本文關(guān)鍵詞：基于反滲透法濃縮分離沼液試驗(yàn)研究

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【摘要】：加強(qiáng)沼液利用技術(shù),可提升我國沼氣產(chǎn)業(yè)競爭力。而畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)�；图s化帶來的畜禽糞便環(huán)境問題以及沼液供過于求問題嚴(yán)重制約著沼氣產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,解決此問題的有效途徑就是對沼液進(jìn)行資源化利用,探索出畜禽糞便沼液綠色利用的有效途徑。本文結(jié)合國家重大專項(xiàng)的子課題“畜禽養(yǎng)殖廢水氨氮削減及糞污資源化技術(shù)研究及工程示范(2012ZX07202-010)”展開研究。利用反滲透膜濃縮分離系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái),對待試沼液成分進(jìn)行分析；對沼液進(jìn)行濃縮和分離試驗(yàn)；優(yōu)化系統(tǒng)沼液氨氮削弱技術(shù)；污堵物確定及清洗方案探討。具體研究成果如下：(1)介紹了反滲透膜系統(tǒng)和儀器相關(guān)參數(shù)以及示范工程待試沼液成分分析結(jié)果。(2)運(yùn)用單因素試驗(yàn)探究了運(yùn)行壓力、pH值、濃度以及二次利用百分比對系統(tǒng)分離影響。隨運(yùn)行壓力增加,COD、NH3-N的去除率均先升高后降低,適當(dāng)增加壓力有助于提高COD、NH3-N去除效果；中性、二次利用百分比為70%-80%的試驗(yàn)條件更有利于COD和NH3-N的去除；在沼液濃度的持續(xù)增大過程中,COD和NH3-N去除率呈成降低趨勢。(3)運(yùn)用單因素試驗(yàn)探究運(yùn)行壓力、pH值、濃度以及二次利用百分比對系統(tǒng)濃縮影響。運(yùn)行壓力越大,TN、COD和TP濃縮效果大致均先明顯增強(qiáng)后趨于平緩,NH3-N的濃縮效果先增強(qiáng)后趨于平緩最后略微降低；隨pH值及濃度的增加,COD、NH3-N、 TN和TP的濃縮效果均先增強(qiáng)后減弱；隨二次利用百分比增大,COD、NH3-N、TN和TP的濃度濃縮倍數(shù)呈上升趨勢,增大二次利用百分比,系統(tǒng)TP的濃縮效果會(huì)更好。(4)選用Plackett-Burman篩選出顯著性條件；依據(jù)最陡爬坡逼近試驗(yàn)確定最大響應(yīng)值位置；利用Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化最優(yōu)削減氨氮條件為：運(yùn)行壓力5.50Mpa,二次利用百分比76.00%,pH值7.70,氨氮的實(shí)際去除率可達(dá)96.13%；在中試試驗(yàn)中,氨氮削減率均值達(dá)94.27%,中試試驗(yàn)與小試試驗(yàn)氨氮削減率誤差僅為1.93%,證明Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化的反滲透技術(shù)去除沼液氨氮工藝可行有效。透過液中COD濃度為50.99mg/L, NH3-N濃度為29.22mg/L,達(dá)到國家畜禽養(yǎng)殖業(yè)相關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和國家農(nóng)田灌溉回用標(biāo)準(zhǔn)。(5)本試驗(yàn)中主要存在著碳酸鹽類污垢和微生物污染；先用0.1%NaOH和0.025%Na-SDS的復(fù)合清洗藥劑去除微生物污染物,再用0.2%鹽酸去除碳酸鹽的方法,可使脫鹽率恢復(fù)率和膜通量恢復(fù)率分別高達(dá)13.90%、8.71%；在清洗時(shí)間為2h時(shí),脫鹽率達(dá)到了最大值94.4%,膜通量恢復(fù)到了61.69L/m2·h,可見本試驗(yàn)清洗時(shí)間的應(yīng)維持在2h左右。
【關(guān)鍵詞】：沼液 反滲透膜系統(tǒng) 濃縮分離 氨氮削減響應(yīng)面優(yōu)化 污染與清洗
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S216.4;X713
【目錄】：

