初沉污泥的高压均质破解—水解酸化液作为反硝化碳源的研究

发布时间：2017-03-17 07:03

  本文关键词：初沉污泥的高压均质破解—水解酸化液作为反硝化碳源的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：城市污水处理过程中碳源不足所引发的问题日益凸显,而污泥的减量化、资源化处理也备受人们关注。本文主要探讨了初沉污泥的高压均质破解-水解酸化过程中的关键控制因素的影响及优化；并通过模拟SBR评价了初沉污泥高压均质破解-水解酸化液作为反硝化碳源的可行性。初沉污泥高压均质破解-水解酸化(HPH-HA)研究表明,初沉污泥高压均质-水解酸化处理的最佳操作条件为：高压均质破解压强40 MPa,水解酸化阶段不用调节pH,中温(35℃)条件,振荡转速为100 rpm。经40 MPa以上压强破解后的初沉污泥水解酸化后,SCOD为2313.8 mg/L,远超过未经处理的SCOD值(600.5 mg/L),VFA产量累积1147.4 mg/L。污泥的破解度基本随压强的增大而升高,破解度最高可达4.7%,但随污泥浓度的增加而降低。氨氮含量基本随压强的增大而升高,氨氮浓度最高为267.9 mg/L,磷酸根释放较少,基本小于25.0 mg/L。高压均质破解的初沉污泥水解酸化过程主要集中在前三天；偏酸性或偏碱性,偏高或者偏低温度均不适宜污泥的产酸：破解污泥未经pH调节时,其水解酸化后的VFA产量最高,VFA、SCOD、氨氮和磷酸根浓度分别为643.8 mg/L、830.5 mg/L、 59.2 mg/L和7.3 mg/L；乙酸、丙酸、正丁酸是水解酸化后的主要酸性物质,乙酸所占比例随外加碱浓度增大而升高,丙酸和正丁酸则相反,所占百分比随pH的升高而降低,所占比例范围分别为57.0-73.5%,11.0-18.5%和4.7-8.8%；温度越高,伴随的氮磷释放也会相对更多；初沉污泥的产酸量及氨氮释放量与污泥浓度成正比,21g/L的初沉污泥在第三天可产生VFA的浓度为2028.9 mg/L,SCOD含量为3326.0 mg/L。初沉污泥的高压均质破解-水解酸化液作为反硝化碳源的适应性评价表明：初沉污泥经过高压均质40 MPa破解后不经酸解调节的水解酸化液是最优碳源,碳源比例为C：N=7.5：1,投加碳源时间在搅拌40min后投加时脱氮效果最好：COD去除率为92.9%左右,出水氨氮可降至2.7 mg/L；最后的出水总氮浓度介于13.4-17.0 mg/L间,总氮去除效果较好,最高可达76.7%,最后基本在71.1%-74.0%之间；硝酸根浓度最后稳定在10.5-13.9 mg/L间,出水基本接近城市污水排放一级A类标准。
【关键词】：初沉污泥 高压均质 水解酸化 碳源 反硝化脱氮
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 前言8-21
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 污泥处理和处置9-11
• 1.2.1 概述9-10
• 1.2.2 污泥资源化技术10-11
• 1.3 反硝化过程中污泥碳源的研究进展11-13
• 1.3.1 反硝化脱氮机理及存在问题11-12
• 1.3.2 反硝化碳源的利用进展12-13
• 1.4 水解酸化13-15
• 1.5 污泥破解15-17
• 1.5.1 污泥破解原理15
• 1.5.2 污泥破解方法15-17
• 1.6 高压均质处理17-18
• 1.6.1 高压均质原理17-18
• 1.6.2 高压均质应用18
• 1.7 研究内容及技术路线18-21
• 1.7.1 研究内容18-19
• 1.7.2 技术路线19-21
• 2 实验材料与方法21-27
• 2.1 实验材料21
• 2.2 实验药品21-22
• 2.3 实验仪器22-23
• 2.4 实验程序及方法23-26
• 2.4.1 初沉污泥高压均质破解-水解酸化过程研究23-24
• 2.4.2 初沉污泥HPH-HA上清液作反硝化碳源适应性评价研究24-26
• 2.5 实验分析方法26-27
• 3 初沉污泥高压均质破解-水解酸化过程研究27-52
• 3.1 压强对高压均质破解污泥的影响27-32
• 3.1.1 污泥破解度27-28
• 3.1.2 上清液溶出物变化28-31
• 3.1.3 污泥pH变化31-32
• 3.1.4 小结32
• 3.2 高压均质-水解酸化的操作条件优化32-49
• 3.2.1 pH对水解酸化的影响33-38
• 3.2.2 温度对水解酸化的影响38-42
• 3.2.3 转速对水解酸化的影响42-46
• 3.2.4 浓度对水解酸化的影响46-49
• 3.3 小结49-52
• 4 初沉污泥HPH-HA处理后上清液作反硝化碳源的效能评价52-67
• 4.1 SBR的启动和运行52-55
• 4.1.1 COD和DO变化52-53
• 4.1.2 氮形态变化53-54
• 4.1.3 典型单周期内SBR脱氮特征54-55
• 4.2 碳源投加比例对SBR运行效果的影响研究55-57
• 4.2.1 碳源投加比例对SBR出水COD的变化影响55-56
• 4.2.2 碳源投加比例对SBR出水氮形态的变化影响56-57
• 4.3 碳源投加时间对SBR运行效果的影响研究57-62
• 4.3.1 碳源投加时间对SBR出水COD的影响57-58
• 4.3.2 碳源投加时间对SBR出水氮形态的影响58-59
• 4.3.3 碳源投加时间对单周期内SBR脱氮特征的影响59-62
• 4.4 不同污泥碳源种类对SBR运行效果的评价62-65
• 4.4.1 污泥碳源对出水COD和DO的影响62-63
• 4.4.2 污泥碳源对SBR出水氮形态的影响63-65
• 4.5 小结65-67
• 5 结论与展望67-69
• 5.1 结论67
• 5.2 建议与展望67-69
• 参考文献69-75
• 个人简介75-76
• 导师简介76-77
• 获得成果目录77-78
• 致谢78

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本文编号：252501