高温微好氧—厌氧两级消化耦合工艺研究

发布时间：2017-10-23 23:17

  本文关键词：高温微好氧—厌氧两级消化耦合工艺研究

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【摘要】：随着污水处理量与处理率要求的不断提高,污泥的产量也日益增加。自热式高温好氧消化(Autothermal Thermophilic Aerobic Digestion,ATAD)技术是一种高效的生物稳定化、无害化处理技术,具有停留时间短、有机物去除效果好、对病原菌杀灭效果好、启动快、抗秋冬低温冲击等优点,处理后污泥达到我国各类指标标准和美国EPA的503条款的A级污泥标准。但同时存在不能产甲烷能源化和消化后污泥脱水性能恶化的缺点。厌氧消化工艺能产甲烷,但消化时间长、消化罐占地面积大,不适于产泥量少的中小型城镇污水处理厂。自主开发了具有知识产权的新型高温微好氧-厌氧两级消化工艺(TAD-MAD),将高温微好氧与厌氧消化有机的结合起来,从而提高污泥稳定化效率,缩短停留时间、改善脱水性能,并产生能源气体甲烷。采用序批式运行方式,探讨了高含固率下TAD-MAD工艺的稳定化效果和产气效果,并对消化污泥的脱水性能进行分析。同时,用全程中温厌氧消化(Mesophilic Anaerobic Digestion,MAD)工艺和TAD工艺进行对比。实验结果表明,高含固率TAD-MAD工艺最佳运行参数为:进泥总悬浮固体(Total Suspenged Solids,TSS)含量为7.1%,高温微好氧消化阶段温度为55℃、停留时间(Hydraulic Retention Time,HRT)为2d;中温厌氧消化阶段温度为35℃、HRT为22d,TAD-MAD系统污泥HRT为24d,污泥稳定化消化较好,在第20d时,高含固率TAD-MAD工艺挥发性悬浮有机物(Volatile Suspenged Solids,VSS)去除率为40.8%,而MAD工艺VSS去除率仅为29.9%,直至24d消化结束也未达到40%。TAD-MAD工艺产气效果好于MAD工艺,经24天的消化,累积产气量和累积甲烷产气量分别为149.2m L/g VSS和116.6 m L/g VSS,均高于MAD工艺,从第13d开始,TAD-MAD工艺的消化气中CH4含量稳定在75.4%~79.1%。对TAD-MAD工艺消化后污泥脱水性能的研究表明,与TAD工艺相比,TAD-MAD工艺能有效改善污泥脱水性能。综上所述,TAD-MAD工艺具有污泥停留时间短、有机物去除效果好、甲烷产气率高和改善污泥脱水性能的优点。
【关键词】：城市污泥 高温好氧消化 厌氧消化 溶胞 稳定化
【学位授予单位】：江苏理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 城市污泥的概述8-9
• 1.2 城市污泥生物处理方法概述9-15
• 1.2.1 自热式高温微好氧消化（ATAD）工艺9-12
• 1.2.2 厌氧消化工艺12-15
• 1.3 课题研究的意义和研究内容15-18
• 1.3.1 研究目的与意义15-16
• 1.3.2 研究内容16-17
• 1.3.3 创新点17-18
• 第二章 实验内容与分析方法18-24
• 2.1 实验装置18-19
• 2.2 实验材料和方法19-21
• 2.2.1 实验用污泥19-20
• 2.2.2 实验方法20-21
• 2.3 主要分析指标和测试方法21-22
• 2.4 主要实验仪器22-24
• 第三章 高含固率TAD-MAD工艺运行参数与工艺研究24-34
• 3.1 高含固率TAD-MAD工艺运行参数研究24-31
• 3.1.1 高温好氧消化停留时间（HRT）24-27
• 3.1.2 高温好氧消化温度（T）27-29
• 3.1.3 进泥浓度（TSS）29-31
• 3.2 高含固率TAD-MAD工艺运行效果研究31-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第四章 不同含固率下TAD-MAD工艺产气效果研究34-49
• 4.1 产气效果研究34-41
• 4.1.1 日产气量34-36
• 4.1.2 产气中CH4含量36-38
• 4.1.3 累积产气量38-39
• 4.1.4 累积甲烷产气量39-41
• 4.2 产气性能研究41-44
• 4.2.1 VFA含量的变化41-42
• 4.2.2 SCOD含量的变化42-44
• 4.3 运行稳定性研究44-47
• 4.3.1 p H值44-46
• 4.3.2 总碱度46-47
• 4.4 本章小结47-49
• 第五章 TAD-MAD工艺脱水性能研究49-57
• 5.1 最佳絮凝剂投加量实验49-50
• 5.2 消化前后CST值变化50-51
• 5.3 蛋白质和多糖的变化51-54
• 5.4 氮、磷的变化54-55
• 5.5 本章小结55-57
• 第六章 结论与展望57-59
• 6.1 结论57-58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-67
• 攻读学位期间研究成果67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

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本文编号：1085878