高铁酸盐破解污泥效能的比较分析

发布时间：2020-09-15 18:39

　　 近年来我国生物污水处理法的发展迅速,但是城市剩余污泥的产量逐年增加。因此,剩余污泥的处理与最终处置问题就变得更加严峻了。剩余污泥的处理要求是减容化、稳定化、无害化、资源化。但是,作为污泥资源化主要处理技术之一的污泥厌氧消化,受污泥结构的复杂性和微生物细胞壁的保护性影响,导致污泥厌氧消化周期长,产气量低。因此,对剩余污泥进行预处理,使污泥絮体和微生物细胞破解就变得尤为重要了。为提高剩余污泥的破解程度,近年来研究人员提出了许多污泥预处理方法如:物理预处理方法、化学预处理方法等。高铁酸盐作为一种绿色环境友好型氧化剂,具有氧化能力强、无有毒副产物生成等特点,然而在污泥破解和厌氧消化方面的应用研究却很少。因此,本课题以剩余污泥为研究对象,采用预制的高铁酸盐碱性溶液(NPAF)进行预处理,对预处理后的污泥破解程度和厌氧消化性能进行探究。实验发现,NPAF对剩余污泥具有良好的破解效果。经0.15 mmol Fe~(6+)/g VS的NPAF破解后的污泥絮体和微生物细胞被破坏,污泥溶解性由0.035提升至0.361。NPAF的剂量大于0.15 mmol Fe~(6+)/g VS时,Fe~(6+)会与从微生物细胞内释放出的易于被降解的物质如:BOD、DNA等反应。除此之外,NPAF破解后的污泥上清液中,蛋白质、多糖和VFAs含量发生明显提升。其中,在0.15 mmol Fe~(6+)/g VS剂量下,蛋白质含量可提升77.2%,多糖含量提升到原污泥的31.49倍,以及VFAs含量从25.1提升到1317.47 mg/L。在污泥厌氧消化方面,NPAF预处理对污泥生物气产量具有抑制作用,处理后的污泥生物气产量均低于原污泥的245.33 m L/g VS。但是,低剂量的NPAF处理后的污泥甲烷产量被提高。经0.15 mmol Fe~(6+)/g VS NPAF预处理后的污泥,厌氧消化周期内甲烷产量由原污泥的81.35提升至116.14 m L/g VS。当NPAF剂量大于0.15mmol Fe~(6+)/g VS时,污泥中钾离子的浓度增大,会抑制产甲烷菌的活性,致使污泥甲烷产量降低。通过与O_3和Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)预处理方法对比分析发现,在相同剂量的氧化剂投加下,三种氧化剂对剩余污泥破解效果的关系为:NPAFO_3Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)。同时,NPAF破解后的污泥中蛋白质、多糖的释放量和VFAs的生成量最高。在厌氧消化方面,Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)预处理对消化周期内的甲烷生成具有抑制作用。然而,O_3和NPAF预处理对污泥的甲烷生成量和生成速率具有一定的促进作用。其中,O_3对污泥的甲烷生成速率的促进效果强于NPAF,对甲烷生成量的促进效果低于NPAF。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【部分图文】：

污泥结构示意图

中国污泥处理处置技术

课题技术路线图

【参考文献】

相关期刊论文 前8条

1 周永;;“水十条”铁腕治理水污染[J];生态经济;2015年06期

2 方平;岑超平;唐子君;唐志雄;;污泥焚烧大气污染物排放及其控制研究进展[J];环境科学与技术;2012年10期

3 周旭红;郑卫星;祝坚;张云飞;;污泥焚烧技术的研究进展[J];能源环境保护;2008年04期

4 付融冰,杨海真,甘明强;中国城市污水厂污泥处理现状及其进展[J];环境科学与技术;2004年05期

5 赵书勤,吴星五;城市污水污泥堆肥化技术的研究进展[J];四川环境;2003年06期

6 彭永臻,陈滢,王淑莹,李利生;污泥好氧消化的研究进展[J];中国给水排水;2003年02期

7 施华均，钱泽澍，闵航;硫酸盐对厌氧消化产甲烷的影响[J];浙江农业大学学报;1995年01期

8 薛文源;城市污水污泥处理与处置的途径[J];中国给水排水;1992年01期

相关硕士学位论文 前4条

1 张会会;碱解—化学氧化强化污泥处理效能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

2 江磊;预处理技术强化剩余污泥厌氧发酵产挥发酸及释磷影响研究[D];辽宁大学;2015年

3 安康;城市污泥资源化利用对灌漠土重金属累积的影响及安全性评价[D];甘肃农业大学;2014年

4 杨洁;剩余污泥超声破解对厌氧消化反应的促进作用研究[D];天津大学;2005年

本文编号：2819321