城市污水处理厂剩余污泥碱性发酵连续产挥发性脂肪酸的试验研究

【摘要】：剩余污泥中含量大量的有机质,利用水解酸化技术将这些有机质转化为挥发性脂肪酸是污泥资源化的一条新途径,并且在这个过程中还能实现污泥的减量化和无害化处理。目前,国外对污泥厌氧发酵产酸的研究主要集中在初沉污泥或者初沉污泥与剩余污泥的混合物,国内对剩余污泥水解酸化的研究侧重于影响产酸的环境因素。本试验以剩余污泥为研究对象,采用改进型的上流式反应器,在碱性条件下,对水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)对城市污水厂剩余污泥水解酸化实现污泥减量以及产挥发性脂肪酸的影响进行了研究,探讨了剩余污泥水解酸化过程中氮和磷的释出规律。 试验采用自行设计的改进型上流式反应器,利用高低温试验箱调整水解酸化系统的温度为35℃,在pH为10的条件下,接种厌氧污泥,控制HRT为36h、SRT为7d,基于改进型上流式反应器的水解酸化系统能够快速启动,在25d的运行时间内,系统出水的溶解性COD(SCOD)和挥发性脂肪酸(VFAs)分别可达1013.7mg/L和480.5mg/L,水解效率最高达到了14.0%。出水的NH3-N和溶解态磷酸盐(SP)随着运行时间呈上升趋势,最终稳定于112.0~128.7mg/L和40.6~53.6mg/L。 试验研究了动力学参数HRT和SRT对剩余污泥水解酸化效果以及污泥减量效果的影响。试验结果表明:随着HRT和SRT的增大,系统出水的SCOD和VFAs不断增加,剩余污泥碱性条件下水解酸化的高效HRT为36~48 h,在该水力停留时间范围内,系统稳定运行后,出水的SCOD和VFAs处于较高的水平,基本维持在1398.7~1634.5mg/L和687.8~790.9mg/L的范围内。剩余污泥碱性条件下水解酸化的高效SRT为7~10d,在该污泥停留时间范围内,系统能够保持良好的水解酸化效果,系统出水SCOD和VFAs基本稳定于1438.2 ~1794.3 mg/L和668.3 ~868.4mg/L的范围内。 剩余污泥的减量效果分别随着HRT和SRT的增大而增大,MLSS的平均减量效果最高达到41.2%,MLVSS的平均减量效果最高达到49.2%。氨氮的释出量随着HRT和SRT的增大,释放出SP的含量在HRT为36h,SRT为7d时最大。 当调整系统的HRT为48h,系统水解酸化效果与HRT为36 h相比,增加程度不是很大;同样,SRT为10d的工况下,系统的水解酸化效果与SRT为7d的工况相比,虽然有增加,但是幅度也不大。综合考虑,取HRT为36h,SRT为7d,作为该水解酸化系统的最佳控制参数。在该工况下,MLSS的平均减量效果在30%以上,MLVSS的平均减量效果在40%以上,系统出水的SCOD和VFAs分别可以达到1400 mg/L和650 mg/L以上,具有较好的水解酸化效果。 【关键词】：水解酸化 污泥减量 挥发性脂肪酸 剩余污泥
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-32
• 1.1 剩余污泥水解酸化的机理12-16
• 1.1.1 污泥厌氧消化理论12-13
• 1.1.2 污泥的水解酸化机理13-16
• 1.2 国内外研究现状与发展动态16-28
• 1.2.1 污泥水解酸化的影响因素16-25
• 1.2.2 提高污泥产酸的方法25-28
• 1.2.2.1 热处理25
• 1.2.2.2 机械处理25-26
• 1.2.2.3 酸碱处理26-27
• 1.2.2.4 臭氧氧化27-28
• 1.3 课题研究目的与内容28-31
• 1.3.1 研究目的与意义28-30
• 1.3.2 研究内容30-31
• 1.4 本章小结31-32
• 第二章 试验装置与方法32-36
• 2.1 试验装置32
• 2.2 试验用泥32
• 2.3 测试项目和分析方法32-35
• 2.3.1 溶解性化学需氧量（SCOD）33
• 2.3.2 挥发性脂肪酸（VFAs）33-34
• 2.3.3 污泥的电镜扫描（SEM）34
• 2.3.4 其它常规指标34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第三章 连续流反应器中剩余污泥水解酸化启动试验研究36-45
• 3.1 试验装置、材料与方法36
• 3.1.1 试验装置36
• 3.1.2 试验用泥36
• 3.1.3 试验方法36
• 3.2 试验结果与讨论36-43
• 3.2.1 启动与运行过程中COD的变化36-37
• 3.2.2 系统出水SCOD与VFAs的相关性分析37-39
• 3.2.3 剩余污泥的水解效率39-40
• 3.2.4 启动过程中pH的变化40-41
• 3.2.5 氮、磷的释出量41-43
• 3.3 污泥的微生物相观察43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 剩余污泥水解酸化工艺参数研究45-63
• 4.1 试验装置、材料与方法45
• 4.1.1 试验装置45
• 4.1.2 试验用泥45
• 4.1.3 试验方法45
• 4.2 水力停留时间（HRT）对剩余污泥水解酸化的影响45-54
• 4.2.1 HRT对剩余污泥水解效果的影响45-48
• 4.2.1.1 不同HRT下COD的变化45-47
• 4.2.1.2 不同HRT下水解效率的变化47-48
• 4.2.2 HRT对剩余污泥产酸效果的影响48-50
• 4.2.3 HRT对水解酸化系统污泥浓度以及减量效果的影响50-52
• 4.2.4 剩余污泥水解酸化系统氨氮和磷的释放52-54
• 4.3 污泥停留时间（SRT）对剩余污泥水解酸化的影响54-62
• 4.3.1 SRT对剩余污泥水解效果的影响54-57
• 4.3.1.1 不同SRT下COD的变化54-56
• 4.3.1.2 不同SRT下水解效率的变化56-57
• 4.3.2 SRT对剩余污泥产酸效果的影响57-59
• 4.3.3 SRT对水解酸化系统污泥浓度以及减量效果的影响59-61
• 4.3.4 剩余污泥水解酸化系统氨氮和磷的释放61-62
• 4.4 本章小结62-63
• 结论与建议63-65
• 参考文献65-72
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果72-73
• 致谢73-74
• 附件74

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