污水厂剩余污泥化学破解及破解液碳源回用工艺研究

发布时间：2019-10-18 04:55

【摘要】：当下我国大中小城市的污水处理厂的活性污泥法工艺的使用率仍占有很大比例,污水处理效率保持稳定,但是剩余污泥的处理问题紧随其后。污水厂的剩余污泥的含固率低至0.5%~1%,体积大,且富含大量病原微生物、易腐化等有害有机物,有着占地面积大、处理工艺费用高、二次污染率高等特点。本课题的研究旨为污水厂剩余污泥减量、水厂碳源供应不足和氮磷资源的回收利用技术提供思路和方向。在实现污泥减量化和碳源资源化的同时,强化污泥的脱氮除磷效果,实现污泥有机质最大化的利用。污泥破解是现阶段研究人员常采用的手段,是污泥预处理简单有效的方法,它主要包括物理、化学和生物三个大方向。通过比较各种破解原理的优缺点,结合经济和实验室条件因素采用了化学联合破解,即碱+氧化剂联合破解的形式。主要包括优选氧化剂、单独破解、碱和优选氧化剂联合破解三阶段。通过控制反应时间、p H值、药剂投量等变量,测定不同控制条件下污泥各项指标的变化情况来确定最佳参数。污泥预处理的破解液中N、P的存在形式和含量进一步测定,进一步发酵,可以通过控制优化p H值、温度和负荷等参数实现破解液中水解速率v(N)v(C),实现有机碳消耗较小的前提下破解液中有机氮尽可能多地转化为氨氮,同时避免反硝化和硝化反应的发生。污泥破解液经预处理后,水相中氨氮浓度较高,尤其是n(N)n(P)值较大,该条件下可以利用MAP鸟粪石结晶先去除正磷酸盐,然后再联合吹脱得到较高的氨氮去除率,提高发酵液碳源的利用度。以污泥发酵液为原水,探讨单独MAP法、单独吹脱法和二者联合法三种情况下,镁盐种类、pH、Mg/P值、反应时间、反应温度和空气量等因素对磷氮回收效果的影响,对比三种方法,综合考虑回收效果和经济因素,确定各方法相应的最佳反应参数。实验结果可以得出,污泥破解在持续振荡的条件下,投加碱+II型氧化剂污泥破解的效果最好,即:碱+II型氧化剂碱+I型氧化剂II型氧化剂I型氧化剂。最佳的反应参数是:反应时间2h,pH=11,II型氧化剂投量为20g/kgSS。数据上来看,该条件下SS去除率为28.7%、VSS去除率为38.45%;SCOD浓度相对于剩余污泥209.5mg/L升至4945.23mg/L,增加了22.6倍;NH_4~+-N浓度由剩余污泥27.26mg/L升至175.26mg/L,增加了5.42倍。污泥破解液经过振荡发酵,最佳参数为:反应时间1h,反应温度25℃,破解液和接种污泥配比为2:1。该条件下,SCOD浓度相对于破解液4320.45mg/L降至3500.27mg/L,减少了19%;NH_4~+-N浓度相对于破解液165.13mg/L升至198.37mg/L,增加了20.2%;蛋白质浓度变化不大。污泥破解液发酵后水相中N、P主要以氨氮和正磷酸盐形式存在,且实验计算的氨氮和正磷酸盐的摩尔比值为33.6:1,数值较大。利用MAP法和吹脱联合处理,最佳实验参数为:投加镁盐(Mg/P=1.3)后搅拌反应(30℃下)10min,控制p H为9,联合吹脱6h。在该条件下,NH_4~+-N和PO_4~(3-)的去除率分别达到94.4%和84.6%。
【图文】：

效果图,组合工艺,氧化剂,药剂

d)发酵液 e)鸟粪石法效果图图 5-8 组合工艺各阶段实验效果图5.4.3 工艺运行成本5.4.3.1 组合工艺经济效益分析首先分析药剂费用：在 pH=11 条件下投加 II 型氧化剂，因为原泥的 pH 值在 6.5 左右，因此需要投加 NaOH 调节污泥系统的 pH 值。根据第三章的实验数据知，，处理 1 吨污泥需要 II 型氧化剂 20kg，需 NaOH 粉末 1.28kg；由第五章数据知 MAP 法只需要投加 MgCl2粉末，经计算处理 1 吨污泥产生的发酵液需投加MgCl26H2O99.5kg。查询现有市场价，按照工业用来计，II 型氧化剂、NaO和 MgCl26H2O 的单价分别为 2000 元/t、2000 元/t、400 元/t。因此，处理 1 吨污泥的药剂费用为 83.3 元。其次分析能耗费用，包括污水厂混合搅拌和曝气吹脱等环节，有折旧费、检修维修费。例如曝气设备采用罗茨鼓风，其单台功率按照 30kW 估算，曝气时间
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

【参考文献】