發(fā)布時(shí)間：2017-08-31 12:27

  本文關(guān)鍵詞：污泥熱預(yù)處理工藝參數(shù)優(yōu)化及其與秸稈共發(fā)酵產(chǎn)酸應(yīng)用研究

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【摘要】：近年來(lái),隨著人民物質(zhì)生活水平不斷提高,城鎮(zhèn)污水的排放量也不斷增加,如何快速、有效的實(shí)現(xiàn)污泥的處理處置,已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)迫在眉睫的問(wèn)題。傳統(tǒng)的污泥處理處置方法有焚燒、填埋等,在消耗大量能量的同時(shí)還易造成二次污染,而厭氧發(fā)酵以其環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)被視為一種綠色的可持續(xù)的污泥處理方法。然而,污泥的破壁過(guò)程困難和C/N失衡致使發(fā)酵過(guò)程緩慢且效率低下。研究表明,對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理可以促進(jìn)細(xì)胞裂解,同時(shí)外投碳源可以提高剩余污泥的C/N,從而提高污泥厭氧發(fā)酵的效率。本研究以玉米秸稈為外投碳源,來(lái)調(diào)節(jié)污泥體系的C/N。再將秸稈與熱、堿預(yù)處理后的剩余污泥進(jìn)行共發(fā)酵,進(jìn)一步促進(jìn)污泥細(xì)胞裂解,來(lái)提高污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的效率。首先,為了確定玉米秸稈作為外投碳源的條件下,與污泥共發(fā)酵時(shí)的最優(yōu)溫度,設(shè)計(jì)了一組中溫厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,熱處理溫度控制在55℃時(shí),不僅可以節(jié)約能源,也可以達(dá)到良好的破胞效果,其SCOD濃度水平較高,日最高SCOD為4149 mgCOD/L,且有更多的丁酸和戊酸被產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)丙酸菌轉(zhuǎn)化為乙酸和丙酸,增大了污泥資源的利用率,對(duì)污泥體系產(chǎn)酸的促進(jìn)作用最大。在發(fā)酵第4d,55℃下秸稈+WAS的VFAs達(dá)到最大值4017 mgCOD/L,是未預(yù)處理原泥VFAs的34倍,是投加秸稈后未預(yù)處理原泥VFAs的32倍。雖然在90℃時(shí)的SCOD為4271 mg/L,多于55℃時(shí),但濃度相差不大,同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性因素,55℃為最優(yōu)化溫度。其次,利用中溫靜態(tài)實(shí)驗(yàn)得到的最優(yōu)溫度,對(duì)污泥進(jìn)行熱預(yù)處理,同時(shí)對(duì)比堿預(yù)處理,對(duì)投加秸稈調(diào)質(zhì)的剩余污泥和未投加秸稈的污泥進(jìn)行預(yù)處理后厭氧發(fā)酵。結(jié)果表明,加入秸稈進(jìn)行調(diào)制的污泥組有機(jī)物的溶出效果明顯高于未投加秸稈的污泥組,例如WAS+秸稈污泥組的溶解性蛋白質(zhì)含量為1443 mgCOD/L,是未投加秸稈污泥組的26倍；堿預(yù)處理的效果明顯優(yōu)于熱預(yù)處理,例如WAS+秸稈+pH10污泥組的初始總糖含量高達(dá)588 mgCOD/L,是WAS+秸稈+55℃污泥組的1.43倍,WAS+秸稈污泥組的1.61倍。各實(shí)驗(yàn)組總揮發(fā)酸的變化規(guī)律呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì),另外,加秸稈進(jìn)行調(diào)制的污泥組,乙酸是最主要的揮發(fā)酸組分,其中,污泥+秸稈+pH10的乙酸含量可高達(dá)6867 mgCOD/L,沒(méi)有加秸稈調(diào)質(zhì)的污泥丙酸所占的百分比都是最高的,基本在50%-60%之間,而乙酸是厭氧微生物產(chǎn)甲烷的反應(yīng)物,說(shuō)明了秸稈對(duì)污泥調(diào)制作用的重要性。另外,堿預(yù)處理獲得的乙酸含量明顯高于熱預(yù)處理,以投加秸稈的實(shí)驗(yàn)組為例,在各組總揮發(fā)酸濃度最大日時(shí),WAS+秸稈+pH10產(chǎn)乙酸量高達(dá)6867 mgCOD/L,是WAS+秸稈+55℃產(chǎn)乙酸含量的1.59倍。就產(chǎn)酸量和細(xì)胞破壁效果來(lái)說(shuō),認(rèn)為堿預(yù)處理的效果優(yōu)于熱預(yù)處理。
