温室-太阳能热水器组合增温系统用于污泥厌氧消化试验研究

摘要

温度是影响污泥厌氧消化最重要的因素之一，为了实现污泥的高效厌氧消化，并节约能源，本文提出了用温室-太阳能热水器组合增温系统（以下简称太阳能组合增温系统）来对厌氧消化反应器增温保温，以期在对污泥实现减量化、资源化的同时节约处理能耗。 试验中考察了该太阳能组合增温系统在一年四季对反应器Ⅱ的增温保温效果，并以剩余污泥为原料，考察了反应器Ⅱ的产气性能和对污泥的减量化效果，并与自然环境下运行的普通反应器Ⅰ作对比，最后对各季节能量产出和消耗情况进行对比分析，得出了如下主要结论： （1）反应器Ⅱ在一年四季的温度保持在36．7±0．7℃、51．4±1．0℃、36．4±0．5℃和36．1±0．7℃，温度波动不超过2℃，达到了高效厌氧消化的温度需求，该太阳能组合增温系统增温保温效果良好。 （2）反应器Ⅱ在春夏秋三季的累积产气量分别比反应器Ⅰ提高了176．1%、98．8%和109．9%，产气高峰提前了6～10天，产气性能得以改善。 （3）反应器Ⅱ在春夏秋三季对污泥TS的去除率分别为23．0%、42．6%和21．9%，比反应器Ⅰ提高了8．5%、27．1%和7．8%，对污泥减量化效果增强。 （4）通过对能量产出和消耗情况分析，发现了反应器Ⅱ在春夏秋三季的能量转化效率比反应器Ⅰ提高了20．7%、44．1%和31．8%，但是冬季试验中维持反应器Ⅱ高效稳定运行的耗能大于产能，需进一步研究如何降低能耗。 太阳能增温系统的运用，保证了厌氧消化处理污泥所需的温度，并节约了能源，具有很大的环境效益和经济效益。

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第一章绪论

1.1污泥产生与处理现状

1.2厌氧消化技术概论

1.2.1厌氧消化反应机理

1.2.2厌氧消化的影响因素

1.2.3厌氧消化技术的特点

1.3太阳能利用发展概况

1.3.1太阳能的特点

1.3.2太阳能的利用形式

1.4国内外研究现状

1.5本课题研究内容及创新之处

第二章试验材料与方法

2.1材料与仪器

2.1.1试验材料

2.1.2试验设备

2.2试验装置

2.3试验设计

2.3.1污泥厌氧消化试验

2.3.2试验参数的确定

2.4试验分析方法

2.4.1温度的测定

2.4.2料液TS和VS的测定

2.4.3料液C/N的测定

2.4.4生物气成分测定

2.5试验运行与维护工作

第三章太阳能装置的增温保温效果

3.1温室-太阳能热水器组合系统增温效果

3.1.1温度时变化分析

3.1.2温度日变化分析

3.2太阳能利用状况分析

3.2.1温室对太阳能的利用

3.2.2温室-太阳能热水器组合系统对太阳能的作用

第四章污泥厌氧消化试验

4.1春秋季厌氧消化试验

4.1.1产气量分析

4.1.2生物气成分分析

4.1.3甲烷产量

4.2夏季厌氧消化试验

4.2.1产气量分析

4.2.2生物气成分分析

4.2.3甲烷产量

4.3冬季厌氧消化试验

4.3.1产气量分析

4.3.2生物气成分分析

4.3.3甲烷产量

4.4污泥减量化分析

4.5能量转化效果分析

4.6本章小结

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢

作者简介及攻读硕士学位期间发表的学术论文