【摘要】：沼氣是污水污泥厭氧消化的主要目標產(chǎn)物,熱值在19075-21800 kJ/m~3,具有很大能源利用價值。而現(xiàn)如今的污泥處理工藝資源能源回收率低,沼氣中H_2S含量高,限制了沼氣的應用和發(fā)展。本文提出向污泥厭氧系統(tǒng)中投加鐵離子控制H_2S的思路,在厭氧消化系統(tǒng)中投加Fe~(3+),以提升厭氧消化產(chǎn)氣性能,有效抑制H_2S產(chǎn)生,并通過測定厭氧消化不同階段硫和鐵存在形態(tài)的轉(zhuǎn)化,以及在厭氧消化不同階段投加Fe~(3+),測定硫存在狀態(tài)的轉(zhuǎn)化,初步確定了Fe~(3+)抑制厭氧消化H_2S產(chǎn)生的機制。實驗首先將不同濃度梯度(0-250 mg/L)的Fe~(3+)投加到剩余污泥厭氧消化系統(tǒng)中,測定污泥厭氧消化的產(chǎn)氣性能及消化效果。綜合比較不同濃度反應器厭氧消化的甲烷體積分數(shù),H_2S去除效果以及有機物去除效果,確定當Fe~(3+)投加濃度為150 mg/L時,產(chǎn)氣性能及消化效果最好。其中沼氣中甲烷含量可達62%,比空白組的55%高7%;對H_2S的去除作用明顯,由空白組的1.5 mg/L降低至0.5 mg/L;有效促進細菌溶胞,有機物去除率(以TCOD計)達42.6%,較空白組的36.7%降低了5.9%。其次在反應器內(nèi)投加150 mg/LFe~(3+)后,觀察硫和鐵在厭氧消化過程中不同存在形態(tài)的含量變化。發(fā)現(xiàn)經(jīng)厭氧消化后總無機硫含量明顯升高,由空白組的34.9 mg/L上升至44.2 mg/L,轉(zhuǎn)化而來的無機硫化物中98.7%(62.64 mg/L)被轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀,1.3%(0.84 mg/L)進入沼氣,空白組中98%(52.4 mg/L)被轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀,2%(1.14 mg/L)進入沼氣;固態(tài)Fe~(2+)含量升高,由空白組的175.2 mg/L上升286.8 mg/L;沼氣中H_2S含量降低,由空白組的1.14 mg/L降低至0.84 mg/L,說明硫離子大多與Fe~(2+)結(jié)合形成FeS沉淀,從而降低了H_2S含量。最后研究了在厭氧消化的不同階段投加150 mg/LFe~(3+),各形態(tài)硫百分比的變化。從硫存在形態(tài)的轉(zhuǎn)化效果來看,在水解酸化階段投加最好,而在產(chǎn)甲烷階段投加效果最差。對比于原剩余污泥,在水解酸化階段投加Fe~(3+),H_2S釋放量明顯降低,并且最終百分比低0.1%;無機硫含量上升了7%左右;有機硫含量明顯降低了6.6%左右。在其他階段投加Fe~(3+)相比于在水解酸化階段投加,有機硫溶出量變低,硫酸鹽還原率降低,H_2S抑制率也降低,并且在產(chǎn)甲烷階段投加,效果最差。說明Fe~(3+)主要在水解酸化階段起作用。
【圖文】：

技術路線圖
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703

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1 ;污泥厭氧消化處理仍然存在諸多問題亟待解決[J];給水排水動態(tài);2011年04期

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本文編號：2619184