以灰渣为滤料的沼液净化装置设计

摘要

在现有的畜禽粪污处理方法中，沼气工程由于处理负荷大及变废为宝等特点被广泛的应用于各类畜禽养殖场，但沼气工程运行过程中产生的大量沼液如何处理备受人们关注。生物质灰渣是生物质电厂秸秆燃烧后产生的剩余物，具有疏松多孔的结构和良好的吸附性能，对沼液中的COD、TS有较高的去除率。本论文以灰渣的吸附特性为依据，设计了以灰渣为滤料的沼液净化装置，并开展运行特性试验研究。
　　生物质灰渣对沼液流动阻力实验表明，在一定径高比和流量条件下，生物质灰渣对沼液流动阻力与其路程相关，压降为0.112MPa/m。
　　沼液净化装置采用罐式结构设计，主要由简体、上锥体、下锥体等部件组成。采用下进水设计，提高沼液与灰渣的接触吸附能力。单体罐简体直径530mm，高度1500mm，上锥体高115mm，锥度45°，下锥体高164mm，锥度45°。单体罐容积为0.42m3，其中有效灰渣装填高度为1.2m，有效净化室容积0.29m3。为避免采用单体罐高度过大造成加工、运输和装填不方便等问题，采用3级4罐式运行模式，各罐间通过串并联管道连接，通过阀门控制沼液流向，实现3级串联提高净化效果。同时，另一净化罐处于卸料和装填工序。装置运行设计时保证最后一级净化为新装填灰渣。
　　沼液净化装置运行试验表明，沼液经生物质灰渣净化处理后，颜色随流程逐步澄清。COD去除率随沿程距离的增加而增加，不同沿程距离(0.35m、0.65m、0.95m、1.55m、1.85m、2.15m)滤后沼液COD依次为1679mg/L、1598mg/L、1428mg/L、1235mg/L、1208mg/L、1166mg/L，COD最大去除率为44.3％。滤后沼液COD虽未达到相应标准，但COD浓度的降低可有效减少养殖企业对沼液消纳土地的要求，具有重要的实际意义;沼液TS随沿程距离的增加整体呈下降趋势，不同流程对应的TS依次为6.47mg/L、5.45mg/L、5.76mg/L、2.87mg/L、1.49mg/L、1.37mg/L，最大去除率为92.5％;不同流程对应的沼液pH随流程的增加呈上升趋势，依次为9.02、9.12、9.16、9.98、10.15、10.5。
　　运行时间对沼液净化效果影响的试验结果表明:COD随运行时间的增加而增加，即净化效果减弱。不同运行时间(0.5h、1.5h、2.5h、3.5h、4.5h)滤后沼液COD随时间变化依次为1235mg/L、1378mg/L、1417mg/L、1509mg/L、1585mg/L;滤后沼液TS随时间变化呈现不规则变化，依次为0.92mg/L、4.2mg/L、2.63mg/L、3.93mg/L、4mg/L。

目录

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致谢

摘要

第一章 引言

1．2 沼液处理方法

1．2．1 自然生态处理

1．2．2 生物处理

1．2．3 光催化处理

1．2．4 过滤吸附法

1．3 沼液处理装置现状

1．3．1 沼液生态净化装置

1．3．2 旋流式沼液净化装置

1．3．3 气浮式沼液净化装置

1．4 生物质灰渣特性及应用现状

1．4．1 灰渣特性

1．4．2 灰渣应用现状

1．5 研究内容

第二章 以灰渣为滤料的沼液净化装置设计

2．1 设计思路

2．2 沼液净化装置结构形式确定

2．2．1 生物质灰渣运行阻力测试

2．2．2 简体设计

2．2．3 法兰结构

2．2．4 锥体结构

2．3 水泵选型

2．4 本章小结

第三章 沼液净化装置运行特性

3．2 不同沿程距离对净化效果的影响

3．2．1 沿程距离对COD去除效果的影响

3．2．2 沿程距离对TS去除效果的影响

3．2．3 沿程距离对pH变化的影响

3．3 本章小结

第四章 结论

4．2 创新点

4．3 不足与展望

参考文献