發(fā)布時間：2020-11-19 17:27

　　 近年來,城市污水處理廠剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸可生產(chǎn)附加值更高的揮發(fā)性脂肪酸(VFAs),受到了國內(nèi)外廣大學(xué)者的關(guān)注。但是大多數(shù)研究是在較低進(jìn)泥負(fù)荷條件下進(jìn)行的,而較低的進(jìn)泥負(fù)荷會導(dǎo)致工程應(yīng)用時占地面積大,設(shè)備投資費用高,處理效率低,缺乏經(jīng)濟(jì)性,所以提高進(jìn)泥負(fù)荷是進(jìn)一步提升污泥發(fā)酵產(chǎn)酸技術(shù)的關(guān)鍵�；诖�,本文在課題組前期小試研究成果的基礎(chǔ)上,在無錫某污水處理廠內(nèi)建立了一套日處理規(guī)模為2.1 m~3(含水率85%)的污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸示范工程,以污水廠生產(chǎn)的剩余污泥為對象,探究了示范工程規(guī)模下高負(fù)荷污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)VFAs的工藝特征和可行性。本論文的主要研究結(jié)果如下:(1)探究了一種城市污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸工程啟動的方法。實驗結(jié)果表明,采用厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸種泥的多次接種和多次馴化,可使得產(chǎn)酸菌大量富集,工程半連續(xù)穩(wěn)定運行期間平均總揮發(fā)性脂肪酸濃度為3.26 g/L,平均酸產(chǎn)率達(dá)到256.91 mg COD/g VSS。同時,乙酸作為含量最高的有機(jī)酸,比例可以達(dá)到52.45%;發(fā)酵液中SCOD達(dá)到7585.79mg/L,且VFAs為主要組成成分,占60.78%。發(fā)酵后TSS和VSS的降解率分別是23.64%和44.41%。同時,溶解性蛋白質(zhì)和多糖的去除率達(dá)到62.31%和54.60%。本研究采用的啟動方法不僅實現(xiàn)了城市污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸工程的啟動,而且還富集了大量的產(chǎn)酸菌,保證了反應(yīng)器的穩(wěn)定運行,對剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸技術(shù)的工程化應(yīng)用具有重要意義。(2)考察了示范工程規(guī)模下堿類型對污泥預(yù)處理及發(fā)酵產(chǎn)酸影響。結(jié)果表明,氫氧化鈉預(yù)處理的污泥水解效果最好,預(yù)處理后SCOD的平均濃度增大到22389.21 mg/L,水解率達(dá)到64.26%。但是,氫氧化鈉預(yù)處理后氮磷副產(chǎn)物的量較大,TN和TP的濃度達(dá)到1476.51和348.36 mg/L。另外,使用過氧化鈣進(jìn)行預(yù)處理可以有效提高污泥厭氧發(fā)酵VFAs產(chǎn)量和產(chǎn)酸率,總酸的平均濃度為7.93 g/L,產(chǎn)酸率為273.93 mg COD/g VSS。同時,乙酸比例可以達(dá)到60.35%;發(fā)酵后平均TSS和VSS分別下降24.42%和47.62%。過氧化鈣的投加可以有效去除污泥發(fā)酵液中的氨氮和正磷酸鹽,半連續(xù)運行期NH_4+-N、TP的平均濃度分別為286.33和17.42 mg/L。通過超過200 d的示范工程規(guī)模穩(wěn)定運行,混堿組、過氧化鈣組和氫氧化鈉組污泥厭氧發(fā)酵的凈利潤分別為229.14、257.37和10.49元/t。熱混堿和熱過氧化鈣是經(jīng)濟(jì)可行的污泥厭氧發(fā)酵預(yù)處理方法。(3)研究了示范工程規(guī)模下高含固污泥熱堿預(yù)處理聯(lián)合污泥發(fā)酵產(chǎn)酸的工藝運行效果。結(jié)果表明,高含固污泥經(jīng)過熱堿預(yù)處理后,污泥中SCOD增加了8.17倍,水解率達(dá)到56.82%;高含固污泥進(jìn)行熱堿預(yù)處理對提高污泥中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化效率以及降低整個工程能耗具有重要的作用。同時,高含固污泥發(fā)酵還會導(dǎo)致大量VFAs的積累,在半連續(xù)穩(wěn)定運行期間,發(fā)酵液中平均VFAs濃度為8.39 g/L,乙酸是含量最高的有機(jī)酸,比例可以達(dá)到62.10%。另外,半連續(xù)穩(wěn)定運行期平均有機(jī)酸產(chǎn)率為234.91 mg COD/g VSS。剩余污泥在經(jīng)過預(yù)處理和厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸后能得到充分的降解,發(fā)酵后TSS和VSS降解率分別是28.70%和48.21%。另外,溶解性蛋白質(zhì)和多糖的去除率達(dá)到61.25%和50.90%,溶解性蛋白質(zhì)和多糖的良好降解效果表明污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸示范工程運行穩(wěn)定。(4)考察了示范工程規(guī)模下共發(fā)酵對高負(fù)荷污泥厭氧發(fā)酵的促進(jìn)效果。結(jié)果表明,在剩余污泥中添加餐廚垃圾進(jìn)行熱堿預(yù)處理,可以使混合底物中的SCOD快速溶出,水解率達(dá)到55.12%。同時,剩余污泥中添加餐廚垃圾進(jìn)行共發(fā)酵還可以有效提高VFAs產(chǎn)量和產(chǎn)率,運行期總酸的平均濃度為13.62 g/L,平均產(chǎn)酸率為379.31 mg COD/g VS。共發(fā)酵過程中乙酸和丁酸含量相當(dāng)且都大于其他有機(jī)酸。另外,半連續(xù)運行期發(fā)酵液中SCOD達(dá)到29576.04 mg/L,且VFAs為主要組成成分,占68.52%。發(fā)酵液中TN、TP和氨氮的平均濃度達(dá)到1865.18、22.04和385.06 mg/L。餐廚垃圾的投加有利于產(chǎn)酸量提高的同時,發(fā)酵液中VFAs含量也較高,作為補(bǔ)充碳源時品質(zhì)較好。經(jīng)過共發(fā)酵混合底物的TS和VS降解率達(dá)到31.56%和55.65%。同時,餐廚垃圾的添加有利于提高底物中蛋白質(zhì)和多糖降解率,溶解性蛋白質(zhì)和多糖的降解率分別為70.85%和75.58%。
【學(xué)位單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

