本文選題：高含固污泥　切入點(diǎn)：水熱預(yù)處理　出處：《西安建筑科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：城市污水處理廠污泥產(chǎn)量的逐年增加,而污泥處理能力已經(jīng)不能滿足需求,這是由于常規(guī)污泥處理工藝中污泥有機(jī)物去除效率低、運(yùn)行費(fèi)用高。污泥有機(jī)物去除效率低主要由于水解這一限速步驟導(dǎo)致,為了高效、穩(wěn)定的去除污泥中的有機(jī)物,國(guó)內(nèi)外對(duì)污泥預(yù)處理及厭氧消化開(kāi)展了大量研究。其中水熱預(yù)處理被認(rèn)為可以有效水解污泥中的有機(jī)物并提高厭氧消化效率,同時(shí)為了降低水熱預(yù)處理的能耗及厭氧消化池的容積,將進(jìn)泥的含固率提升至10%以上,形成了高含固污泥水熱預(yù)處理-厭氧消化工藝,其相關(guān)研究主要集中在工藝參數(shù)的優(yōu)化及系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面,而關(guān)于組分轉(zhuǎn)化研究較少。以西安市某污水廠脫水污泥為研究對(duì)象,采用水熱預(yù)處理裝置及完全混合式厭氧消化反應(yīng)器,研究其在165℃、50min水熱預(yù)處理及HRT為20d的中溫、高溫厭氧消化過(guò)程中的碳、氮、磷、硫組分轉(zhuǎn)化規(guī)律。通過(guò)對(duì)水熱預(yù)處理及厭氧消化過(guò)程中的組分轉(zhuǎn)化研究,為高含固污泥水熱預(yù)處理-厭氧消化工藝的工程應(yīng)用提供一定的理論參考。同時(shí)采用產(chǎn)酸相反應(yīng)器,研究水熱預(yù)處理后高含固污泥在HRT為2~5d的中溫、高溫產(chǎn)酸相中的碳轉(zhuǎn)化規(guī)律。通過(guò)產(chǎn)酸相的碳轉(zhuǎn)化研究,得出預(yù)處理后污泥的在產(chǎn)酸相中的酸生成規(guī)律并探討其可生化性。得出結(jié)論如下:(1)通過(guò)對(duì)水熱預(yù)處理前、后的高含固污泥組分轉(zhuǎn)化研究,得出165℃、50min水熱預(yù)處理后高含固污泥VSS水解率為43.35%,水熱預(yù)處理可以有效破壞污泥細(xì)胞壁、釋放并水解有機(jī)物至液相。水解液的主要組分為溶解態(tài)蛋白質(zhì)(52.18%)及溶解態(tài)碳水化合物(20.49%)。水熱預(yù)處理過(guò)程中氮、磷、硫物質(zhì)表現(xiàn)出不同轉(zhuǎn)化規(guī)律,水解液中氮、磷、硫主要以有機(jī)氮(70.41%)、磷酸鹽(86.07%)及有機(jī)硫(99.90%)形式存在。(2)通過(guò)高含固污泥厭氧消化的碳轉(zhuǎn)化研究,得出水熱預(yù)處理后高含固污泥中溫厭氧消化在HRT=20d時(shí)VSS去除率49%、VFA濃度低于0.3g·L-1,其停留時(shí)間有進(jìn)一步降低的可能性,而未預(yù)處理高含固污泥在中溫及高溫厭氧消化在HRT=20d時(shí)VS去除率低于25%。(3)通過(guò)高含固污泥厭氧消化的氮、磷、硫轉(zhuǎn)化研究,得出高含固污泥在厭氧消化后的溶解態(tài)氮及溶解態(tài)磷主要以氨氮(76.71%~94.96%)及磷酸鹽(77.45%~91.71%)形式存在。水熱預(yù)處理后高含固污泥在高溫厭氧消化時(shí)反應(yīng)器出現(xiàn)氨抑制現(xiàn)象,氨氮濃度達(dá)到3.03 g·L-1,同時(shí)p H降至6.57、去除單位VSS產(chǎn)氣量降至0.08m3·(kg VSS·d)-1。高含固污泥厭氧消化后沼氣中硫化氫濃度均低于120ppm,在未被抑制的反應(yīng)器中硫化物主要以不溶態(tài)硫化物的形式存在(54.87%~89.03%)。(4)經(jīng)熱量平衡計(jì)算,高含固污泥水熱預(yù)處理-厭氧消化工藝的熱量輸出僅占熱量輸入的80.76%,在運(yùn)行時(shí)無(wú)需補(bǔ)充熱量。水熱預(yù)處理單元熱量輸出占該工藝總熱量輸出的80.44%,通過(guò)改善該單元的熱量回收系統(tǒng)可以進(jìn)一步降低該工藝的總熱量輸出。高含固污泥水熱預(yù)處理-厭氧消化工藝的熱量輸出占常規(guī)厭氧消化工藝的71.03%,同時(shí)消化池的容積可以縮減2/3以上,從能耗及投資的角度,高含固污泥水熱預(yù)處理-厭氧消化工藝優(yōu)于常規(guī)污泥消化工藝。(5)通過(guò)水熱預(yù)處理后高含固污泥在產(chǎn)酸相中的碳轉(zhuǎn)化研究,高含固污泥在中溫產(chǎn)酸相中停留時(shí)間≤2d時(shí)主要發(fā)生的反應(yīng)為酸化反應(yīng)(VFA濃度為27.12g·L-1)、在2~5d時(shí)主要為產(chǎn)乙酸反應(yīng)(HRT=5d時(shí),乙酸濃度為16.90g·L-1),而水熱預(yù)處理后高溫產(chǎn)酸相中并沒(méi)有產(chǎn)生大量的乙酸(乙酸濃度0.4 g·L-1)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703

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