论文部分内容阅读
本研究针对云南顺丰洱海环保科技股份有限公司所承建的洱海流域规模化生物天然气试点工程开展了一系列实验工作,目的在于为其提供可供参考的厌氧消化工艺参数及工程运行管理方案。本文以洱海流域的牛粪为原料,采用自制的批量式发酵装置和新型CSTR厌氧反应器探究发酵温度、发酵浓度及水力滞留期等工艺参数对其发酵产沼气的影响;同时还研究了沼液回用量对发酵过程的影响。采用氨吹脱的方法降低沼液中的氨氮含量,为实现沼气发酵工程长期稳定运行奠定基础。结果表明:⑴在批量式沼气发酵实验中,设置了温度梯度30、35、38、40℃,发酵TS浓度梯度4%、6%、8%、10%。当温度为30℃时,4%、6%、8%、10%发酵下的产气率分别为0.430、0.506、0.504、0.464m3/kg VS;当温度为35℃时,4%、6%、8%、10%发酵下的产气率分别为0.484、0.574、0.553、0.522m3/kg VS;当温度为38℃时,4%、6%、8%、10%发酵下的产气率分别为0.393、0.497、0.491、0.513m3/kg VS;当温度为40℃时,4%、6%、8%、10%发酵下的产气率分别为0.328、0.462、0.489、0.502m3/kg VS。同时,各发酵浓度（4%、6%、8%、10%）都在35℃下获得最大原料产气率。⑵在新型CSTR反应器处理牛粪的实验中,当发酵温度为30℃时,发酵条件为HRT=24d和TS=6%、HRT=20d和TS=5%、HRT=16d和TS=4%时的容积产气率分别是0.641、0.646、0.614 m3/（m3·d）;原料VS产气率分别是0.322、0.310、0.306m3/kg。当发酵温度为35℃时,发酵条件为HRT=24d和TS=6%、HRT=20d和TS=5%、HRT=16d和TS=4%时的容积产气率分别是0.744、0.756、0.706m3/（m3·d）;原料VS产气率分别是0.389、0.356、0.332m3/kg。其中,新型CSTR反应器在温度为35℃、发酵浓度为5%,HRT=20d时获得最佳容积产气率;在温度为35℃、发酵浓度为6%,HRT=24d时获得最佳原料产气率。⑶通过一年的沼液回流实验,回流量（0.55、0.75、1.05L/d）的增加并未对牛粪半连续厌氧消化产生明显的抑制作用。⑷在氨吹脱实验中,设置了沼液处理量1.0、1.5、2.0L,吹气速率2.0、4.0L/min,吹气时间211h。自制的曝气装置对1.0L牛粪沼液吹气11h（吹气速率4.0L/min）,使沼液中50%以上的NH4-N得以去除,有效降低了回流沼液中的NH4-N浓度。