ClO_2氧化溶胞耦合超声波细胞破碎的污水处理系统污泥减量研究

【摘要】：随着城市污水厂的大规模建设,污水处理厂剩余污泥处置已凸显为城市主要环境问题。剩余污泥含水率高,含有大量的有害物质(如病毒、病原菌、寄生虫卵和重金属等),脱水和稳定困难,处理费用高。寻求有效的污泥减量方法,是污泥处置领域的重点,通过对剩余污泥的适当处理后回流至污水处理系统,以实现有效减量和减容是污泥减量的重要技术途径。 本研究在分析各种污泥减量方法优缺点基础上,提出了ClO_2耦合超声波溶胞的污泥减量技术思路,开展了烧杯的小试和系统的中试研究。得到如下结果:小试实验对SBR反应器排出的剩余污泥进行ClO_2溶胞处理,系统考察了ClO_2投量、氧化反应时间、ClO_2浓度、反应方式及强度对氧化溶胞效果的影响。结果表明:ClO_2具有很好的溶胞效果,最佳投加量为8mgClO_2/(g干泥),在最佳投量下及转速120r/min、反应时间为60min下,SCOD溶出为83.3mg/(L·干泥),多糖、蛋白质、TP及TN增加量分别为22.76、77.31、8.85和5.33mg/(L·g干泥);污泥破壁率92.5%;污泥SVI为33;低转速搅拌的溶胞处理更经济;中低浓度(1000mg/L)的ClO_2进行溶胞更为适宜;正交实验确定ClO_2溶胞影响因素排序为:污泥含固率ClO_2投加量ClO_2浓度;利用多元线性回归方法建立了ClO_2溶胞反应数学模型。 对比两组SBR系统,其中一个SBR排出剩余污泥的50%按投量8mgClO_2/(g干泥)、120r/min搅拌下处理60min回流至反应器,考察系统的污泥减量效果及对系统出水水质的影响。结果表明:ClO_2处理后的剩余污泥的回流至系统后,产泥量减少了35.5%,减量效果显著;ClO_2处理污泥回流对SBR系统的COD、NH3-N和TN去除效果无影响,对SS和TP的去除略有降低。 由ClO_2耦合超声波的正交烧杯实验所确定的影响因素排序:含固率超声时间ClO_2投量声能密度。最佳耦合条件为:含固率2%、ClO_2投量4mg/g干泥、超声时间6min和声能密度1.5W/mL。利用多元线性回归方法建立ClO_2溶胞耦合超声波破碎的数学模型。 【关键词】：二氧化氯 超声波 耦合 污泥减量 SBR
【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5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 污泥减量的研究意义10-11
• 1.2 污泥处理及溶胞技术研究与应用进展及存在的问题11-20
• 1.2.1 污泥减量原理11-14
• 1.2.2 污泥溶胞技术在污泥减量中的应用14-20
• 1.3 研究目的、主要研究内容、技术路线20-23
• 1.3.1 课题来源20
• 1.3.2 研究目的20-21
• 1.3.3 主要研究内容21
• 1.3.4 技术路线21-23
• 第二章 CLO_2对剩余污泥的氧化溶胞试验23-39
• 引言23
• 2.1 材料与方法23-26
• 2.1.1 材料23-24
• 2.1.2 指标及测定方法24
• 2.1.3 ClO_2 氧化溶胞试验方法24-26
• 2.2 结果与讨论26-37
• 2.2.1 ClO_2 溶胞影响因素26-29
• 2.2.2 ClO_2 溶胞效果研究29-32
• 2.2.3 ClO_2 溶胞污泥液的可生化性研究32-33
• 2.2.4 ClO_2 氧化溶胞反应模型33-37
• 2.3 本章小结37-39
• 第三章 CLO_2溶胞-SBR 中试系统的污泥减量研究39-48
• 引言39
• 3.1 材料与方法39-41
• 3.1.1 材料39-40
• 3.1.2 指标及测定方法40
• 3.1.3 中试系统污泥减量试验方法40-41
• 3.2 结果与讨论41-47
• 3.2.1 剩余污泥回流率预实验41
• 3.2.2 ClO_2 处理污泥回流后SBR 系统运行情况41-46
• 3.2.3 ClO_2 处理污泥回流后SBR 系统污泥减量的技术经济评价46-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第四章 CLO_2溶胞耦合超声波破碎污泥的正交试验研究48-55
• 引言48
• 4.1 材料与方法48-50
• 4.1.1 材料48-49
• 4.1.2 主要指标与测定方法49-50
• 4.2 结果与讨论50-54
• 4.2.1 正交试验结果50-51
• 4.2.2 ClO_2 耦合超声波溶胞数学模型51-53
• 4.2.3 ClO_2耦合超声波的最佳条件及调控策略53-54
• 4.3 本章小结54-55
• 结论与展望55-57
• 结论55-56
• 展望56-57
• 参考文献57-63
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果63-64
• 致谢64-65
• 答辩委员会对论文的评定意见65

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