污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化
发布时间：2020-12-11 21:50
目前我国大中型污水厂消化池或者不建或者多数已建处于停用或者半停工状态,随着污泥排放标准和处置要求的日益严格,如何提高污泥厌氧消化效率已经成为亟待解决的环境问题。水解作为污泥厌氧消化的限速步骤,需要通过预处理加快水解速率。超声以其不需要投加药剂和污染少等特点成为预处理技术的研究热点,但是一方面单独超声的破解效果仍然有限,另一方面超声设备的能耗较高。针对上述两个瓶颈,本研究以城市污水厂污泥（剩余污泥、混合污泥、脱水污泥）为研究对象,考查了超声预处理、超声+碱联合预处理以及冻融预处理对于污泥的破解效果,同时考查了预处理-厌氧消化组合工艺的性能,对预处理条件和反应器运行条件进行了优化。由于现有研究主要集中在有机物厌氧生物降解机理方面,缺乏从化学反应和分子结构变化的角度阐述污泥中有机物的变化规律,本研究通过有机物分级,研究了预处理过程中污泥液相有机物和胞外生物有机质（EBOM）的变化规律。不同预处理条件对污泥特性的影响研究表明,声能密度越大、超声时间越长,pH值越高、碱解时间越长,超声污泥、碱解污泥和超声+碱污泥的有机物溶出率越大,固体溶解效果越好。随着声能密度增加,超声机械剪切力和羟基自由基效...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：214 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要缩略语及注释
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 厌氧消化影响因素国内外研究现状
1.2.1 污泥性质的影响
1.2.2 反应器运行条件
1.2.3 厌氧消化的动力学分析
1.3 污泥预处理技术国内外研究现状
1.3.1 热预处理
1.3.2 超声预处理
1.3.3 碱预处理
1.3.4 冻融预处理
1.3.5 预处理联用技术
1.4 污泥有机物组分表征与变化国内外研究现状
1.5 课题来源、研究内容、目的及意义
1.5.1 课题来源
1.5.2 研究目的与意义
1.5.3 研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 引言
2.2 实验材料
2.2.1 剩余污泥特性
2.2.2 混合污泥特性
2.2.3 脱水污泥特性
2.3 实验仪器与方法
2.3.1 超声预处理实验
2.3.2 碱预处理实验
2.3.3 超声+碱预处理实验
2.3.4 冻融预处理实验
2.3.5 厌氧消化实验
2.3.6 有机物分级
2.3.7 实验仪器与设备
2.4 分析方法
2.4.1 常规检测分析
2.4.2 分子光谱分析
2.4.3 分子量分布
第3章 超声及超声+碱-厌氧消化工艺性能
3.1 引言
3.2 超声预处理技术对污泥特性的影响
3.2.1 超声预处理条件对有机物溶出的影响
3.2.2 超声预处理条件对pH 和碱度的影响
3.2.3 超声预处理条件对污泥温度的影响
3.2.4 超声预处理条件对氨氮溶出的影响
3.2.5 超声预处理条件对固体含量的影响
3.2.6 超声预处理对污泥粒度分布的影响
3.3 碱预处理技术对污泥特性的影响
3.3.1 碱预处理条件对有机物溶出的影响
3.3.2 碱预处理条件对pH 和碱度的影响
3.3.3 碱预处理条件对氨氮溶出的影响
3.3.4 碱预处理条件对固体含量的影响
3.3.5 碱预处理对污泥粒度分布的影响
3.4 超声+碱预处理技术对污泥特性的影响
3.4.1 超声+碱预处理条件对有机物溶出的影响
3.4.2 超声+碱预处理条件对pH 和碱度的影响
3.4.3 超声+碱预处理条件对污泥温度的影响
3.4.4 超声+碱预处理条件对氨氮溶出的影响
3.4.5 超声+碱预处理条件对固体含量的影响
3.4.6 超声+碱预处理对污泥粒度分布的影响
3.5 超声-厌氧消化工艺性能
3.5.1 消化反应器的启动
3.5.2 超声-厌氧消化工艺处理效果
3.5.3 超声预处理剩余污泥的混合比例对厌氧消化的影响
3.6 超声+碱-厌氧消化工艺性能
3.6.1 消化反应器的启动
3.6.2 超声+碱-厌氧消化工艺处理效果
3.7 本章小结
第4章 冻融-厌氧消化工艺性能
4.1 引言
4.2 冻融预处理技术对污泥特性的影响
4.2.1 冻融预处理技术对剩余污泥特性的影响
4.2.2 冻融预处理技术对脱水污泥特性的影响
4.3 冻融-厌氧消化工艺性能
4.3.1 剩余污泥冻融后的消化效果
4.3.2 脱水污泥冻融后的消化效果
4.4 冻融与超声预处理技术能耗评价分析
4.5 本章小结
第5章 预处理过程中污泥有机物变化规律
5.1 引言
5.2 超声预处理污泥的DOM 变化
5.2.1 超声污泥EBOM 和液相有机物的构成
5.2.2 超声污泥EBOM 和液相有机物的分子光谱特征
5.3 超声+碱预处理污泥的DOM 变化
5.3.1 超声+碱污泥液相有机物的构成
5.3.2 超声+碱污泥液相有机物的分子光谱特征
5.4 冻融预处理污泥的DOM 变化
5.4.1 冷冻污泥EBOM 的有机物构成
5.4.2 冷冻污泥EBOM 的分子光谱特征
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]MBR工艺中溶解性有机物的分子量和EEM解析[J]. 何磊,王志伟,吴志超,王旭,藏莉莉. 环境工程学报. 2011(03)
[2]城市生活垃圾厌氧消化处理技术研究进展[J]. 李冠超,周仲魁. 科技广场. 2010(06)