我國約有 90%的城市污水處理廠采用活性污泥法去除生活污水中的因此會導(dǎo)致大量剩余污泥（WAS）的產(chǎn)生和排放。有研究統(tǒng)計[2]，預(yù)污泥年產(chǎn)量將增長到 6000 萬噸（以 80%的含水率計）。，在我國城市污水處理廠建設(shè)與規(guī)劃過程中，常常忽視了剩余污泥的據(jù)報道，歐美等發(fā)達(dá)國家對于污水廠污泥的處理與處置問題非常重視常占到總投資的30%~50%，而在我國這一塊的費用僅占到總投資的[2]。由于這些未經(jīng)規(guī)范化處理與處置的污泥中含有大量的重金屬、病機(jī)污染物等有毒有害的物質(zhì)，因此當(dāng)污泥排放到環(huán)境中時，會對地下二次污染，這將對人們的健康造成嚴(yán)重的危害[3]。因此，如何實現(xiàn)剩無害化以及資源化，已經(jīng)成為越來越多學(xué)者所關(guān)注的問題。泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸周知，剩余污泥含有大量的有機(jī)物，它是可以發(fā)酵產(chǎn) VFAs 的廉價基過發(fā)酵達(dá)到污泥的減量化和穩(wěn)定化。同時，剩余污泥的厭氧消化是一，其中主要為以下三個階段[4]：水解階段，產(chǎn)酸階段以及產(chǎn)甲烷階段-1 所示。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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2 周光杰;劉宏波;肖航;聶新宇;張立;陳宇;劉和;;高濃度城市污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸示范工程的啟動與運行[J];中國給水排水;2015年15期

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 李忱忱;堿處理強(qiáng)化低有機(jī)質(zhì)污泥厭氧消化的性能及條件優(yōu)化[D];清華大學(xué);2014年

2 笱成柳;城市剩余活性污泥與餐廚垃圾混合厭氧消化特性研究[D];湖南大學(xué);2014年

3 劉帥強(qiáng);城市污水處理廠剩余污泥堿性發(fā)酵連續(xù)產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸的試驗研究[D];華南理工大學(xué);2011年

4 張莉;城市污泥添加廚余垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸的研究[D];江南大學(xué);2010年

5 伍珂;市政污泥與食品廢棄物混合發(fā)酵產(chǎn)酸研究[D];江南大學(xué);2008年

本文編號：2890260