【摘要】：傳統(tǒng)的污泥厭氧處理工藝存在負(fù)荷低、消化時間長、投資費(fèi)用高等問題。因此,開發(fā)高效、低耗的污泥厭氧工藝或反應(yīng)器成為研究者們突破的方向。目前,污泥厭氧消化反應(yīng)器基本采用連續(xù)流攪拌反應(yīng)器(CSTR),它難以實(shí)現(xiàn)像UASB、EGSB、IC等高效厭氧反應(yīng)器的固液分離(SRT與HRT的分離)。厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)是一種間歇運(yùn)行的非穩(wěn)態(tài)高效厭氧生物反應(yīng)器,具有高效的生物絮凝和固液分離性能。本文采用“CSTR-ASBR”兩相厭氧消化系統(tǒng)處理剩余污泥,通過產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器(ASBR)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和序批式運(yùn)行操作的優(yōu)化,探討ASBR中固液分離的可行性;與此同時,試驗在不同HRT條件下,分析了低溫?zé)崴饧夹g(shù)對“CSTR-ASBR”兩相厭氧消化系統(tǒng)和ASBR固液分離特性的影響。主要試驗結(jié)論如下:(1)試驗在60℃、70℃、80℃和90℃?zhèn)�四個溫度條件下,考察了熱水解過程中污泥的固體物質(zhì)、SCOD和可溶性蛋白質(zhì)等變化情況,以確定最佳熱水解參數(shù)。結(jié)果表明:試驗污泥在60℃、70℃、80℃和90℃條件下熱水解60 min后,上清液的SCOD值分別增加至2150 mg/L、3318 mg/L、4036 mg/L和4216 mg/L。污泥經(jīng)熱水解后的有機(jī)質(zhì)溶出情況與溫度和時間基本成正比;但是,隨著熱處理的時間持續(xù)延長(時間45 min),有機(jī)物的溶出效果越來越不明顯。因此,從節(jié)能和處理效果兩方面考慮,低溫?zé)崴獾臅r間和溫度分別選擇45 min和80℃。(2)試驗研究了低溫?zé)崴夂陀袡C(jī)負(fù)荷對“CSTR—ASBR”兩相厭氧消化系統(tǒng)消化性能以及產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器(ASBR)固液分離特性的影響。結(jié)果表明,ASBR反應(yīng)器內(nèi)能實(shí)現(xiàn)固液分離,并且低溫?zé)崴忸A(yù)處理能強(qiáng)化固液分離的效果。在不同有機(jī)負(fù)荷條件下,兩相厭氧消化系統(tǒng)都具有較好的消化性能和固液分離特性。此外,由于實(shí)現(xiàn)了固液分離,產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器的SRT從設(shè)計的16d、10.7d和8d分別增加至29.1 d、17.8 d和11.4 d,HRT和SRT的分離使得反應(yīng)器內(nèi)具有較高的微生物活性和有機(jī)質(zhì)濃度,從而提高了產(chǎn)甲烷相的厭氧消化性能。(3)試驗從出水水質(zhì)、排泥泥質(zhì)以及有機(jī)物分布三方面對產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器內(nèi)的固液分離特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器內(nèi)有機(jī)物濃度和TS濃度在高度上存在明顯差異,反應(yīng)器底部形成了高含固、低有機(jī)質(zhì)的沉淀區(qū),而反應(yīng)器上部形成了清水區(qū)。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,反應(yīng)器排泥的TS濃度最高可至74mg/L,確保了有機(jī)物在反應(yīng)器內(nèi)具有更長的停留時間。產(chǎn)甲烷相反應(yīng)器出水的氨氮濃度和SCOD濃度分別維持在311~689 mg/L之間和497~793mg/L之間;反應(yīng)器清水區(qū)的SS濃度維持在359~534 mg/L,產(chǎn)甲烷相(ASBR)反應(yīng)器內(nèi)部獲得了較好的固液分離效果。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703
【圖文】：