[3]Organic matter extracted from activated sludge with ammonium hydroxide and its characterization[J]. Liangliang Wei 1,Kun Wang 1,2,Qingliang Zhao 1,2,,Junqiu Jiang 1,Chunmei Xie 1,Wei Qiu 1,2 1.School of Municipal & Environmental Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China.2.State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environment,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China. Journal of Environmental Sciences. 2010(05)
[4]超声处理对剩余污泥的粒径和溶出物的影响[J]. 喻艳菁,丁国际,邱慧琴,王涌,焦正. 环境科学学报. 2009(04)
[5]Combined alkaline and ultrasonic pretreatment of sludge before aerobic digestion[J]. MAHAR Rasool Bux. Journal of Environmental Sciences. 2009(03)
[6]炼油厂剩余污泥高温厌氧消化实验研究[J]. 曲本亮. 辽宁师范大学学报(自然科学版). 2008(03)
[7]Trihalomethane formation potential of organic fractions in secondary effluent[J]. XUE Shuang~(1,3) ZHAO Qingliang~(1,2,*) WEI Liangliang~1 JIA Ting~1 1.School of Municipal and Environmental Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China. 2.State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environment (SKLUWRE),Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China 3.School of Environmental Science,Liaoning University,Shengyang 110036,China. Journal of Environmental Sciences. 2008(05)
[8]污泥碱解和超声破解预处理的效果研究[J]. 杨洁,季民,韩育宏,刘卫华,张绪强. 环境科学. 2008(04)
[9]城市污水的三维荧光指纹特征[J]. 陈茂福,吴静,律严励,陈庆俊. 光学学报. 2008(03)
[10]不同预处理方法对剩余污泥性质的影响研究[J]. 肖本益,刘俊新. 环境科学. 2008(02)
博士论文
[1]土壤含水层处理技术去除二级出水中溶解性有机物[D]. 薛爽.哈尔滨工业大学 2008
[2]完全混合式有机固体废物厌氧消化过程研究[D]. 周富春.重庆大学 2006
硕士论文
[1]剩余污泥超声破解对厌氧消化反应的促进作用研究[D]. 杨洁.天津大学 2005
[2]污水处理厂污泥处理技术及工程实践[D]. 刘波.重庆大学 2004
[3]剩余污泥超声破解的性能与机理研究[D]. 王芬.天津大学 2004
本文编号：2911279
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：214 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要缩略语及注释
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 厌氧消化影响因素国内外研究现状
1.2.1 污泥性质的影响
1.2.2 反应器运行条件
1.2.3 厌氧消化的动力学分析
1.3 污泥预处理技术国内外研究现状
1.3.1 热预处理
1.3.2 超声预处理
1.3.3 碱预处理
1.3.4 冻融预处理
1.3.5 预处理联用技术
1.4 污泥有机物组分表征与变化国内外研究现状
1.5 课题来源、研究内容、目的及意义
1.5.1 课题来源
1.5.2 研究目的与意义
1.5.3 研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 引言
2.2 实验材料
2.2.1 剩余污泥特性
2.2.2 混合污泥特性
2.2.3 脱水污泥特性
2.3 实验仪器与方法
2.3.1 超声预处理实验
2.3.2 碱预处理实验
2.3.3 超声+碱预处理实验
2.3.4 冻融预处理实验
2.3.5 厌氧消化实验
2.3.6 有机物分级
2.3.7 实验仪器与设备
2.4 分析方法
2.4.1 常规检测分析
2.4.2 分子光谱分析
2.4.3 分子量分布
第3章 超声及超声+碱-厌氧消化工艺性能
3.1 引言
3.2 超声预处理技术对污泥特性的影响
3.2.1 超声预处理条件对有机物溶出的影响
3.2.2 超声预处理条件对pH 和碱度的影响
3.2.3 超声预处理条件对污泥温度的影响
3.2.4 超声预处理条件对氨氮溶出的影响
3.2.5 超声预处理条件对固体含量的影响
3.2.6 超声预处理对污泥粒度分布的影响
3.3 碱预处理技术对污泥特性的影响
3.3.1 碱预处理条件对有机物溶出的影响
3.3.2 碱预处理条件对pH 和碱度的影响
3.3.3 碱预处理条件对氨氮溶出的影响
3.3.4 碱预处理条件对固体含量的影响
3.3.5 碱预处理对污泥粒度分布的影响
3.4 超声+碱预处理技术对污泥特性的影响
3.4.1 超声+碱预处理条件对有机物溶出的影响
