ATAD污泥减量稳定化技术实验研究

论文摘要

ATAD-自热高温好氧消化（auto-heated thermophilic aerobic digestion）技术是近年来备受关注的污泥稳定和减量技术,在好氧环境条件下,微生物通过自身的放热反应,将部分热量用以补充系统的能量消耗、其余热量用于提高反应系统的温度,可以达到高温好氧消化污泥的目的。高温环境下可能发生细胞溶解、灭菌、降低寄生虫数量等过程。本课题在对国内外关于污泥好氧消化技术的研究成果进行总结的基础上,通过实验从全新的角度研究了自热高温好氧消化过程中影响污泥消化程度的因素。实验采用自行设计的自热高温好氧消化反应器（ATAD）,以西安北石桥污水净化中心的脱水污泥为源泥,采用间歇式反应模式运行,通过改变运行参数在不同工况下连续检测污泥的VSS、总磷、总氮、氨氮、泥温、COD等指标,确定了系统最佳运行条件,即:进泥浓度5%～8%、曝气量0.4L/min～0.8L/min、机械搅拌强度120r/min;按此条件运行,污泥温度可自动升至48℃、VSS的去除率达到40.2%、DHA下降率为94.33%,达到高效灭菌、污泥趋于稳定、但脱水性能变差。在最佳运行条件下,通过监测DHA、COD的变化,研究了自热好氧消化工艺对污泥稳定性及灭菌效果的影响;通过分析污泥比阻的变化,研究了好氧消化反应过程对污泥脱水性能的影响。通过分析污泥的TOC、TP、氨氮变化的同步性,研究了溶胞作用发生的原因;通过对胞外聚合EPS的监测并与污泥比阻变化规律进行对比,研究了溶胞作用对污泥脱水性能的影响;联合TOC与胞外聚合物的变化规律,研究了溶胞作用与蛋白质含量变化的关系;通过对比EPS、DHA之间的变化关系,探讨了自热好氧消化反应过程中的生物重组现象。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究课题的提出及意义
• 1.2 研究的目的和及研究内容
• 2 污泥的稳定化技术
• 2.1 好氧消化
• 2.2 厌氧消化
• 2.3 微氧消化
• 3 研究方案及分析方法
• 3.1 实验方案
• 3.2 实验装置
• 3.3 分析方法
• 3.3.1 实验用泥及其预处理
• 3.3.2 测定指标及方法
• 4 结果与讨论
• 4.1 运行参数
• 4.1.1 实验装置与运行条件
• 4.1.2 污泥温度的变化
• 4.1.3 不同SRT 对污泥稳定化的影响
• 4.1.4 COD 含量的变化
• 4.1.5 反应系统的改进和优化
• 4.2 污泥的稳定化、无害化效果评价
• 4.2.1 VSS 去除率
• 4.2.2 DHA 的变化
• 4.2.3 病原菌的灭活
• 4.3 消化污泥的脱水性能和PH 值之间关系
• 4.4 溶胞在污泥好氧消化中的发生机理及其对消化效果的影响
• 4.4.1 TOC 含量的变化
• 4.4.2 总磷、总氮的变化
• 4.4.3 氨氮的变化
• 4.5 溶胞作用、脱水性能、胞外聚合物、DHA 之间相互影响的关系
• 4.5.1 污泥脱水性能变化与溶胞作用的关系
• 4.5.2 污泥上清液中TOC 含量的变化与溶胞作用的关系
• 4.5.3 胞外多聚物 EPS、生物脱氢酶活性DHA 和溶胞作用的关系
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献