【關(guān)鍵詞】：剩余污泥 秸稈 預(yù)處理 揮發(fā)酸 溶解性蛋白
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;X712
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 引言13-31
• 0.1 剩余污泥處理處置現(xiàn)狀14-19
• 0.1.1 污泥特性14-15
• 0.1.2 剩余污泥處理處置技術(shù)15-16
• 0.1.3 污泥資源化利用技術(shù)16-19
• 0.2 剩余污泥預(yù)處理技術(shù)研究現(xiàn)狀19-21
• 0.3 剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)酸研究進(jìn)展21-24
• 0.3.1 污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)酸原理21-22
• 0.3.2 污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)酸的影響因素22-24
• 0.4 秸稈資源現(xiàn)狀24-25
• 0.5 秸稈資源化利用途徑25-28
• 0.6 本課題研究目的意義及主要內(nèi)容28-31
• 0.6.1 課題研究目的意義28-29
• 0.6.2 課題主要研究?jī)?nèi)容29
• 0.6.3 技術(shù)路線圖29-31
• 第1章 實(shí)驗(yàn)材料、裝置與方法31-38
• 1.1 實(shí)驗(yàn)材料31-33
• 1.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器31-32
• 1.1.2 實(shí)驗(yàn)用泥來(lái)源與性質(zhì)32-33
• 1.1.3 實(shí)驗(yàn)用秸稈33
• 1.2 實(shí)驗(yàn)裝置33-34
• 1.2.1 恒溫水浴裝置33-34
• 1.2.2 中溫厭氧靜態(tài)消化實(shí)驗(yàn)裝置34
• 1.3 實(shí)驗(yàn)方法34-36
• 1.3.1 實(shí)驗(yàn)用玉米秸稈預(yù)處理34
• 1.3.2 秸稈污泥熱處理最優(yōu)溫度試驗(yàn)設(shè)計(jì)34-35
• 1.3.3 秸稈污泥混合熱、堿預(yù)處理發(fā)酵產(chǎn)酸對(duì)比35-36
• 1.4 主要分析指標(biāo)及計(jì)算方法36-38
• 1.4.1 溶解性有機(jī)質(zhì)36
• 1.4.2 揮發(fā)酸36-37
• 1.4.3 其他指標(biāo)37-38
• 第2章 秸稈調(diào)質(zhì)污泥熱預(yù)處理工藝參數(shù)優(yōu)化38-46
• 2.1 SCOD變化分析38-42
• 2.1.1 秸稈對(duì)污泥厭氧發(fā)酵的影響38-40
• 2.1.2 溫度對(duì)秸稈調(diào)質(zhì)剩余污泥厭氧發(fā)酵的影響40
• 2.1.3 秸稈調(diào)質(zhì)剩余污泥熱預(yù)處理溫度優(yōu)選40-42
• 2.2 VFAs變化分析42-45
• 2.3 本章小結(jié)45-46
• 第3章 熱、堿預(yù)處理剩余污泥與秸稈共發(fā)酵對(duì)產(chǎn)酸應(yīng)用的影響46-57
• 3.1 溶解性有機(jī)質(zhì)的變化46-50
• 3.1.1 溶解性總蛋白質(zhì)的變化46-48
• 3.1.2 溶解性總糖的變化48-49
• 3.1.3 SCOD的變化49-50
• 3.2 揮發(fā)酸產(chǎn)量及組分變化50-55
• 3.2.1 總揮發(fā)酸產(chǎn)量的變化51-52
• 3.2.2 揮發(fā)酸組分的變化52-55
• 3.3 氨氮的釋放規(guī)律55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第4章 結(jié)論與展望57-59
• 4.1 結(jié)論57
• 4.2 擴(kuò)展研究與展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加科研情況65-66

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉曉玲;城市污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸條件優(yōu)化及其機(jī)理研究[D];江南大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：765588