高含固污泥两相厌氧消化组分转化及特性分析

发布时间：2018-11-21 14:59

【摘要】：传统污泥厌氧消化停留时间长、效率低、能耗大、处理处置费用高。预处理可以提高水解速率、强化污泥厌氧消化。两相厌氧消化是一种相对低成本高效率的污泥处理方法。本文对高含固污泥两相厌氧消化工艺参数的优化进行了研究,以总固体含量TS=10%的剩余污泥为研究对象,探索在高温55℃、超高温70℃时水解产酸相对剩余污泥的破胞、有机物的溶出以及对产酸阶段的促进作用,研究了在不同的HRT下VSS、SCOD、碳水化合物、蛋白质等的水解率以及VFA的生成。并在此研究的基础上通过对产酸相过程中总氮、溶解性有机氮、NH4+-N以及TP、溶解态有机磷、磷酸盐的测定,研究了C、N、P在产酸相过程中的转化规律;后续经过中温35℃产甲烷相厌氧消化与传统单相厌氧消化对比分析得出以下结论:(1)55℃、70℃水解产酸相中HRT对TS、VS的水解率影响不大,TS的水解率分别为12.21%和25.13%,VS的水解率分别为16.86%和27.74%。(2)在55℃时碳水化合物相对于蛋白质更容易溶出,70℃水解产酸过程中蛋白质与碳水化合物的水解率相对于55℃都得到提升。高含固剩余污泥经过2d的水解产酸之后SCOD基本完全溶出,随着HRT的逐渐增加部分SCOD转移至气相。(3)生成VFA主要是C2~C5的有机酸即短链的挥发性脂肪酸,其浓度大小排序为乙酸丙酸异戊酸异丁酸正丁酸正戊酸。从产生的VFA来看从第5d以后污泥中生成的VFA基本保持稳定,因此确定水解产酸的时间为5天。(4)碳、氮、磷在超高温厌氧发酵过程中表现出不同的转换规律。水解产酸相中的氮主要以有机氮的形式存在,仍然有大部分的有机氮未转化至液相,6种工况下55℃时不溶态有机氮的水解率分别低于70℃。磷在水解产酸过程中基本保持平衡,只有少量的正磷酸盐生成。(5)从pH、氨氮、碱度、VFA来看,R1反应器(70℃水解产酸(HRT=5d),35℃产甲烷相(HRT=15d))和R2反应器(35℃中温厌氧消化(HRT=20d))均运行稳定。R1反应器中VS的去除率平均维持在43.03%,远高于R2反应器的23.86%。(6)从产气情况来看,R1的产气速率为500m L/L·d,相当于R2产气速率的2倍;R1、R2分解单位质量VS的产气量分别为0.44 m3/kgVS分解和0.47m3/kgVS分解;对气体组分进行测定,R1的生物气组分中甲烷含量也高于R2,这充分说明了水解产酸后的高含固剩余污泥更易于甲烷化。
[Abstract]:Traditional sludge anaerobic digestion has long residence time, low efficiency, high energy consumption and high disposal cost. Pretreatment can increase hydrolysis rate and enhance anaerobic digestion of sludge. Two-phase anaerobic digestion is a relatively low cost and high efficiency sludge treatment method. In this paper, the optimization of two phase anaerobic digestion process parameters of high solid sludge was studied. The excess sludge with total solid content (TS=10%) was taken as the research object, and the breaking cell of hydrolyzed acid-producing sludge relative to excess sludge was explored at 55 鈩，

本文编号：2347316