城市污泥热碱解—好氧/两相厌氧消化处理的效能及抗性基因变化研究
发布时间：2021-03-28 03:36
抗生素抗性基因（ARGs）是一种大量存在于污泥中的新型环境污染物。因此,污泥处理技术除了考量对常规污染物（VS、TS等）去除效果的同时,也应关注到剩余污泥中ARGs的变化,为后续污泥处置方式的选择提供参考依据。本研究采用了中温两相厌氧和好氧消化两种生物稳定法处理城市污泥,考察了热碱解-中温两相厌氧（taMTPAD）和热碱解-好氧消化（taCAD）两种污泥生物稳定工艺的运行情况以及运行前后七种高频检出基因的变化情况。并试图研究各类抗性基因和微生物群落结构之间的相关性。文中采用热碱解技术对污泥进行预处理破胞。结果显示:热碱解预处理后,剩余污泥上清液中的营养物质（sCOD、TN、TP等）浓度显著提升。随着温度和pH的升高,污泥的破解效果越好。但高温碱解破解效果与中温碱解差异不大。综合考虑营养物质溶出效果、能耗及ARGs控制效果,确定pH=11,T=70℃,t=1h为污泥预处理条件。在20d、16d和10d三个不同的tHRT下,taMTPAD工艺都表现出了较强的稳定性。当tHRT=20d时,VS去除率最高,对ARGs控制效果最好;但在tHRT=10 d时,产酸相的VFA和sCOD积累量最大,产...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型活性污泥法工艺流程
安全性高等优点，对于两万吨的污水处理厂仍然是一种有效且实用的污泥处理技术[40]。1.2.5.2 好氧消化工艺研究进展污泥好氧消化技术由于其操作简单、基建费用相对较低等优点，在上世纪 60 年代至 70 年代初非常盛行。但 70 年代中期以后，由于能源价格的急速上涨且好氧消化对病原菌的杀灭效果不如厌氧消化，因此其工程应用逐渐减少[41]。目前主流的污泥好氧消化工艺主要分为传统好氧消化工艺（CAD）、缺氧/好氧消化工艺（A/AD）和自热高温好氧消化工艺（ATAD）三种。(1) 传统污泥好氧消化工艺（CAD）CAD（Conventional aerobic digestion）主要是通过持续曝气使得微生物进入内源呼吸期，从而使得污泥实现减量化和稳定化。其反应池的构造及设备与活性污泥法相似，但污泥停留时间（SRT）较长。CAD 常用的工艺流程有连续进泥（适用于排泥量较大的污水处理厂）和间歇进泥（适用于排泥量较小的污水处理厂，有时可省去浓缩池）两种，如图 1.2 所示。
华南理工大学硕士学位论文影响 CAD 工艺运行的主要因素包括温度、pH、曝气量、搅拌、溶解氧浓度（DO）污泥浓度（TSS）、SRT 等。韩相奎等人[42]研究表明，相同 TS 和 pH 条件下，在一定温度范围内，污泥好氧消化周期随着温度的上升而缩短，VS 去除率则随着温度的升高而增加。同时消化污泥脱水性能也随温度升高而改善。但温度过高，污泥絮体结构会被破坏，脱水性能反而恶化。Mavinic 等人[43]研究表明 VSS 去除率随 SRT 增大而提高，但处理后的出泥中存在的惰性成分也随之不断积累，当 SRT 提升至某一特定值时，即使再增大 SRT，VSS 去除率也不会再明显提升。(2) 缺氧/好氧消化工艺（A/AD）缺氧/好氧消化工艺（anoxic/aerobic digestion, A/AD）的主要工艺路线为缺氧段前置好氧段后置，泥水单独回流，缺氧池进行反硝化反应，同时为好氧池补充碱度，好氧池则进行氨氮的氧化。通常 A/AD 有以下两种运行方式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化亚铁硫杆菌与硫酸改善城市污泥的脱水性能[J]. 谢武明,邢瑜,张宁,马峡珍,顾舸,刘敬勇,区国才,陈新杰. 华南师范大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]污泥回流比对双污泥BCR反硝化除磷效果的影响[J]. 钟悦升,荣宏伟,张朝升. 华南师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]Microbial community structures in an integrated two-phase anaerobic bioreactor fed by fruit vegetable wastes and wheat straw[J]. Chong Wang,Jiane Zuo,Xiaojie Chen,Wei Xing,Linan Xing,Peng Li,Xiangyang Lu,Chao Li. Journal of Environmental Sciences. 2014(12)
[4]脱水污泥高温两相与单相厌氧消化工艺比较研究[J]. 戴晓虎,叶宁,董滨. 科学技术与工程. 2014(33)
[5]碱预处理对污泥中抗生素抗性基因丰度的影响[J]. 闫雷,闫璐,孙睿,李秋波,邢德峰. 中国给水排水. 2014(19)
[6]碱热联合破解污泥效果及动力学研究[J]. 李洋洋,金宜英,李欢,聂永丰. 中国环境科学. 2010(09)
[7]臭氧在污泥预处理中的应用研究[J]. 王兴华,何若平,吴菁芃,周华,韦萍. 中国沼气. 2010(02)
[8]Combined alkaline and ultrasonic pretreatment of sludge before aerobic digestion[J]. MAHAR Rasool Bux. Journal of Environmental Sciences. 2009(03)
[9]污泥热水解过程中有机物分子量和荧光特征变化规律[J]. 欧阳二明,王伟. 中国环境科学. 2008(12)
[10]碱处理促进剩余污泥高温水解的试验研究[J]. 何玉凤,杨凤林,胡绍伟,孙翠,刘忠强,宫正. 环境科学. 2008(08)
博士论文
[1]中温两相厌氧消化处理低有机质剩余污泥效能研究[D]. 张立国.哈尔滨工业大学 2008
