微生物法预处理污泥厌氧消化过程性能优化研究

发布时间：2017-04-17 10:01

  本文关键词：微生物法预处理污泥厌氧消化过程性能优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着污水处理事业快速发展产生了大量的污泥。污水厂常采用絮凝剂将污泥脱水后外运处理,但只是减量化而未实现妥善处置,“重水轻泥”现象严重。聚丙烯酰胺作为常用絮凝剂属于高分子聚合物,具有很强的生物抗性导致脱水污泥难以被生物降解利用。本研究首先筛选出对聚丙烯酰胺有降解作用的微生物。进而研究不同消化浓度下纯污泥厌氧消化过程特性确定最佳工艺参数,在此基础上,针对不同微生物、不同预处理方式、不同菌添加量以及不同消化浓度,探讨利用微生物对污泥进行预处理的厌氧消化性能优化。主要研究结果如下： 筛选出对聚丙烯酰胺有降解作用的3种微生物,分别为藤黄微球菌、宛氏拟青霉和自筛本土优势功能菌。设置不同消化浓度进行污泥中温厌氧消化试验,发现污泥的产气周期较短,产气量较少。3%和4%消化浓度产气效果优于5%和2%,因此,选择3%和4%浓度进行微生物预处理污泥中温厌氧消化试验研究。 预处理方式设定为预处理2天和直接添加。通过藤黄微球菌预处理,当添加菌总数为7.6×1010个时,直接添加各处理(藤黄微球菌培养1天、2天和3天)产气量比纯污泥分别提高12.27%、15.09%和21.24%。随着菌总数提高至7.6×1011个,预处理2天和直接添加效果更显著。通过宛氏拟青霉预处理,当菌总数为8.3×109个时,预处理2天和直接添加处理较纯污泥产气量分别提高19.87%和22.91%；当菌总数为7.6×1010个时,生物处理效果更显著,其中宛氏拟青霉培养4天时,预处理2天和直接添加处理较纯污泥产气量分别提高29.49%和37.59%；当菌总数提高至7.6×1011个,宛氏拟青霉培养5天时,预处理2天和直接添加处理较纯污泥产气量分别提高30.91%和79.39%。通过功能菌预处理,当菌总数为8.7×109和7.6×1010个时,预处理2天和直接添加处理较纯污泥产气量分别提高18.16%和12.50%,67.61%和44.55%。证明微生物预处理污泥能优化厌氧消化过程,促进产沼气。当污泥进料量不变而提高消化浓度时,由于产甲烷菌接种量降低,各微生物处理效果不明显,说明产甲烷菌接种对生物处理污泥厌氧消化过程非常重要,当提高消化浓度必须增大接种量,同时建议增加微生物数量。分析认为藤黄微球菌和宛氏拟青霉直接添加效果较好,功能菌预处理2天效果较好。综合比较3种微生物认为真菌宛氏拟青霉效果最好。 利用产甲烷动力学模型,对3种微生物预处理污泥厌氧消化过程进行模拟时发现模型具有较高精度,R2均大于0.98。利用有效容积17L的CSTR消化罐进行微生物预处理污泥连续试验发现,经生物处理污泥能有效提高产气效率、甲烷含量以及有机物降解效果,为污泥资源化处理和沼气工程实际运行提供理论依据。
【关键词】：微生物预处理 脱水污泥 厌氧消化 性能优化 聚丙烯酰胺
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703;X172
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-14
• 第一章 绪论14-27
• 1.1 我国污泥现状、特性及危害14-16
• 1.2 污泥处理处置方法及污泥稳定化16-18
• 1.3 厌氧消化机理与污泥厌氧消化技术进展研究18-22
• 1.4 絮凝剂聚丙烯酰胺及其降解技术研究22-24
• 1.5 微生物预处理技术促进厌氧消化性能的研究进展24
• 1.6 目前研究中存在的问题24-25
• 1.7 研究目标、研究内容与技术路线25-27
• 第二章 试验测试内容、测定方法与试验装置27-37
• 2.1 测试内容与仪器设备27
• 2.2 试验方法及标准曲线27-35
• 2.3 试验装置35-37
• 第三章 促进污泥降解效能的预处理微生物筛选研究37-45
• 3.1 藤黄微球菌的筛选及培养研究37-38
• 3.2 宛氏拟青霉的筛选及培养研究38-40
• 3.3 自筛本土优势功能菌的筛选及培养研究40-43
• 3.4 小结43-45
• 第四章 污泥厌氧消化降解特性研究45-55
• 4.1 污泥样本的采集与原料性质45-47
• 4.2 试验方案与试验装置47
• 4.3 污泥厌氧消化批式试验过程研究47-54
• 4.4 小结54-55
• 第五章 不同微生物预处理污泥厌氧消化过程性能优化研究55-107
• 5.1 藤黄微球菌预处理污泥厌氧消化技术优化研究55-72
• 5.2 宛氏拟青霉预处理污泥厌氧消化技术优化研究72-91
• 5.3 自筛本土优势功能菌预处理污泥厌氧消化技术优化研究91-106
• 5.4 小结106-107
• 第六章 微生物预处理污泥厌氧消化过程动力学研究107-113
• 6.1 厌氧消化过程反应动力学基本原理107-109
• 6.2 微生物预处理污泥厌氧消化过程产甲烷反应动力学研究109-112
• 6.3 小结112-113
• 第七章 微生物预处理污泥连续式厌氧消化试验研究113-126
• 7.1 试验方案与试验装置113-114
• 7.2 微生物预处理污泥连续厌氧消化过程运行参数的研究114-125
• 7.3 小结125-126
• 第八章 结论与建议126-129
• 8.1 结论126-127
• 8.2 创新点127-128
• 8.3 建议128-129
• 参考文献129-138
• 致谢138-139
• 作者简历139

【参考文献】

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本文编号：312951