1)被逐一写入AQUASIM 2.0软件,为数学模拟做好软件运算平台。通过一组实验数据首先对模型预测的吻合度进行验证,随后对模型参数进行合理范围内的有效校正,最终使得模拟预测结果与实验数据间取得非常高的吻合效果。拓展模型经验证与校正之后可以用于其它目的的模拟预测。
【学位授予单位】:北京建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X703;TQ221.11

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 陈思颖;;中国各地区废水排放情况统计及预测[J];环境与生活;2014年14期
2 郝晓地;刘然彬;胡沅胜;;污水处理厂“碳中和”评价方法创建与案例分析[J];中国给水排水;2014年02期
3 郝晓地;蔡正清;甘一萍;;剩余污泥预处理技术概览[J];环境科学学报;2011年01期
4 魏东岩;;水资源危机论[J];化工矿产地质;2006年03期
5 朱五星;舒锦琼;;城市污水处理厂能量优化策略研究[J];给水排水;2005年12期
6 孟德良,刘建广;污水处理厂的能耗与能量的回收利用[J];给水排水;2002年04期
7 林荣忱,李金河,林文波;污水处理厂泵站与曝气系统的节能途径[J];中国给水排水;1999年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 高旭;城市污水处理工艺能量平衡分析研究和应用[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘然彬;外源氢强化厌氧消化产甲烷实验研究[D];北京建筑大学;2014年
2 蔚洋;河南省城镇污水处理厂能耗现状调查分析[D];郑州大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾海涛;周厚方;贺佳杰;杨小俊;崔鹏飞;陈翔;;地下式MBR污水处理厂运行效果及能耗分析[J];给水排水;2016年08期
2 鲁正伟;伍永钢;杨周生;;基于微生物电解池的废水生物处理技术研究进展[J];工业水处理;2016年06期
3 韩磊;李卓;吴志根;;一种高效测试污泥可生物降解性的实验方法研究[J];环境工程;2016年05期
4 郝晓地;李季;曹达啟;;MBR工艺可持续性能量化评价[J];中国给水排水;2016年07期
5 薛旭东;王佳;张静;张振文;林锋;;多层生物滴滤池去除污染物规律研究[J];四川环境;2016年01期
6 郝晓地;魏静;曹达啟;;废铁屑强化污泥厌氧消化产甲烷可行性分析[J];环境科学学报;2016年08期
7 林盛;马运福;侯继华;王鑫;贾玉军;许春华;;某污水处理厂升级改造运行效果案例分析[J];环境科技;2016年01期
8 徐为中;周俊;王婷;雍晓雨;刘奋武;吴夏芫;贾红华;张雪英;;厌氧消化对城市污泥中多环芳烃(PAHs)降解及分配的影响研究[J];环境工程;2016年04期
9 唐虹;康得军;谢丹瑜;;活性污泥吸附重金属离子的影响因素[J];工业用水与废水;2015年06期
10 王硕;杨倩倩;赵庆良;李激;;污泥重金属提取剂浸提效率及经济性比较[J];化工进展;2015年11期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 边德军;微压内循环多生物相反应器研制及性能研究[D];东北师范大学;2015年
2 程子洪;电化学处理焦油深加工废水资源化研究及应用[D];大连理工大学;2013年
3 王丽丽;沼气产业化基本理论与大中型沼气工程资源配置优化研究[D];吉林大学;2012年
4 李柏林;A/A/O氧化沟工艺强化脱氮调控技术研究[D];重庆大学;2012年
5 杨岸明;城市污水处理厂曝气节能方法与技术[D];北京工业大学;2012年
6 陆谢娟;低C/N比污水间歇曝气MBR脱氮研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘高杰;外源氢强化厌氧消化产甲烷过程数学模拟研究[D];北京建筑大学;2015年
2 刘娜娜;城镇污水处理厂能耗分析及节能措施研究[D];河北工程大学;2013年
3 李志辉;河南省典型污水处理厂能耗分析及节能途径研究[D];郑州大学;2011年
