单频率及双频率超声和碱联合预处理技术对剩余污泥的破解效果研究

论文摘要

近年来伴随我国经济建设的发展,市政污水处理设施的日渐完善,快速高效处理污水的同时产生了大量剩余污泥。处理剩余污泥的过程中耗费了大量人力物力。目前剩余污泥俨然成为污水处理过程中十分棘手的问题。针对传统厌氧反应消化速度慢、时间长、反应器占用空间大等困难,本文通过使用单频超声加碱、双频超声加碱的方式对剩余污泥进行破解预处理,提高厌氧反应效率。选择超声功率0.12 W·mL-1频率分别为28 kHz、40 kHz、（28+40） kHz;加碱量分别为NaOH∕TS=0.02、NaOH∕TS=0.04、NaOH∕TS=0.09。将超声与加碱两种预处理方式联合对剩余污泥处理后,污泥上清液中溶解性化学需氧量（SCOD）、蛋白质、总糖浓度均有所提高,其中加碱NaOH∕TS=0.09超声频率（28+40） kHz作用60 min时SCOD、蛋白质、总糖浓度分别为13184 mg·L-1、5782 mg·L-1、862 mg·L-1,破解效果最佳。通过对胞外聚合物（EPS）中LB层TB层蛋白质浓度变化的比较,得出加碱NaOH∕TS=0.02条件下,超声60 min细胞壁破碎;加碱NaOH∕TS=0.04条件下,超声45 min细胞壁破碎;加碱NaOH∕TS=0.09条件下,超声0 min细胞壁破碎。碱投加量相同的情况下,超生频率（28+40） kHz的双频处理效果优于其他两种单频。将破解后污泥进行中温厌氧消化,过程中加碱NaOH∕TS=0.09超声频率为（28+40） kHz组挥发性脂肪酸（VFA）峰值浓度最高达到9136 mg·L-1;加碱NaOH∕TS=0.04超声频率为（28+40） kHz组VFA峰值浓度最高达到8352 mg·L-1,但快速产酸阶段对比前者提前两天。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1.1 概述
• 1.2 污泥的性质
• 1.3 剩余污泥的处理处置技术
• 1.4 厌氧消化的原理
• 1.5 污泥厌氧消化预处理方法
• 1.6 超声及碱预处理污泥的研究进展
• 1.6.1 超声的污泥预处理研究进展
• 1.6.2 碱的污泥预处理
• 1.6.3 超声与碱联合处理
• 第2章 试验内容与试验方法
• 2.1 污泥来源
• 2.2 试验装置
• 2.2.1 超声波预处理装置
• 2.2.2 中温厌氧消化装置
• 2.3 试验方法
• 2.4 实验步骤
• 2.5 项目分析和测定方法
• 第3章 单频、双频超声分别与碱共同作用对剩余污泥的破解效果
• 3.1 剩余污泥破解后pH 的变化比较
• 3.2 剩余污泥破解后化学需氧量的变化比较
• 3.2.1 破解后SCOD 的变化比较
• 3.2.2 破解后SCOD/TCOD 的变化比较
• 3.2.3 污泥破解过程中 TOCD 的变化
• 3.4 总糖变化
• 3.5 蛋白质变化
• 3.6 剩余污泥破解后胞外聚合物（EPS）的变化
• 3.7 温度的变化
• 3.8 污泥TS、VS 的变化情况
• 3.9 本章小结
• 第4章 超声与碱预处理对污泥中温厌氧消化的影响
• 4.1 厌氧消化过程中pH 值的变化
• 4.2 厌氧消化过程中SCOD 的变化
• 4.3 厌氧消化过程中蛋白质的变化与总糖的变化
• 4.4 厌氧消化过程中总糖的变化
• 4.5 厌氧消化过程中 VFA 的变化
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况