过氧化钙联合游离氨预处理技术提高污泥厌氧发酵产短链脂肪酸的研究

发布时间：2023-07-26 20:52

　　目前,我国城镇污水处理厂的数量快速增长,伴随着大量剩余污泥(Waste activated sludge,简称WAS)的产生,不仅污染环境而且还会危害人类健康。污泥厌氧发酵生产短链脂肪酸(Short-chain fatty acids,简称SCFA)是一种污泥资源化,无害化和减量化的有效方法。然而,没有经过任何处理的剩余污泥,厌氧发酵产生短链脂肪酸的浓度并不高。因此,提高污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸成为了研究的热点和焦点。近年来,由于过氧化钙(CaO2)可以去除污泥中的内分泌干扰物、提高污泥的脱水性能、污泥减量化和促进短链脂肪酸的产生,因此,过氧化钙作为添加剂处理活性污泥越来越得到人们的重视。然而,过氧化钙的投加量却达到了 0.2 g/g VSS,这很大程度上阻碍了其价值的全面应用。本研究提出过氧化钙联合游离氨(FA)预处理污泥产生短链脂肪酸,不仅大大提高了短链脂肪酸的产量,而且显著的降低了过氧化钙的投加量。实验结果表明,0.05g/gVSSCaO2联合180mg/L FA预处理3天,在第6天短链脂肪酸产量达到最大值,最大值为338.6 mg COD/g VSS,分别是单独0.05 g/...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 污泥概述
        1.1.1 城镇污泥现状
        1.1.2 污泥对环境的危害
        1.1.3 污泥处理与处置
        1.1.4 污泥的资源化
    1.2 国内外污泥厌氧发酵产酸研究进展
        1.2.1 污泥厌氧发酵产酸和耗酸机理
        1.2.2 厌氧发酵产酸影响因素
            1.2.2.1 温度对产酸的影响
            1.2.2.2 pH对产酸的影响
            1.2.2.3 氧化还原电位(ORP)对产酸的影响
            1.2.2.4 水力停留时间(HRT)对产酸的影响
            1.2.2.5 污泥停留时间(SRT)对产酸的影响
        1.2.3 污泥预处理产酸技术的发展
            1.2.3.1 物理法
            1.2.3.2 化学法
            1.2.3.3 生物法
            1.2.3.4 联合法
    1.3 过氧化钙联合游离氨预处理污泥产酸的研究背景
    1.4 研究目标和研究内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料与药品
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 实验设计
        2.3.1 实验装置设计
        2.3.2 过氧化钙联合游离氨预处理条件下产酸实验
        2.3.3 过氧化钙的投加对矿化有机物的影响实验
        2.3.4 CaO₂释放的Ca²⁺对溶解性COD的影响实验
        2.3.5 评估不同预处理条件对水解、酸化和甲烷化过程的影响实验
    2.4 分析方法
        2.4.1 总悬浮固体含量和挥发性悬浮固体含量的测定
        2.4.2 溶解性化学需氧量(SCOD)的测定
            2.4.2.1 试剂的选用与配置
            2.4.2.2 测试步骤
        2.4.3 五日生化需氧量(BOD₅)的测定
        2.4.4 短链脂肪酸(SCFA)的检测方法
            2.4.4.1 短链脂肪酸(SCFA)的测定
            2.4.4.2 六种酸标曲的制定
        2.4.5 胞外聚合物(EPS)的提取方法
        2.4.6 三维荧光光谱
        2.4.7 荧光区域积分(FRI)
        2.4.8 羟基自由基(-OH)和超氧自由基(·O2
-)的测定
        2.4.9 多糖的测定
第3章 过氧化钙联合游离氨预处理污泥厌氧发酵产酸的影响
    3.1 联合条件下最佳预处理时间的确定
    3.2 不同预处理条件下短链脂肪酸(SCFA)的产生
    3.3 总短链脂肪酸(TSCFA)中各酸比例分布
    3.4 小结
第4章 过氧化钙联合游离氨预处理技术提高污泥厌氧发酵产酸的机理研究
    4.1 过氧化钙联合游离氨对溶出过程的机理研究
        4.1.1 过氧化钙联合游离氨预处理对污泥细胞裂解的影响
        4.1.2 过氧化钙联合游离氨预处理对有机物可生化性的影响
        4.1.3 过氧化钙和钙离子对溶解性COD的影响
    4.2 不同预处理条件对水解、酸化、甲烷化的影响
    4.5 本章小结
第5章 联合技术的潜在运用及经济分析
    5.1 过氧化钙联合游离氨预处理污泥技术的潜在运用
    5.2 过氧化钙联合游离氨预处理污泥技术的经济分析
    5.3 本章小结
结论与展望
    结论
    课题创新性
    展望
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
附录B 攻读硕士学位期间所申请的专利
致谢



本文编号：3837533

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