高鐵酸鹽破解污泥效能的比較分析

發(fā)布時間：2020-09-15 18:39

　　近年來我國生物污水處理法的發(fā)展迅速,但是城市剩余污泥的產(chǎn)量逐年增加。因此,剩余污泥的處理與最終處置問題就變得更加嚴峻了。剩余污泥的處理要求是減容化、穩(wěn)定化、無害化、資源化。但是,作為污泥資源化主要處理技術之一的污泥厭氧消化,受污泥結構的復雜性和微生物細胞壁的保護性影響,導致污泥厭氧消化周期長,產(chǎn)氣量低。因此,對剩余污泥進行預處理,使污泥絮體和微生物細胞破解就變得尤為重要了。為提高剩余污泥的破解程度,近年來研究人員提出了許多污泥預處理方法如:物理預處理方法、化學預處理方法等。高鐵酸鹽作為一種綠色環(huán)境友好型氧化劑,具有氧化能力強、無有毒副產(chǎn)物生成等特點,然而在污泥破解和厭氧消化方面的應用研究卻很少。因此,本課題以剩余污泥為研究對象,采用預制的高鐵酸鹽堿性溶液(NPAF)進行預處理,對預處理后的污泥破解程度和厭氧消化性能進行探究。實驗發(fā)現(xiàn),NPAF對剩余污泥具有良好的破解效果。經(jīng)0.15 mmol Fe~(6+)/g VS的NPAF破解后的污泥絮體和微生物細胞被破壞,污泥溶解性由0.035提升至0.361。NPAF的劑量大于0.15 mmol Fe~(6+)/g VS時,Fe~(6+)會與從微生物細胞內釋放出的易于被降解的物質如:BOD、DNA等反應。除此之外,NPAF破解后的污泥上清液中,蛋白質、多糖和VFAs含量發(fā)生明顯提升。其中,在0.15 mmol Fe~(6+)/g VS劑量下,蛋白質含量可提升77.2%,多糖含量提升到原污泥的31.49倍,以及VFAs含量從25.1提升到1317.47 mg/L。在污泥厭氧消化方面,NPAF預處理對污泥生物氣產(chǎn)量具有抑制作用,處理后的污泥生物氣產(chǎn)量均低于原污泥的245.33 m L/g VS。但是,低劑量的NPAF處理后的污泥甲烷產(chǎn)量被提高。經(jīng)0.15 mmol Fe~(6+)/g VS NPAF預處理后的污泥,厭氧消化周期內甲烷產(chǎn)量由原污泥的81.35提升至116.14 m L/g VS。當NPAF劑量大于0.15mmol Fe~(6+)/g VS時,污泥中鉀離子的濃度增大,會抑制產(chǎn)甲烷菌的活性,致使污泥甲烷產(chǎn)量降低。通過與O_3和Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)預處理方法對比分析發(fā)現(xiàn),在相同劑量的氧化劑投加下,三種氧化劑對剩余污泥破解效果的關系為:NPAFO_3Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)。同時,NPAF破解后的污泥中蛋白質、多糖的釋放量和VFAs的生成量最高。在厭氧消化方面,Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)預處理對消化周期內的甲烷生成具有抑制作用。然而,O_3和NPAF預處理對污泥的甲烷生成量和生成速率具有一定的促進作用。其中,O_3對污泥的甲烷生成速率的促進效果強于NPAF,對甲烷生成量的促進效果低于NPAF。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

污泥,結構示意圖,現(xiàn)狀