加碱和超声破解预处理对剩余污泥厌氧消化的影响

论文摘要

污泥固体的水解是厌氧消化的限速步骤,而超声波是一种破解污泥的有效方法,目前国内外破解污泥大多采用声能密度为2W/mL至0.096W/mL的超声波。但使用较高的声能密度能耗也较高,在实际工程中难以推广。本试验采用25kHz、0.05W/mL的较低声能密度破解加碱后的剩余污泥,并研究了破解对厌氧消化反应的促进作用。试验中调节pH为8.0、9.0、10.0、11.0,再用声能密度为0.05W/mL超声波破解,破解时间分别为5min、10min、20min、30min、40min,破解后的剩余污泥加入接种污泥后直接在32±1℃下,厌氧消化10天。研究pH(加碱量)、超声作用时间,对污泥破解效果和后续厌氧消化过程中产气量、有机物去除率和消化速率的影响。试验结果表明,与对照组相比,剩余污泥加碱超声破解可以提高污泥SCOD的溶出率,降低有机物含量,并随着加碱量和超声时间的增加,SCOD的溶出率和VSS的减少率大幅增加。厌氧消化过程中,经预处理的剩余污泥水解酸化阶段大大缩短,COD和有机物的去除率、产气量、VFA产量均随着pH和超声时间的增加而增大,对照组1升剩余污泥在10天厌氧消化过程中VSS去除率为14.4%、最终有机质含量(VSS/TSS)为56.7%、总产气量903mL;而pH为11.0,超声40min后的VSS去除率为35.5%、最终有机质含量(VSS/TSS)为48.65%、总产气量为1606mL,这说明加碱后超声破解对厌氧消化有较好的促进作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1.1 剩余污泥的性质及处理处置方法
• 1.1.1 剩余污泥的产生
• 1.1.2 污泥的性质
• 1.1.3 污泥的处理与处置技术
• 1.1.4 我国污泥的处理现状
• 1.2 污泥的厌氧消化
• 1.2.1 厌氧消化的基本原理
• 1.2.2 污泥厌氧消化工艺
• 1.2.3 污泥厌氧消化的优势
• 1.3 污泥的预处理技术及研究现状
• 1.3.1 污泥厌氧消化存在的问题
• 1.3.2 污泥预处理的主要方法
• 1.3.3 超声波在污泥预处理中的研究进展
• 1.3.4 污泥加碱预处理研究现状
• 1.4 研究内容和主要目的
• 第二章 试验内容与试验方法
• 2.1 污泥来源
• 2.2 试验装置和试验仪器
• 2.2.1 厌氧消化和超声装置
• 2.2.2 试验方法
• 2.3 主要试验仪器和设备
• 2.4 分析项目和测定方法
• 第三章 剩余污泥加碱后超声破解效果
• 3.1 破解后剩余污泥pH 的变化
• 3.2 破解后温度变化
• 3.3 破解后COD 的变化
• 3.3.1 破解后TCOD 的变化
• 3.3.2 破解后SCOD 的变化
• 3.3.3 破解后SCOD/TCOD 的变化
• 3.4 破解后固体含量的变化
• 3.4.1 破解后VS 减少率的变化
• 3.4.2 破解后VSS 减少率的变化
• 3.5 剩余污泥破解成本分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 破解对剩余污泥厌氧消化影响
• 4.1 厌氧消化中pH 的变化情况
• 4.2 破解对厌氧消化过程中COD 去除率的影响
• 4.2.1 破解对厌氧消化过程中TCOD 去除率的影响
• 4.2.2 破解对厌氧消化过程中SCOD 去除率的影响
• 4.3 破解对厌氧消化过程中固体去除率的影响
• 4.3.1 破解对厌氧消化过程中VS 去除率的影响
• 4.3.2 破解对厌氧消化过程中VSS 去除率的影响
• 4.3.3 破解对厌氧消化过程中有机质含量（VSS/TSS）的影响
• 4.4 厌氧消化过程中挥发性脂肪酸（VFA）含量的变化
• 4.5 厌氧消化过程中气体产量的变化
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