• 摘要10-11
• Abstract11-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 課題研究背景及意義13-15
• 1.1.1 課題研究背景分析13-15
• 1.1.2 課題研究意義15
• 1.2 糞便類厭氧發(fā)酵液技術(shù)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 反滲透膜工藝原理及其發(fā)展18-19
• 1.4 課題研究內(nèi)容及技術(shù)路線19-20
• 1.4.1 課題研究內(nèi)容19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第二章 材料與方法21-26
• 2.1 試驗(yàn)材料21
• 2.2 沼液反滲透系統(tǒng)裝置與試驗(yàn)方法21-23
• 2.2.1 膜組件21-22
• 2.2.2 試驗(yàn)裝置22
• 2.2.3 試驗(yàn)方法22-23
• 2.3 測試方法和數(shù)據(jù)分析23-25
• 2.3.1 測定方法23
• 2.3.2 數(shù)據(jù)處理23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 反滲透膜系統(tǒng)濃縮分離沼液性能研究26-39
• 3.1 影響反滲透膜系統(tǒng)濃縮分離性能相關(guān)因素26-27
• 3.2 反滲透膜系統(tǒng)分離沼液氨氮和COD效果27-31
• 3.2.1 運(yùn)行壓力對反滲透膜系統(tǒng)分離沼液氨氮和COD影響27-28
• 3.2.2 pH對反滲透膜系統(tǒng)分離沼液氨氮和COD影響28-29
• 3.2.3 濃度對反滲透膜系統(tǒng)分離沼液氨氮和COD影響29-30
• 3.2.4 二次利用百分比對反滲透膜系統(tǒng)分離沼液氨氮和COD影響30-31
• 3.3 反滲透膜系統(tǒng)濃縮沼液氨氮、COD、TN、TP效果31-37
• 3.3.1 運(yùn)行壓力對反滲透膜系統(tǒng)濃縮沼液氨氮、COD、TN、TP影響31-33
• 3.3.2 pH對反滲透膜系統(tǒng)濃縮沼液氨氮、COD、TN、TP影響33-34
• 3.3.3 濃度對反滲透膜系統(tǒng)濃縮沼液氨氮、COD、TN、TP影響34-35
• 3.3.4 二次利用百分比對反滲透膜系統(tǒng)濃縮沼液氨氮、COD、TN、TP影響35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-39
• 第四章 反滲透膜削減沼液中氨氮性能優(yōu)化研究39-55
• 4.1 研究背景39-42
• 4.1.1 響應(yīng)面方法簡介39
• 4.1.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法39-41
• 4.1.3 常用的響應(yīng)面分析軟件41-42
• 4.2 基于響應(yīng)面法的優(yōu)化方案42-44
• 4.2.1 Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)42-43
• 4.2.2 最陡爬坡試驗(yàn)設(shè)計(jì)43
• 4.2.3 Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)43
• 4.2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)43-44
• 4.3 響應(yīng)面法優(yōu)化過程與結(jié)果分析44-50
• 4.3.1 Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析44-45
• 4.3.2 最陡爬坡試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析45
• 4.3.3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析45-49
• 4.3.4 驗(yàn)證試驗(yàn)及分析49-50
• 4.4 響應(yīng)面法反滲透膜處理沼液中試驗(yàn)證試驗(yàn)50-53
• 4.4.1 沼液反滲透膜處理沼液中試裝置50-51
• 4.4.2 沼液反滲透膜處理系統(tǒng)中試試驗(yàn)運(yùn)行條件的優(yōu)化51-53
• 4.5 最優(yōu)條件下反滲透膜濃縮沼液NH_3-N、TN、TP和COD效果53-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第五章 反滲透膜污堵現(xiàn)象與清洗方案探究55-65
• 5.1 反滲透膜污染55-57
• 5.1.1 反滲透膜污染的影響因素55-56
• 5.1.2 反滲透膜相關(guān)污堵類型和表現(xiàn)特征56-57
• 5.1.3 反滲透膜污染清洗依據(jù)57
• 5.2 反滲透膜濃縮分離系統(tǒng)污堵物主成分研究57-60
• 5.2.1 反滲透系統(tǒng)現(xiàn)狀57-58
• 5.2.2 反滲透膜濃縮分離系統(tǒng)污堵物主成分定性分析58-60
• 5.3 膜污堵處理方案和處理效果分析60-61
• 5.3.1 反滲透膜清洗方案60-61
• 5.3.2 反滲透膜清洗效果評(píng)價(jià)61
• 5.4 反滲透膜清洗試驗(yàn)61-64
• 5.4.1 清洗藥劑用量計(jì)算與配置62
• 5.4.2 清洗時(shí)間對清洗效果的影響62-63
• 5.4.3 藥劑順序?qū)ο到y(tǒng)性能恢復(fù)影響63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

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本文編號(hào)：826108