超声波促进城市污泥水解效果研究

论文摘要

随着水体富营养化的加重,污水处理技术已逐渐从单一去除有机物的常规处理阶段进入同时去除有机物和脱氮除磷的深度处理阶段,以控制水体富营养化为目的的脱氮除磷工艺已成为当今污水处理领域的研究热点。由于我国城市污水碳氮比偏低的特殊情况,导致生物处理工艺在氮磷去除效果均不佳,反硝化碳源不足的问题已成为制约脱氮除磷的重要因素,为了促进生物处理工艺的脱氮除磷,需要额外的补充碳源。对剩余污泥加以超声波处理,然后进行水解,其产物可作为经济实用的碳源。本文对不同条件下的超声波处理污泥后水解情况进行了研究,试验场地为无锡太湖新城污水处理厂。试验的内容包括：超声波在不同条件下对污泥性质的影响；不同条件下超声波处理污泥水解效果研究；反硝化速率测试。论文的研究成果如下：（1）在不同条件下超声波对污泥性质影响方面,停留时间、振幅、声能密度、压强这四个因素的值越大,对污泥的破解作用越强。（2）在不同条件下超声波处理污泥水解效果研究方面：声能密度的大小对污泥水解过程中SCOD的影响并不大,且声能密度低的水解后SCOD峰值稍高,而TN、TP、VFA的浓度均随着声能密度的升高而升高；振幅大小对水解过程中污泥的SCOD、TN浓度影响不大,振幅小的更利于释磷；搅拌能使污泥水解进程明显加快,且在一定范围内,搅拌速度越快（速度以污泥表面不产生大的螺旋漩涡为宜）,对水解的促进作用越明显；有机物百分比大小对水解效果的影响非常大,有机物百分比越大,水解后SCOD浓度越高,污泥有机物百分比每降低一个百分点,污泥SCOD的平均增幅就会降低8.3mg/（L·d）。（3）经过反硝化速率测试,证明了用污泥水解上清液作为反硝化碳源是可行的,而且比CH3COONa的效果更好。污泥水解上清液的反硝化速率为1.94mg NO3-N/（gMLVSS.h）, CH3COONa的反硝化速率为1.53mg NO3-N/（g MLVSS.h）,说明污泥水解上清液的反硝化速率更大。污泥水解上清液中N、P浓度较高,将其回流至缺氧区前须用MAP法除去N、P元素,以免增加系统的N、P负荷。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景及意义
• 1.1.1 我国水体富营养化现状
• 1.1.2 我国污水处理脱氮除磷工艺现状
• 1.1.3 课题研究意义
• 1.2 国内外相关的研究现状分析
• 1.2.1 超声波对污泥活性的影响
• 1.2.2 超声波对污泥的分解效应研究
• 1.2.3 超声波对污泥厌氧消化过程的影响
• 1.3 课题的研究内容
• 第二章 基础理论及原理
• 2.1 超声波技术处理污泥的原理
• 2.2 水解酸化技术的原理
• 2.3 脱氮除磷原理
• 2.3.1 生物脱氮原理
• 2.3.2 生物除磷理论
• 第三章 主要试验设备及分析方法
• 3.1 主要试验设备
• 3.1.1 超声波设备及其系统组成
• 3.1.2 水解反应器
• 3.1.3 磁力搅拌器和离心机
• 3.2 测量指标及分析方法
• 第四章 不同条件下超声波处理对污泥性质的影响
• 4.1 不同停留时间对超声波处理污泥效果的影响
• 4.1.1 试验目的及方案
• 4.1.2 试验结果和分析
• 4.2 不同振幅对超声波处理污泥效果的影响
• 4.2.1 试验目的和方案
• 4.2.2 试验结果和分析
• 4.3 不同声能密度对超声波处理污泥效果的影响
• 4.3.1 试验目的和方案
• 4.3.2 试验结果和分析
• 4.4 不同压强对超声波处理污泥效果的影响
• 4.4.1 试验目的和方案
• 4.4.2 试验结果和分析
• 4.5 小结
• 第五章 超声波处理污泥水解效果小试研究
• 5.1 超声波声能密度对水解效果的影响
• 5.1.1 试验目的和方案
• 5.1.2 试验结果和分析
• 5.2 超声波振幅对水解效果的影响
• 5.2.1 试验目的和方案
• 5.2.2 试验结果和分析
• 5.3 搅拌速度对水解效果的影响
• 5.3.1 试验目的和方案
• 5.3.2 试验结果和分析
• 5.4 有机物比值（MLVSS/MLSS）对水解效果的影响
• 5.4.1 试验目的和方案
• 5.4.2 试验结果和分析
• 5.5 小结
• 第六章 污泥水解上清液作为碳源的可行性分析
• 6.1 反硝化速率测试
• 6.1.1 试验目的和方案
• 6.1.2 试验结果和分析
• 6.2 污泥水解上清液中N、P对脱氮除磷系统的影响及解决措施
• 6.2.1 进水与污泥水解上清液的碳氮比和TP浓度
• 6.2.2 污泥水解上清液中N、P的去除
• 6.3 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科硏成果