超声波—生物电解池耦合降解剩余污泥效能及机制研究
发布时间：2021-11-10 15:13
随着我国城镇化进程的加快和废水处理率的增加,污水处理厂产生的剩余污泥显著增加。由于剩余污泥是由大量的微生物细胞和胞外聚合物结成的含有大量有机物的聚合物。若得不到妥善的处理与处置就会对环境产生严重污染。因此,开发出高效的有工程推广价值的剩余污泥处理技术具有重要意义。针对剩余污泥超声波预处理过程的高能耗现象,本研究提出了厌氧水解-超声波联合破解剩余污泥观点。其最优的组合方案为厌氧水解3d,然后超声波破解10 min。此时,剩余污泥中溶解性有机物（SCOD）和蛋白质浓度分别达到了 3455.9和1713.3 mg/L。该方案厌氧水解可以改变剩余污泥的性质,降低剩余污泥的破解难度;厌氧水解产物可以提高超声波空化效应的强度,从而提高剩余污泥的破解效率,降低超声波的能耗。针对超声波反应器内存在的超声空化效应不均匀现象,且高密度和低密度的超声波可以存在于同一个超声波系统中;本研究提出在厌氧反应器内间断进行超声波处理,可以充分利用超声波的效能,改善剩余污泥生物降解性能的观点。在厌氧处理7d内,其最优的组合方案为超声波作用时间为3min/2d。此时,剩余污泥的SCOD、蛋白质和挥发性有机物（VS）浓度分...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１活性污泥法净化作用机理示意图??
￣?泥??图１．１活性污泥法净化作用机理示意图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ?ｏｆ?ａｅｒｏｂｉｃ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｓｌｕｄｇｅ?ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??活性污泥吸附和生物降解有机物的过程可以分为３个阶段。第〗个阶段，在氧气充??足的条件下，活性污泥中的絮凝性微生物大量吸附污水中的有机物：第２个阶段，活性??污泥中的水解性微生物分解污水中的大分子有机物成为小分子有机物，同时利用获得的??能量和物质合成自身细胞。第３个阶段，原生动物和微型后生动物吸收或吞食小分子有??机物，形成分解彻底的有机物及游离细菌［３］。典型的活性污泥处理系统是由初沉池、曝??气池、二沉池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成的，如图１．２所示。首先，污水被泵??入到初沉池内，污水中大量的可沉性物质在初沉池中被去除。随后，经过初沉池处理的??污水被泵入到曝气池内
他有毒有害物质。若不进行处理且随意堆放，其将对周围环境产生不利影响［５］。又因为??剩余污泥挟带了大量水分［６］，导致了剩余污泥不利于贮存、输送、处置及利用。??图１．３为２０１０年不同方法处理城市污水处理厂（欧盟）剩余污泥的处置量。由图??１．３可知，虽然欧洲各国的地理情况、经济水平等各不相同，采用的剩余污泥的处置方??式也有所不同，但是采用农业利用、堆肥、卫生填埋、海洋排放、焚烧等终端处理技术??仍然占有主导地位。众所周知，以上传统的各种终端污泥处置方法存在众多不足，容易??对周围环境产生二次污染，如表１．２所示。因此，在发展环境友好型和资源循环型社会??的背景下，寻找合适的剩余污泥处置途径是当前社会的必然选择。?？??２０００?｜???一?ｎ?—?——??□其它方式??ｉ?｜???□焚烧处理??苎１６００?－丨Ｉ?Ｅ海洋排放：??；?巾－?—?－－?－??□卫生填埋，??〇?１２００?－［］？?ｐ?：?［堆肥其它??＿?ｆ业利用??｜?８００?－－?－１１１??■—?］??＾?＿一＿＿＿＿???—＿?＿——一??Ｉ??寒?Ｉ?ｎ??０?．?Ｉ．?ｌ．ｆ．Ｂ?Ｄ．ｌ?Ｂ．ｐｑ?０
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高通量测序技术的阳极生物膜群落结构[J]. 王有昭,朱彤,谢元华,李现瑾. 东北大学学报(自然科学版). 2016(01)
[2]Fe（Ⅱ）活化过硫酸盐氧化破解剩余污泥[J]. 唐海,沙俊鹏,欧阳龙,仲达,刘桂中. 化工学报. 2015(02)
[3]一株光合细菌的分离鉴定及其产电特性[J]. 吴义诚,肖勇,赵峰. 环境工程学报. 2014(10)
[4]高效水解酸化UASB活性污泥的菌群结构分析[J]. 王学华,黄俊,宋吟玲,黄勇,李蕾. 环境科学学报. 2014(11)
[5]基于新一代高通量测序的环境微生物转录组学研究进展[J]. 蔡元锋,贾仲君. 生物多样性. 2013(04)
[6]厌氧颗粒污泥微生物菌群及研究方法进展[J]. 张强,陈程程,刘同军,陈贯虹,裴振洪. 山东科学. 2012(01)
[7]红假单胞菌利用畜禽粪便产氢能力的试验研究[J]. 尤希凤,周静懿,张全国,王艳锦. 河南农业大学学报. 2005(02)
[8]德国的污泥利用和处置（Ⅰ）[J]. 姚刚. 城市环境与城市生态. 2000(01)
[9]Purification of AS-CMP effluent by combined photosynthetic bacteria and coagulation treatment[J]. WU Shu bin, LIANG Wen zhi (State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China. E mail:ppsbwu@scut.edu.cn). Journal of Environmental Sciences. 2000(01)
博士论文
[1]基于高速转盘破解结合A/O/A-SBR工艺的剩余污泥减量化研究[D]. 韩进.东北大学 2015
[2]生物电化学系统强化偶氮染料酸性黑10B脱色及作用机制[D]. 王有昭.哈尔滨工业大学 2014
[3]定向优选阳极微生物促进生物电化学系统效能的研究[D]. 孙丹.哈尔滨工业大学 2013
[4]微生物燃料电池中产电菌与电极的作用机制及其应用[D]. 曹效鑫.清华大学 2009
[5]超声破解对污泥特性的影响机制与零剩余污泥排放工艺研究[D]. 王芬.天津大学 2006
硕士论文
[1]不同阴极条件下微生物电解池处理剩余污泥产氢[D]. 王珺玮.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3487508
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１活性污泥法净化作用机理示意图??