4 张莉娜;城市污水处理能量平衡分析与应用评价[D];郑州大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩春荣;谢继荣;宋晓雅;孙冀垆;刘永安;张志渊;;污水处理厂沼气利用的经济和能源性分析[J];给水排水;2012年12期
2 孙冀垆;宋晓雅;;小红门污水处理厂卵形消化池启动探讨[J];科技创新导报;2011年10期
3 宋晓雅;杨向平;王东生;;大型污泥厌氧消化系统的启动与运行调控[J];给水排水;2011年03期
4 郝晓地;蔡正清;甘一萍;;剩余污泥预处理技术概览[J];环境科学学报;2011年01期
5 应启锋;王佳伟;高金华;蒋勇;张志渊;常江;甘一萍;王东生;;小红门污水处理厂利用沼气拖动鼓风机的节能效果[J];中国给水排水;2010年12期
6 ;Effects of ultrasonic pretreatment on sludge dewaterability and extracellular polymeric substances distribution in mesophilic anaerobic digestion[J];Journal of Environmental Sciences;2010年03期
7 赵庆良;苗礼娟;胡凯;;超声/碱预处理剩余污泥的中温厌氧消化效果[J];中国给水排水;2009年15期
8 肖本益;阎鸿;魏源送;;污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展[J];环境科学学报;2009年04期
9 万金保;吴声东;王嵘;曾海燕;;臭氧对活性污泥性状的影响[J];环境化学;2009年02期
10 胡亚冰;张超杰;张辰;周琪;;碱解处理对剩余污泥融胞效果及厌氧消化产气效果[J];四川环境;2009年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李为;城市污水处理工艺的能耗评价体系研究[D];西安建筑科技大学;2010年
2 陈宏儒;城市污水处理厂能耗评价及节能途径研究[D];西安建筑科技大学;2009年
3 吴挡兰;聚丙烯酰胺/聚硅酸铝铁混凝剂的制备及应用研究[D];福建师范大学;2006年
4 沈兴厚;河南省水资源保护规划[D];河海大学;2005年
5 张翔凌;武汉城市污水水质特征分析[D];武汉理工大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑明霞;李秀金;李来庆;刘研萍;;蔬菜废物两步批式厌氧消化产气实验研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年S2期
2 付云霞;张文阳;王凤;朱亚兰;刘丹娅;;城市生活垃圾中可生化单基质的厌氧消化[J];四川环境;2008年02期
3 邹星星;郑正;陈广银;李继红;杨世关;;稻草中温厌氧消化产气初步研究[J];江苏农业科学;2008年05期
4 鲍安红;;两相连续固体床厌氧消化反应器的试验[J];农机化研究;2009年02期
5 高艳娇;赵树立;刘元;;金属离子对厌氧消化的影响[J];辽宁化工;2010年03期
6 杨浩;邓良伟;孔垂雪;刘刈;李淑兰;樊战辉;;低维持厌氧消化系统及其出水后处理利用技术[J];中国沼气;2010年02期
7 吕波;蒲贵兵;;城市生活垃圾厌氧消化中氮的转化行为研究[J];化学与生物工程;2010年09期
8 蒋铭;闻有成;杨朝晖;刘育英;李小萌;王淳;;信息长廊[J];农业技术与装备;2011年23期
9 李静;丁怡斐;肖勤;;接种对厌氧消化产气的影响研究进展[J];环境科学与管理;2012年02期
10 杨双春;邓丹;梁丹丹;潘一;;国内外厌氧消化模型研究进展[J];科技导报;2012年25期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙翠平;柴同杰;张红双;姚美玲;李晓霞;段会勇;;特定有益菌对奶牛粪便中温厌氧消化体系中指示菌存活的影响[A];第四届第九次全国学术研讨会暨饲料和动物源食品安全战略论坛论文集(上册)[C];2008年
2 韩艳霄;林聪;黄莹;程东林;;生活垃圾与人粪尿混合厌氧消化的试验研究[A];2011年中国沼气学会学术年会暨第八届理事会第二次会议论文集[C];2011年
