【摘要】：本研究依托于北京市科技計(jì)劃子課題“污泥制生物碳土技術(shù)集成優(yōu)化與示范”與機(jī)械科學(xué)研究總院技術(shù)發(fā)展基金“污泥隧道式動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)及示范研究”，以研發(fā)密閉倉(cāng)式污泥高溫好氧快速發(fā)酵資源化技術(shù)的工程應(yīng)用為目標(biāo)，針對(duì)該技術(shù)關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行中試試驗(yàn)研究，并建立具有推廣意義的示范工程。 首先，進(jìn)行了反應(yīng)機(jī)理研究，根據(jù)物料衡算、回流比計(jì)算、孔隙度和自由空域的計(jì)算、熱力學(xué)分析、通風(fēng)系統(tǒng)的計(jì)算等分析，對(duì)中試密閉倉(cāng)反應(yīng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和搭建，在中試試驗(yàn)中：在三種回流比模式下比較了堆體溫度、含水率、C/N、pH、堆體容重、氨氣、硫化氫產(chǎn)生量、引風(fēng)口的溫濕度等參數(shù)變化，并對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行了資源化評(píng)價(jià)。提出密閉倉(cāng)高溫好氧快速發(fā)酵技術(shù)中試試驗(yàn)的強(qiáng)制通氣流量常數(shù)為0.26m3/（minm3）。 針對(duì)傳統(tǒng)條垛式發(fā)酵技術(shù)在實(shí)際工程生產(chǎn)中產(chǎn)生臭氣進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，明確臭氣主要污染物為氨氣。為了降低氨氣量，研究了不同物料添加比下氮素轉(zhuǎn)化的規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)：添加42.5%的花生殼試驗(yàn)組，升溫和含水率降低均最快，全氮損失較少，說(shuō)明添加碳源較高的添加劑可以保證堆體通氣量，，控制堆體含水率，在發(fā)酵過(guò)程中達(dá)到很好的保氮效果，但從經(jīng)濟(jì)性考慮，采用添加7.5%花生殼+42.5%返混料的方式也可達(dá)到較好的保氮效果。針對(duì)條垛式敞開式臭氣散逸特點(diǎn)，進(jìn)行了生物濾池的模擬處理試驗(yàn)，研究結(jié)果表明，活性填料采用發(fā)酵產(chǎn)品：陶粒：樹皮=2：5：3比例配制，惰性填料D50：D25=1：1比例配制，可穩(wěn)定運(yùn)行，氨氣的去除率達(dá)99%以上。 根據(jù)前期試驗(yàn)，進(jìn)行示范工程設(shè)計(jì)及調(diào)試。對(duì)不同曝氣方式下，堆體溫度的變化進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在較大曝氣量下利于堆體保持合適溫度，而在較小曝氣量下利于堆體升溫段起溫速度和高溫的維持，在堆體的高溫段和降溫段通風(fēng)強(qiáng)制系數(shù)應(yīng)采用0.24-0.39m3/（minm3），而升溫段應(yīng)當(dāng)采用0.1-0.2m3/（minm3）。在不同返混比例下，對(duì)堆體發(fā)酵溫度、含水率、有機(jī)物變化進(jìn)行了研究。對(duì)發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的臭氣濃度進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。在工程中對(duì)通風(fēng)量進(jìn)行了核算，并通過(guò)Tecplot建立了曝氣引風(fēng)模型，研究了堆體溫度梯度對(duì)發(fā)酵倉(cāng)中引風(fēng)壓力的影響，并研究了不同條件下排風(fēng)濕度的變化規(guī)律。對(duì)技術(shù)的工程應(yīng)用進(jìn)行了說(shuō)明。
【圖文】：

的長(zhǎng)方體(下接高為 0.2m 的布?xì)馐�，堆體高為 2.0m)，而堆體與倉(cāng)體接觸及向外散熱的面積為 S=28m2，代入公式 /2151400M S M0/S，足以滿足發(fā)酵過(guò)程熱量交換要求。故而發(fā)酵反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)尺寸如下：底長(zhǎng)（L）：2m底寬（W）：2m高（H）：3m （含 0.2m 布?xì)馐遥┯行П砻娣e S：24m2有效容積（V）：8.0m3堆體堆高（h）：2m引風(fēng)口：半徑 100mm測(cè)樣孔和溫度檢測(cè)孔：見圖 2-3。2.1.3.2 密閉式反應(yīng)器通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

抽風(fēng)系統(tǒng)：管徑：200mm；收口接抽風(fēng)管；設(shè)計(jì)風(fēng)量：250m3/h2.1.3.3 試驗(yàn)裝置整體發(fā)酵反應(yīng)器采用可移動(dòng)板式密閉倉(cāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主體結(jié)構(gòu)為輕鋼+HDPE板+聚氨酯保溫材料結(jié)構(gòu)。其有效凈尺寸為 2.0m×2.0m×3.0 m，倉(cāng)壁及頂部四周做密封處理，一側(cè)壁可以開啟，可靈活進(jìn)行卸料。擬建倉(cāng)內(nèi)的堆料高度為 2.0m，倉(cāng)容量約為 6.0 t（測(cè)定物料的混合容重為 0.75 t/m3）。倉(cāng)底部設(shè)布?xì)獍宀細(xì)�，由一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)向堆體進(jìn)行強(qiáng)制供氧，距離倉(cāng)頂部 10 cm 側(cè)壁處開 200 mm 抽風(fēng)孔，由抽吸風(fēng)機(jī)將內(nèi)部產(chǎn)生的有害氣體如 NH3和 H2S 以及水蒸氣集中抽出，曝氣風(fēng)機(jī)和抽吸風(fēng)機(jī)的啟停由時(shí)間-溫度反饋系統(tǒng)控制。反應(yīng)器頂部可以開啟，便于進(jìn)料以及監(jiān)測(cè)儀表的安裝及維修；內(nèi)側(cè)壁不同高度設(shè)氧濃度電極插孔、溫度探頭插孔和取樣孔等，具體結(jié)構(gòu)見圖 2-3。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X703.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2693831