￣?泥??图１．１活性污泥法净化作用机理示意图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ?ｏｆ?ａｅｒｏｂｉｃ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｓｌｕｄｇｅ?ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??活性污泥吸附和生物降解有机物的过程可以分为３个阶段。第〗个阶段，在氧气充??足的条件下，活性污泥中的絮凝性微生物大量吸附污水中的有机物：第２个阶段，活性??污泥中的水解性微生物分解污水中的大分子有机物成为小分子有机物，同时利用获得的??能量和物质合成自身细胞。第３个阶段，原生动物和微型后生动物吸收或吞食小分子有??机物，形成分解彻底的有机物及游离细菌［３］。典型的活性污泥处理系统是由初沉池、曝??气池、二沉池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成的，如图１．２所示。首先，污水被泵??入到初沉池内，污水中大量的可沉性物质在初沉池中被去除。随后，经过初沉池处理的??污水被泵入到曝气池内
他有毒有害物质。若不进行处理且随意堆放，其将对周围环境产生不利影响［５］。又因为??剩余污泥挟带了大量水分［６］，导致了剩余污泥不利于贮存、输送、处置及利用。??图１．３为２０１０年不同方法处理城市污水处理厂（欧盟）剩余污泥的处置量。由图??１．３可知，虽然欧洲各国的地理情况、经济水平等各不相同，采用的剩余污泥的处置方??式也有所不同，但是采用农业利用、堆肥、卫生填埋、海洋排放、焚烧等终端处理技术??仍然占有主导地位。众所周知，以上传统的各种终端污泥处置方法存在众多不足，容易??对周围环境产生二次污染，如表１．２所示。因此，在发展环境友好型和资源循环型社会??的背景下，寻找合适的剩余污泥处置途径是当前社会的必然选择。?？??２０００?｜???一?ｎ?—?——??□其它方式??ｉ?｜???□焚烧处理??苎１６００?－丨Ｉ?Ｅ海洋排放：??；?巾－?—?－－?－??□卫生填埋，??〇?１２００?－［］？?ｐ?：?［堆肥其它??＿?ｆ业利用??｜?８００?－－?－１１１??■—?］??＾?＿一＿＿＿＿???—＿?＿——一??Ｉ??寒?Ｉ?ｎ??０?．?Ｉ．?ｌ．ｆ．Ｂ?Ｄ．ｌ?Ｂ．ｐｑ?０
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高通量测序技术的阳极生物膜群落结构[J]. 王有昭,朱彤,谢元华,李现瑾. 东北大学学报(自然科学版). 2016(01)
[2]Fe（Ⅱ）活化过硫酸盐氧化破解剩余污泥[J]. 唐海,沙俊鹏,欧阳龙,仲达,刘桂中. 化工学报. 2015(02)
[3]一株光合细菌的分离鉴定及其产电特性[J]. 吴义诚,肖勇,赵峰. 环境工程学报. 2014(10)
[4]高效水解酸化UASB活性污泥的菌群结构分析[J]. 王学华,黄俊,宋吟玲,黄勇,李蕾. 环境科学学报. 2014(11)
[5]基于新一代高通量测序的环境微生物转录组学研究进展[J]. 蔡元锋,贾仲君. 生物多样性. 2013(04)
[6]厌氧颗粒污泥微生物菌群及研究方法进展[J]. 张强,陈程程,刘同军,陈贯虹,裴振洪. 山东科学. 2012(01)
[7]红假单胞菌利用畜禽粪便产氢能力的试验研究[J]. 尤希凤,周静懿,张全国,王艳锦. 河南农业大学学报. 2005(02)
[8]德国的污泥利用和处置（Ⅰ）[J]. 姚刚. 城市环境与城市生态. 2000(01)
[9]Purification of AS-CMP effluent by combined photosynthetic bacteria and coagulation treatment[J]. WU Shu bin, LIANG Wen zhi (State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China. E mail:ppsbwu@scut.edu.cn). Journal of Environmental Sciences. 2000(01)
博士论文
[1]基于高速转盘破解结合A/O/A-SBR工艺的剩余污泥减量化研究[D]. 韩进.东北大学 2015
[2]生物电化学系统强化偶氮染料酸性黑10B脱色及作用机制[D]. 王有昭.哈尔滨工业大学 2014
[3]定向优选阳极微生物促进生物电化学系统效能的研究[D]. 孙丹.哈尔滨工业大学 2013
[4]微生物燃料电池中产电菌与电极的作用机制及其应用[D]. 曹效鑫.清华大学 2009
[5]超声破解对污泥特性的影响机制与零剩余污泥排放工艺研究[D]. 王芬.天津大学 2006
硕士论文
[1]不同阴极条件下微生物电解池处理剩余污泥产氢[D]. 王珺玮.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3487508
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