3.4.2 超声+碱预处理条件对pH 和碱度的影响
3.4.3 超声+碱预处理条件对污泥温度的影响
3.4.4 超声+碱预处理条件对氨氮溶出的影响
3.4.5 超声+碱预处理条件对固体含量的影响
3.4.6 超声+碱预处理对污泥粒度分布的影响
3.5 超声-厌氧消化工艺性能
3.5.1 消化反应器的启动
3.5.2 超声-厌氧消化工艺处理效果
3.5.3 超声预处理剩余污泥的混合比例对厌氧消化的影响
3.6 超声+碱-厌氧消化工艺性能
3.6.1 消化反应器的启动
3.6.2 超声+碱-厌氧消化工艺处理效果
3.7 本章小结
第4章 冻融-厌氧消化工艺性能
4.1 引言
4.2 冻融预处理技术对污泥特性的影响
4.2.1 冻融预处理技术对剩余污泥特性的影响
4.2.2 冻融预处理技术对脱水污泥特性的影响
4.3 冻融-厌氧消化工艺性能
4.3.1 剩余污泥冻融后的消化效果
4.3.2 脱水污泥冻融后的消化效果
4.4 冻融与超声预处理技术能耗评价分析
4.5 本章小结
第5章 预处理过程中污泥有机物变化规律
5.1 引言
5.2 超声预处理污泥的DOM 变化
5.2.1 超声污泥EBOM 和液相有机物的构成
5.2.2 超声污泥EBOM 和液相有机物的分子光谱特征
5.3 超声+碱预处理污泥的DOM 变化
5.3.1 超声+碱污泥液相有机物的构成
5.3.2 超声+碱污泥液相有机物的分子光谱特征
5.4 冻融预处理污泥的DOM 变化
5.4.1 冷冻污泥EBOM 的有机物构成
5.4.2 冷冻污泥EBOM 的分子光谱特征
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]MBR工艺中溶解性有机物的分子量和EEM解析[J]. 何磊,王志伟,吴志超,王旭,藏莉莉. 环境工程学报. 2011(03)
[2]城市生活垃圾厌氧消化处理技术研究进展[J]. 李冠超,周仲魁. 科技广场. 2010(06)
[3]Organic matter extracted from activated sludge with ammonium hydroxide and its characterization[J]. Liangliang Wei 1,Kun Wang 1,2,Qingliang Zhao 1,2,,Junqiu Jiang 1,Chunmei Xie 1,Wei Qiu 1,2 1.School of Municipal & Environmental Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China.2.State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environment,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China. Journal of Environmental Sciences. 2010(05)
[4]超声处理对剩余污泥的粒径和溶出物的影响[J]. 喻艳菁,丁国际,邱慧琴,王涌,焦正. 环境科学学报. 2009(04)
[5]Combined alkaline and ultrasonic pretreatment of sludge before aerobic digestion[J]. MAHAR Rasool Bux. Journal of Environmental Sciences. 2009(03)
[6]炼油厂剩余污泥高温厌氧消化实验研究[J]. 曲本亮. 辽宁师范大学学报(自然科学版). 2008(03)
[7]Trihalomethane formation potential of organic fractions in secondary effluent[J]. XUE Shuang~(1,3) ZHAO Qingliang~(1,2,*) WEI Liangliang~1 JIA Ting~1 1.School of Municipal and Environmental Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China. 2.State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environment (SKLUWRE),Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China 3.School of Environmental Science,Liaoning University,Shengyang 110036,China. Journal of Environmental Sciences. 2008(05)
[8]污泥碱解和超声破解预处理的效果研究[J]. 杨洁,季民,韩育宏,刘卫华,张绪强. 环境科学. 2008(04)
[9]城市污水的三维荧光指纹特征[J]. 陈茂福,吴静,律严励,陈庆俊. 光学学报. 2008(03)
[10]不同预处理方法对剩余污泥性质的影响研究[J]. 肖本益,刘俊新. 环境科学. 2008(02)
博士论文
[1]土壤含水层处理技术去除二级出水中溶解性有机物[D]. 薛爽.哈尔滨工业大学 2008
[2]完全混合式有机固体废物厌氧消化过程研究[D]. 周富春.重庆大学 2006
硕士论文
[1]剩余污泥超声破解对厌氧消化反应的促进作用研究[D]. 杨洁.天津大学 2005
[2]污水处理厂污泥处理技术及工程实践[D]. 刘波.重庆大学 2004
[3]剩余污泥超声破解的性能与机理研究[D]. 王芬.天津大学 2004
本文编号：2911279
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