市鎮污水處理廠厭氧消化系統操作參數最佳化之研究 - 國家圖書館
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市鎮污水處理廠厭氧消化系統操作參數最佳化之研究 · Optimization of Operating Parameters of Anaerobic Sludge Digestion in Domestic Wastewater Treatment Plant.
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本論文永久網址: 複製永久網址Twitter研究生:李淑娟研究生(外文):Lee,Shu-Chuan論文名稱:市鎮污水處理廠厭氧消化系統操作參數最佳化之研究論文名稱(外文):OptimizationofOperatingParametersofAnaerobicSludgeDigestioninDomesticWastewaterTreatmentPlant指導教授:張添晉口試委員:游勝傑、陳孝行口試日期:2010-07-12學位類別:碩士校院名稱:國立臺北科技大學系所名稱:環境工程與管理研究所學門:工程學門學類:環境工程學類論文種類:學術論文論文出版年:2010畢業學年度:98語文別:中文論文頁數:98中文關鍵詞:厭氧消化、Biowin、經濟效益、甲烷產氣外文關鍵詞:AnaerobicDigestion、Biowin、EconomicEffective、methane-forming相關次數:
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經以批次分析方式,利用Biowin模擬出最佳VSS去除率操作參數及最佳甲烷產氣量操作參數後,得到以下結論:若由現況調整,則VSS去除率最佳化參數僅需將二沉/初沉污泥比例由4.8調整至7.0、進流污泥含水率由95.8%調整至97%,VSS去除率即可由65.27%上升至65.489%,而甲烷產氣量也將由12,271.16CMD增加至14,637.36CMD;而甲烷產氣量最佳化則需調整二沉/初沉污泥進流流量、進流污泥含水、槽內pH及槽內溫度,故相較之下,VSS去除率最佳化參數為最容易調整之參數。
若再將模擬出之參數加入經濟效益考量,由於甲烷產氣最佳化之最佳槽溫為36℃,為使槽溫上升由35.15℃上升至36℃,需燃燒甲烷以產生熱能加溫厭氧消化槽,且由於加溫所需之甲烷量非常大,故甲烷產氣量最佳化之經濟效益相對較低。
而綜觀國內其他廠,厭氧消化仍有些許問題待克服,除營運初期污泥含量不足,導致難以養菌外,還有外加熱源成本的問題,及厭氧消化系統本身待克服的問題,以上因素均會影響到厭氧消化槽的運作成效。
故厭氧消化槽是需長期觀察並伺機調整操作參數的一敏感反應槽,而是否可順利的運作,如何尋求各廠適合的操作參數,實為一重要課題。
Theanaerobicdigestionusesacid-producingfacultativebacteriaandanaerobicmethane-formingbacteriatotransformvolatilesolid(VSS)insludgeintomethaneandcarbondioxide.Thekeytosludgestabilizationisthespeedatwhichmethane-formingbacteriatransformVSSintomethane.Thereforetheprimarytaskfortheoperatoriskeepingthetankinoptimizedconditionformethane-formingbacteria.OptimizedconditionformethaneformingbacteriainvolvespH,ORP,alkalinity,volatileacids,temperature,hydraulicretentiontime,andgascomposition.Inordertofindthebestoperatingparameterforthedomesticsludgeanaerobicdigestionunit,thisresearchpresentsDihuaSewageTreatmentPlant(hereafterDihuaFactory),atreatmentplantthatiscurrentlyinoperationandtreatsnearly500,000tondomesticsewageeveryday,asacasestudy.Further,thisresearchanalyzesDihuaFactory’shistoricdataandsimulatestheactualfactoryconditionbyBiowinsoftwareinordertofindthebestoperationsettingsthatcanmaximizecost-effectivenessandachievesludgestability.Tanktemperature,pH,watercontentofinflowsludge,amountofsludgeinsecondary/primarysettlementtanks,andthenumberoftanksaretheparametersthatoperatorscanmakeadjustmentstofindthebestoperationsettings.Afterbytheraidofanalysismode,BiowinsimulatesthebestoperationparameterofVSSeliminationrateanddrawthefollowingconclusion:ifadjustedfromcurrentsettings,DihuaFactorycanoptimizeVSSeliminationratebyonlyraisingtheprimary/secondarysludgeratiofrom4.8to7.0andthesludgemoisturecontentfrom95.8%to97%.DoingsowillincreaseVSSeliminationratefrom65.27%to65.489%andmethaneproductionfrom12,271.16CMDto14,637.36CMD.Tooptimizemethaneproduction,ontheotherhand,requiresadjustmentsonsecondary/primarysludgeratio,inflowsludgemoisturecontent,tankpHandtemperature.Comparatively,optimizationofVSSeliminationratebyadjustingparameterscanbeeasierachieved.Whencost-effectivenessistakenintoaccount,optimizationofmethanegasproductionisnotthebestsolutionsinceheatingupanaerobicdigestiontankfrom35.15to36℃,thetemperatureformaximizedmethaneproduction,requiresalotofenergyfromburningalargeamountofmethane.Otherdomestictreatmentplantshavecommonproblemsinassociationwithanaerobicdigestiontanksthatareyettoresolve.Theoperationofthetreatmentplantintheinitialstageoftenproducesmallamountofsludgenotenoughtobreedbacteriaandbearhighheatingcosts.Suchproblemswillaffecttheoperationofanaerobicdigestiontank.Aslongtermobservationisrequiredtocarefullyadjustoperationsettingsforsensitiveanaerobictanksinoperation,findingthebestoperationparameterswouldbethemostimportanttopic.
中文摘要i英文摘要ii誌謝iv目錄v表目錄viii圖目錄x第一章前言11.1研究緣起11.2研究目的及內容21.2.1研究目的21.2.2研究內容2第二章文獻回顧42.1厭氧消化操作理論42.1.1污泥厭氧消化原理42.1.2厭氧消化最佳環境52.1.3厭氧消化操作指標92.2酸生成菌及甲烷生成菌反應說明172.2.1酸生成菌及甲烷生成菌之代謝機制172.2.2厭氧污泥消化產物202.3厭氧污泥消化方法之演變242.4台北市迪化污水處理廠概述252.4.1背景資料252.4.2本廠處理流程及厭氧污泥單元簡介252.4.3進流水質與厭氧消化操作現況302.5厭氧污泥產氣及廢棄污泥減量規劃342.5.1厭氧污泥產氣提升規劃342.5.2廢棄污泥減量構想36第三章研究方法393.1污水程序分析軟體簡介393.1.1分析軟體產品介紹393.1.2Biowin程式厭氧消化系統的理論基礎463.1.3Biowin程式厭氧消化系統模擬原理503.1.4模擬建置程序523.1.5選定水質項目及操作參數533.2模擬步驟及方案543.2.1模擬步驟543.2.2方案研擬563.2.3模擬程序60第四章結果與討論614.1厭氧消化進出流污泥性質及操作效率614.1.1厭氧消化進出流污泥性質614.1.2厭氧消化槽操作效率654.2污水程序分析軟體模擬結果684.2.1第一步:將系統先模擬為實際操作環境684.2.2第二步:尋求VSS去除率最佳化條件724.2.3第三步:尋求甲烷產氣量最佳化條件804.3厭氧消化參數最佳化904.4研究結果討論92第五章結論與建議945.1結論945.2建議96參考文獻97
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