城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥按照來源的不同可分為初沉污泥和剩余污泥,總量約占處理水量的0.3～0.5%左右(以含水率97%計(jì))。國(guó)內(nèi)外主要對(duì)初沉污泥或初沉和二沉污泥的混合污泥進(jìn)行了污泥厭氧發(fā)酵的研究,單獨(dú)針對(duì)于剩余污泥厭氧發(fā)酵的研究甚少。對(duì)剩余污泥進(jìn)行水解酸化的主要目的為改善其生化降解性能,溶出較多的溶解性COD(SCOD)和產(chǎn)生較高的揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)。SCOD和VFAs,特別是VFAs中的乙酸和丙酸,是增強(qiáng)生物除磷過程(EBPR)的有利的基質(zhì)。為了達(dá)到此目的,試驗(yàn)對(duì)影響污泥水解酸化的環(huán)境因素和操作條件進(jìn)行了工藝優(yōu)化研究。 首先,對(duì)比分析了厭氧與好氧條件下剩余污泥的發(fā)酵結(jié)果,結(jié)果表明,厭氧水解酸化明顯利于SCOD和總VFAs的生成,從而要求試驗(yàn)中盡可能避免氧的溶入。 其次,對(duì)比分析了不同的攪拌方式和攪拌速度對(duì)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)物的影響,結(jié)果表明,機(jī)械式攪拌比磁力攪拌和搖床混合更加容易實(shí)現(xiàn)顆粒間的充分高效接觸;同時(shí)發(fā)現(xiàn)攪拌速度太快或太慢都不利于SCOD和VFAs的生成。本試驗(yàn)條件下選取60～80rpm的機(jī)械式攪拌速度。 再次,在21℃左右條件下,研究了剩余污泥在不同pH條件下厭氧發(fā)酵的情況,發(fā)現(xiàn)將pH值控制為8.0～11.0,在20d的厭氧發(fā)酵時(shí)間內(nèi),SCOD值要大于pH調(diào)為4.0～7.0。特別是,在pH10.0時(shí),厭氧發(fā)酵第8d產(chǎn)生的VFAs(2708.02mgCOD/L)接近其最大值(2770.40mgCOD/L,發(fā)酵時(shí)間為12d)且高于其它pH條件,比如,此產(chǎn)酸值大約是pH5.0和pH不調(diào)時(shí)的3倍和4倍之多;六種短鏈VFAs中,乙酸和丙酸產(chǎn)量居多,而乙酸產(chǎn)量又高于丙酸,pH10.0條件下,乙、丙酸所占總VFAs的百分比之和為60～70%左右,異戊酸和異丁酸產(chǎn)量次之,正丁酸和正戊酸產(chǎn)量較少,其中正戊酸產(chǎn)量最少,占總VFAs的百分比低于10%;關(guān)于溶解性碳水化合物和蛋白質(zhì)物質(zhì)的生成,基本上是較強(qiáng)堿性比近中性條件更加有利;而酸性條件下溶出的PO_4~(3-)-P和氨氮濃度高于堿性。 另外,改變pH值的控制策略,其一將pH值調(diào)節(jié)作為預(yù)處理手段,對(duì)比分析了pH值長(zhǎng)、短期(1d與20d)調(diào)為堿性10.0和酸性5.0時(shí)對(duì)剩余污泥厭氧發(fā)
【學(xué)位單位】：同濟(jì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：X703
【文章目錄】：
第1章 引言
    1.1 污泥發(fā)酵產(chǎn)酸的機(jī)理
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)
        1.2.1 污泥發(fā)酵產(chǎn)酸的影響因素
        1.2.2 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和化學(xué)計(jì)量學(xué)
        1.2.3 微生物學(xué)
        1.2.4 污泥產(chǎn)酸用于EBPR的影響因素及工藝研究
    1.3 課題背景與研究意義
第2章 研究?jī)?nèi)容和測(cè)定方法
    2.1 試驗(yàn)安排
    2.2 試驗(yàn)用泥
    2.3 測(cè)試項(xiàng)目及分析方法
        2.3.1 VFAs的測(cè)定
        2.3.2 氣體的測(cè)定
        2.3.3 碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪與油脂的測(cè)定
        2.3.4 酶的測(cè)定
        2.3.5 其它測(cè)試項(xiàng)目及方法
第3章 剩余污泥水解酸化的工藝條件研究
    3.1 好氧與厭氧水解酸化比較
        3.1.1 試驗(yàn)方法
        3.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.2 攪拌對(duì)剩余污泥厭氧發(fā)酵的影響
        3.2.1 試驗(yàn)方法
        3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.3 pH對(duì)剩余污泥厭氧發(fā)酵的影響
        3.3.1 試驗(yàn)方法
        3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
    3.4 不同pH控制策略對(duì)剩余污泥厭氧發(fā)酵的影響
        3.4.1 試驗(yàn)方法
        3.4.2 pH值長(zhǎng)期和短期調(diào)節(jié)對(duì)剩余污泥厭氧發(fā)酵的比較
        3.4.3 pH酸堿性調(diào)節(jié)與攪拌速度改變對(duì)剩余污泥發(fā)酵的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 剩余污泥厭氧水解酸化過程動(dòng)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?br>    4.1 試驗(yàn)中采用的反應(yīng)器的簡(jiǎn)化模型
        4.1.1 間歇式反應(yīng)器性能的數(shù)學(xué)描述
        4.1.2 間歇式反應(yīng)器的推廣
    4.2 剩余污泥厭氧水解酸化動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化過程
        4.2.1 水解酸化的生化過程
        4.2.2 水解動(dòng)力學(xué)方程
        4.2.3 產(chǎn)酸動(dòng)力學(xué)方程
    4.3 本章小結(jié)
第5章 堿性條件增強(qiáng)剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的機(jī)理探討
    5.1 滅菌試驗(yàn)與酶活性比較
    5.2 產(chǎn)酸基質(zhì)的比較
        5.2.1 混合碳源的試驗(yàn)結(jié)果
        5.2.2 唯一碳源的配水試驗(yàn)結(jié)果
    5.3 產(chǎn)氣試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 姜蘇;表面活性劑促進(jìn)污水廠剩余污泥發(fā)酵生產(chǎn)短鏈脂肪酸的研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王琴;污泥停留時(shí)間及溫度對(duì)剩余污泥連續(xù)生產(chǎn)短鏈脂肪酸的影響[D];同濟(jì)大學(xué);2008年

2 蔡碧婧;反硝化脫氮補(bǔ)充碳源選擇與研究[D];同濟(jì)大學(xué);2008年

3 李基東;反硝化脫氮補(bǔ)充碳源選擇與研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2857214