热水解联合中温厌氧消化处理剩余污泥

发布时间：2018-06-19 09:48

  本文选题：热水解 + 剩余污泥　； 参考：《北京工业大学》2015年硕士论文

【摘要】：剩余污泥是一种由生物法污水处理厂产生的降解性较差的有机固体废物,其中含有病原菌,寄生虫以及重金属离子。并且污水中的氮和绝大部分的磷被富集在剩余污泥中,如果处理不当,会随着雨水淋溶作用再次回到水体。由于剩余污泥的絮状结构和细胞壁的存在,传统中温单相厌氧消化通常难以达到理想效果。热水解预处理技术通过物理化学作用,破碎细胞壁,释放胞内易降解物质,改善剩余污泥的可生化降解性。对比传统消化工艺,从工艺效率和经济性两个角度研究了热水解联合中温厌氧消化对剩余污泥的处理能力。热水解在175℃,0.6~0.8 MPa的条件下进行30分钟,剩余污泥经热水解后,水解率可达48%,挥发性脂肪酸(VFAs)浓度提高7-8倍,平均7800mgCOD/L,生化产甲烷潜力(BMP)提高43%左右。小试对比了热水解联合温度两相工艺,热水解联合中温单相工艺和传统中温单相工艺,发现热水解联合温度两相工艺效率最高,但热水解联合中温单相工艺几乎同样高效且更工艺更简单实用。中试反应器试验的有机容积负荷率(OLR)为1.74-4.27 gVS·L-1·d-1区间内的5个梯度增加的负荷,在工作体积190L的完全混合式反应器(CSTR)中进行。热水解联合中温单相工艺的容积产甲烷速率为0.445-0.870 LCH4·L-1·d-1,甲烷产率0.255-0.197 LCH4·g-1VSin,传统工艺分别为0.235-0.337 LCH4·L-1·d-1,0.153-0.110 LCH4·g-1VSin,提高约80%-100%。组合工艺中比甲烷产率0.52LCH4·g-1VS去除,有机物去除率51.35%-38.18%,在传统工艺中,比甲烷产率0.37LCH4·g-1VS去除,有机物去除率41%-29%。甲烷产量的明显提升归结为工艺降解了更多的有机物,而且这些有机物与传统工艺中降解的相比单位有机物能产出更多的甲烷。但是组合工艺产生的有抑制作用的游离氨(FA)浓度范围高达89-382mgN·L-1,显著高于传统工艺的37-84 mgN·L-1。游离氨毒性测试显示,传统工艺中FA浓度从43升至84 mgN·L-1没有抑制解乙酸产甲烷途径,而联合工艺中FA升至264 mgN·L-1时表现出抑制作用,尽管厌氧菌对高浓度FA表现更强的驯化趋势。结合氮负荷试验,FA浓度与基质利用能力,解乙酸产甲烷途径抑制程度和挥发性有机酸积累的关系表明高OLR条件下联合工艺效率可通过控制氮负荷缓解FA抑制,优化工艺效率。这与传统工艺效率下降的机制不同,传统工艺的效率仍然主要受OLR的影响。经济性分析基于BMP试验以及5个不同OLR下的进泥负荷和甲烷产率,分析了沼气产能和蒸汽投入并计算了经济收益。在我国,配合燃煤锅炉时热水解联合中温厌氧消化工艺不仅能够比传统工艺处理效果好,收益也可至9.7-19.5￥/t,比传统工艺10.4-11.6￥/t更具有收益潜力。对于水厂中规模较大的厌氧消化站的启示是,通过收集社会中产生的厨余等高含碳有机物来改善投加基质的组成,提高基质的VS浓度,缓解剩余污泥厌氧消化面临的游离氨抑制,可以进一步降低工艺运行费用,提高产能。
[Abstract]:Excess sludge is a kind of organic solid waste produced by biological wastewater treatment plant, which contains pathogenic bacteria, parasites and heavy metal ions. The nitrogen and phosphorus in the wastewater are enriched in the excess sludge, if not treated properly, it will return to the water again with the leaching of Rain Water. Due to the existence of flocculating structure and cell wall of excess sludge, it is difficult to achieve ideal results in traditional medium temperature single phase anaerobic digestion. The pretreatment technology of hot water hydrolysis can break the cell wall by physical and chemical action, release easily degradable substances in the cell, and improve the biodegradability of the excess sludge. Compared with the traditional digestion process, the treatment capacity of excess sludge was studied from two aspects of process efficiency and economic efficiency, such as hot water hydrolysis combined with medium-temperature anaerobic digestion. After 30 minutes of hot water hydrolysis at 175 鈩，

本文编号：2039466