[2]基于酸碱调节的剩余污泥水解酸化及其机理研究[D]. 苑宏英.同济大学 2006
硕士论文
[1]低温热水解对CSTR-ASBR污泥两相厌氧消化性能的影响[D]. 刘佳伟.华南理工大学 2018
[2]解偶联剂对污泥减量化过程中抗生素抗性基因的影响研究[D]. 左怡如.浙江大学 2016
[3]好氧消化和双氧水氧化技术改善污泥脱水性能试验研究[D]. 李海鹏.湖南大学 2015
[4]全程自养脱氮及厌氧氨氧化的研究[D]. 唐林平.湖南大学 2008
本文编号：3104804
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型活性污泥法工艺流程
安全性高等优点，对于两万吨的污水处理厂仍然是一种有效且实用的污泥处理技术[40]。1.2.5.2 好氧消化工艺研究进展污泥好氧消化技术由于其操作简单、基建费用相对较低等优点，在上世纪 60 年代至 70 年代初非常盛行。但 70 年代中期以后，由于能源价格的急速上涨且好氧消化对病原菌的杀灭效果不如厌氧消化，因此其工程应用逐渐减少[41]。目前主流的污泥好氧消化工艺主要分为传统好氧消化工艺（CAD）、缺氧/好氧消化工艺（A/AD）和自热高温好氧消化工艺（ATAD）三种。(1) 传统污泥好氧消化工艺（CAD）CAD（Conventional aerobic digestion）主要是通过持续曝气使得微生物进入内源呼吸期，从而使得污泥实现减量化和稳定化。其反应池的构造及设备与活性污泥法相似，但污泥停留时间（SRT）较长。CAD 常用的工艺流程有连续进泥（适用于排泥量较大的污水处理厂）和间歇进泥（适用于排泥量较小的污水处理厂，有时可省去浓缩池）两种，如图 1.2 所示。
华南理工大学硕士学位论文影响 CAD 工艺运行的主要因素包括温度、pH、曝气量、搅拌、溶解氧浓度（DO）污泥浓度（TSS）、SRT 等。韩相奎等人[42]研究表明，相同 TS 和 pH 条件下，在一定温度范围内，污泥好氧消化周期随着温度的上升而缩短，VS 去除率则随着温度的升高而增加。同时消化污泥脱水性能也随温度升高而改善。但温度过高，污泥絮体结构会被破坏，脱水性能反而恶化。Mavinic 等人[43]研究表明 VSS 去除率随 SRT 增大而提高，但处理后的出泥中存在的惰性成分也随之不断积累，当 SRT 提升至某一特定值时，即使再增大 SRT，VSS 去除率也不会再明显提升。(2) 缺氧/好氧消化工艺（A/AD）缺氧/好氧消化工艺（anoxic/aerobic digestion, A/AD）的主要工艺路线为缺氧段前置好氧段后置，泥水单独回流，缺氧池进行反硝化反应，同时为好氧池补充碱度，好氧池则进行氨氮的氧化。通常 A/AD 有以下两种运行方式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化亚铁硫杆菌与硫酸改善城市污泥的脱水性能[J]. 谢武明,邢瑜,张宁,马峡珍,顾舸,刘敬勇,区国才,陈新杰. 华南师范大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]污泥回流比对双污泥BCR反硝化除磷效果的影响[J]. 钟悦升,荣宏伟,张朝升. 华南师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]Microbial community structures in an integrated two-phase anaerobic bioreactor fed by fruit vegetable wastes and wheat straw[J]. Chong Wang,Jiane Zuo,Xiaojie Chen,Wei Xing,Linan Xing,Peng Li,Xiangyang Lu,Chao Li. Journal of Environmental Sciences. 2014(12)
[4]脱水污泥高温两相与单相厌氧消化工艺比较研究[J]. 戴晓虎,叶宁,董滨. 科学技术与工程. 2014(33)
[5]碱预处理对污泥中抗生素抗性基因丰度的影响[J]. 闫雷,闫璐,孙睿,李秋波,邢德峰. 中国给水排水. 2014(19)
[6]碱热联合破解污泥效果及动力学研究[J]. 李洋洋,金宜英,李欢,聂永丰. 中国环境科学. 2010(09)
[7]臭氧在污泥预处理中的应用研究[J]. 王兴华,何若平,吴菁芃,周华,韦萍. 中国沼气. 2010(02)
[8]Combined alkaline and ultrasonic pretreatment of sludge before aerobic digestion[J]. MAHAR Rasool Bux. Journal of Environmental Sciences. 2009(03)
[9]污泥热水解过程中有机物分子量和荧光特征变化规律[J]. 欧阳二明,王伟. 中国环境科学. 2008(12)
[10]碱处理促进剩余污泥高温水解的试验研究[J]. 何玉凤,杨凤林,胡绍伟,孙翠,刘忠强,宫正. 环境科学. 2008(08)
博士论文
[1]中温两相厌氧消化处理低有机质剩余污泥效能研究[D]. 张立国.哈尔滨工业大学 2008
[2]基于酸碱调节的剩余污泥水解酸化及其机理研究[D]. 苑宏英.同济大学 2006
硕士论文
[1]低温热水解对CSTR-ASBR污泥两相厌氧消化性能的影响[D]. 刘佳伟.华南理工大学 2018
[2]解偶联剂对污泥减量化过程中抗生素抗性基因的影响研究[D]. 左怡如.浙江大学 2016
[3]好氧消化和双氧水氧化技术改善污泥脱水性能试验研究[D]. 李海鹏.湖南大学 2015
[4]全程自养脱氮及厌氧氨氧化的研究[D]. 唐林平.湖南大学 2008
本文编号：3104804
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