太阳能沼气池的试验研究

【摘要】： 沼气发酵是实现城市生活垃圾无害化、资源化的一种有效方法。沼气发酵可通过人为控制,加速有机废物的稳定,使有机废物无害化;还可以通过厌氧分解产生沼气,获得可再生的能源,实现有机废物的资源化。用沼气发酵技术处理城市生活垃圾,垃圾不仅可以得到即时即地的大量处理,最大限度地减少垃圾的污染,同时,还可以产生很好的经济效益和巨大的环境效益。 温度是沼气发酵的一个关键的因素,在相同的发酵条件下,不同的温度决定了产气量。利用太阳能给发酵系统加热保温,消除气候条件对发酵的影响,建立有机废物高效汽化的发酵环境,可以有效地提高沼气的产量,提高可再生能源的利用率,为居民提供廉价、高效的沼气,提高居民的生活水平。 另外,消化液回流系统不仅可以起到搅拌的作用,加速有机物的分解,提高产气速率和沼气产量;还可以除去消化液中大部分有机物和重金属,增加了氮、磷的含量,从而使消化液成为高效有机液态肥。 因此,生活垃圾的太阳能沼气发酵处理是生活垃圾较好的一种处理方法,对于减轻环境问题以及缓解一定的能源紧张状况,具有积极的现实意义。 本论文主要通过自行设计太阳能沼气池,研究太阳能对沼气发酵加热保温和消化液回流效果的影响。实验结果表明:通过太阳能给料液加热保温,与常温相比,可使料液的温度升高10℃左右,从而使沼气产量增加26%,甲烷含量也有小幅提高(忽略其他因素的影响);与不回流相比,回流使消化液的COD、BOD_5的去除率分别提高21.9%和28.3%,而对NH_(3-)N几乎没有影响(忽略其他因素的影响)。 【关键词】：沼气发酵 太阳能 回流
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1. 绪论7-17
• 1.1 能源和环境危机7-9
• 1.1.1 能源危机7
• 1.1.2 环境危机7-9
• 1.2 生活垃圾处理和资源化技术9
• 1.3 沼气与沼气发酵9-14
• 1.3.1 沼气9-10
• 1.3.2 沼气发酵10-11
• 1.3.3 沼气发酵的意义11-12
• 1.3.4 沼气发酵的现状12-13
• 1.3.5 沼气发酵存在的问题13-14
• 1.4 太阳能的利用现状14-15
• 1.5 论文研究的目的和意义15-16
• 1.6 论文研究的内容16-17
• 2. 沼气发酵技术处理生活垃圾17-50
• 2.1 沼气发酵的微生物学原理17-23
• 2.1.1 沼气发酵过程17
• 2.1.2 沼气发酵的微生物种类17-19
• 2.1.3 沼气发酵微生物之间的关系19-21
• 2.1.4 沼气发酵反应21-23
• 2.2 沼气发酵的工艺条件及影响因素23-34
• 2.2.1 发酵原料23-25
• 2.2.2 原料的产气量、产气速度与产气率25-28
• 2.2.3 原料的预处理28
• 2.2.4 投料浓度与方法28-30
• 2.2.5 接种物30-34
• 2.3 沼气发酵的反应热力学和动力学34-40
• 2.3.1 沼气发酵的反应热力学34-35
• 2.3.2 沼气发酵的动力学35-40
• 2.4 甲烷气体产量的计算40-42
• 2.5 沼气理论计算42-43
• 2.6 沼气发酵的工艺技术43-50
• 2.6.1 传统沼气发酵工艺类型44-48
• 2.6.2 现代大型工业化沼气发酵工艺流程48-50
• 3 实验装置与材料50-56
• 3.1 发酵仪器设备简介50-55
• 3.1.1 沼气发酵装置50-53
• 3.1.2 太阳能设备53-55
• 3.1.3 集气装置55
• 3.2 发酵原料55-56
• 4 实验分析与结果56-66
• 4.1 发酵原料分析及结果56-57
• 4.1.1 发酵原料分析56-57
• 4.1.2 发酵原料分析结果57
• 4.2 太阳能加热保温效果分析及结果57-59
• 4.3 沼气分析及结果59-62
• 4.3.1 累计产气量59-60
• 4.3.2 沼气成份60-62
• 4.4 消化液分析及结果62-66
• 5. 沼气发酵系统的综合利用66-74
• 5.1 沼气发酵系统的能源利用66-68
• 5.2 沼气发酵系统的物质利用68-71
• 5.3 沼气发酵系统的生态利用71-74
• 6. 结论与建议74-75
• 6.1 结论74
• 6.2 建议74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-80
• 附录 A80-81
• 附录 B81

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