3 吴铎;管冬兴;吕凡;邵立明;何品晶;;林可霉素菌渣厌氧消化工况优化及抑制因素分析[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
4 卢旭珍;邱凌;张波;;城市生活垃圾厌氧消化反应动力学分析[A];农村沼气发展与农村小康建设研讨会论文选编[C];2003年
5 吴根义;谭建纯;颜智勇;杨仁斌;;厌氧消化时间对养猪场废水处理影响[A];首届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2005年
6 王典;孙轶斐;王伟;朱天乐;;生物质废物中温联合厌氧消化的动力学研究[A];中国化学会第28届学术年会第1分会场摘要集[C];2012年
7 潘云霞;;微量金属元素对农业废弃物厌氧消化的作用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
8 罗娟;董保成;陈羚;高新星;万小春;赵立欣;;畜禽粪便与玉米秸秆厌氧消化产气特性[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年
9 段娜;林聪;苏珊;;秸秆厌氧消化系统pH调控措施初探[A];2011年中国沼气学会学术年会暨第八届理事会第二次会议论文集[C];2011年
10 吴香尧;;四川省畜禽粪便的能源环境工程建设探讨[A];四川省农村固体废弃物循环再生利用[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 吴文伟 马婧一;没有最好 只有最适宜[N];中国建设报;2010年
2 黄朝武;沼气产业:给2.8亿吨秸秆找出路[N];农民日报;2007年
3 本报记者 陈卫东通讯员 房树芬;从技术到制度[N];科技日报;2008年
4 张敬然;新加坡用木材废料生产沼气[N];中国绿色时报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭晓慧;餐厨垃圾厌氧消化产甲烷工艺特性及其微生物学机理研究[D];浙江大学;2014年
2 裴占江;餐厨垃圾厌氧消化效率研究[D];沈阳农业大学;2015年
3 柳珊;不同生物预处理对芦竹和玉米秸秆及其厌氧消化性能影响研究[D];中国农业大学;2015年
4 张万钦;微量元素添加对餐厨垃圾和鸡粪厌氧消化性能的调控研究[D];中国农业大学;2016年
5 王翀;提高香蕉(Musa sapientum Linn.)秸秆厌氧消化性能的预处理方法及工艺研究[D];湖南农业大学;2015年
6 庞云芝;基于提高麦秸厌氧消化性能的碱预处理方法研究及工程应用[D];北京化工大学;2010年
7 李建昌;水解酶预处理对城市有机生活垃圾厌氧消化的影响[D];昆明理工大学;2011年
8 池勇志;微波结合碱解预处理改善剩余污泥厌氧消化效能的研究[D];天津大学;2010年
9 张记市;城市生活垃圾厌氧消化的关键生态因子强化研究[D];昆明理工大学;2007年
10 夏益华;预处理对水葫芦和稻秸厌氧消化产沼气性能的影响研究[D];浙江大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘高杰;外源氢强化厌氧消化产甲烷过程数学模拟研究[D];北京建筑大学;2015年
2 蒲霜兰;生物炭介导的鸡粪厌氧消化碳氮形态转化特性[D];西北农林科技大学;2015年
3 仲猛;居民生物质垃圾浆料沉降性能及相关分层物厌氧消化研究[D];西南交通大学;2015年
4 梁银春;有机固体废弃物厌氧、好氧发酵特性及细菌多样性对比研究[D];广西大学;2015年
5 王军;预处理和Cr~(3+)对秸杆中温厌氧消化影响的研究[D];东北大学;2014年
6 赵崧岐;低次烟叶厌氧消化产沼气的研究[D];云南师范大学;2015年
7 张明龙;兰州市生活垃圾分类方案及典型有机组分厌氧消化实验研究[D];兰州交通大学;2015年
8 唐波;盐分和氨氮在餐厨垃圾干式厌氧消化系统中的积累及其对产气的影响分析[D];重庆大学;2015年
9 王楠楠;小球藻高浓度厌氧消化产沼工艺研究[D];清华大学;2015年
10 马俊怡;膨润土介导的鸡粪厌氧消化增效特性研究[D];西北农林科技大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026