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文的釋放。因此，厭氧消化技術(shù)在進(jìn)行污泥處理效益。歐洲、美國、德國和日本等發(fā)達(dá)國家的化法在德國、比利時、西班牙和希臘分別占污，污泥厭氧消化技術(shù)在應(yīng)用過程中主要存在有間長等問題[13-14]。我國建成的污泥消化處理設(shè)系統(tǒng) 60 座，且能正常運(yùn)行的不足 1/5[15]。因此的研究，以解決當(dāng)前污泥所面臨的問題。的發(fā)展與現(xiàn)狀的發(fā)展本原理

圖 1-2 厭氧消化“三段論”示意圖Fig. 1-2 Schematic diagram of anaerobic digestion "three -stage theory"具體過程描述如下：第一階段：水解發(fā)酵階段。在水解發(fā)酵菌（主要是專性厭氧菌）的作用下和碳水化合物等物質(zhì)被水解生成氨基酸、有機(jī)酸、二氧化碳等小分子物質(zhì)時較長，因此，水解發(fā)酵階段被認(rèn)為是厭氧消化的限速步驟[19-21]。第二階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。利用產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌等微生物將水解發(fā)酵段物質(zhì)轉(zhuǎn)化成乙酸、H2、CO2等；高濃度有機(jī)濃度的物質(zhì)在厭氧消化過程中象，其原因主要是產(chǎn)甲烷相被破壞導(dǎo)致有機(jī)酸無法即時被消耗。第三階段：產(chǎn)甲烷階段。在產(chǎn)甲烷菌的作用下，將 H2和 CO2轉(zhuǎn)化為甲烷產(chǎn)生甲烷，需要嚴(yán)格的厭氧環(huán)境。在厭氧消化的過程中，由乙酸形成的 C 2/3，由 H2還原 CO2形成的 CH4約占總量的 1/3[22]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳思思;戴曉虎;薛勇剛;李寧;吳星五;;影響高含固厭氧消化性能的主要因素研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2015年03期

2 劉曉玲;李十中;劉建雙;李天成;王莉;;應(yīng)用高固體濃度厭氧消化工藝轉(zhuǎn)化污泥產(chǎn)沼氣研究[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2011年05期

3 郝曉地;蔡正清;甘一萍;;剩余污泥預(yù)處理技術(shù)概覽[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2011年01期

4 高永青;彭永臻;王建龍;王少坡;張晶宇;;剩余污泥水解酸化過程中胞外聚合物的影響因素研究[J];中國環(huán)境科學(xué);2010年01期

5 何強(qiáng);鄭偉青;劉鴻霞;楊巍;翟俊;;污泥同時濃縮消化新型反應(yīng)器的開發(fā)研究[J];環(huán)境工程學(xué)報;2009年11期

6 杜俊;何強(qiáng);劉鴻霞;楊皋伶;;ICSTD反應(yīng)器處理污泥的啟動試驗研究[J];環(huán)境工程學(xué)報;2009年08期

7 何強(qiáng);楊巍;劉鴻霞;鄭偉青;翟俊;;兩相一體式污泥濃縮消化反應(yīng)器的性能研究[J];中國給水排水;2009年11期

8 趙杰紅;張波;蔡偉民;;溫度對廚余垃圾兩相厭氧消化中水解和酸化過程的影響[J];環(huán)境科學(xué);2006年08期

9 付勝濤;于水利;嚴(yán)曉菊;付英;;剩余活性污泥和廚余垃圾的混合中溫厭氧消化[J];環(huán)境科學(xué);2006年07期

10 王治軍;王偉;張錫輝;;ASBR處理高濃度懸浮固體廢物的工藝特性[J];環(huán)境科學(xué);2006年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 胡凱;污泥預(yù)處理—厭氧消化工藝性能及預(yù)處理過程中有機(jī)物變化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張曉紅;污泥厭氧消化工藝運(yùn)行分析與強(qiáng)化產(chǎn)沼氣生產(chǎn)性試驗研究[D];清華大學(xué);2015年

2 廖燕;市政污泥與餐廚垃圾混合共厭氧消化性能研究[D];廣西大學(xué);2012年

本文編號：2721177