EDTA耦合堿加熱強化污泥破解的研究
發(fā)布時間:2021-11-17 18:50
污泥作為污水處理廠的最終剩余產(chǎn)物,其有機成分含量高,具有很高的資源化價值。隨著生態(tài)文明和環(huán)保經(jīng)濟理念的深入以及環(huán)保法律法規(guī)的不斷建設(shè),探索經(jīng)濟可行的污泥深度資源化處理方式將是必然趨勢。目前,污泥的資源化途徑主要為通過污泥破解收集有用物質(zhì)另做它用和通過厭氧發(fā)酵收集甲烷等產(chǎn)物兩種。污泥破解方法中熱堿破解法是最常用的方法,但該法用堿量大,需要大量能量輸入(一般>100℃)。鑒于EDTA具有溶解胞外聚合物(EPS)和對污泥微生物細胞膜造成損傷的能力,本文首次采用EDTA耦合熱堿法,在中低溫條件下探索其對污泥破解效果的影響,并進行破解條件的優(yōu)化。在最優(yōu)破解條件下,對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的過程進行研究,推測EDTA其強化破解的作用機理,為熱堿法被大規(guī)模應用于污泥破解、實現(xiàn)資源化利用奠定基礎(chǔ)。實驗選用影響污泥破解的五個主要因素(pH、溫度、固液比、反應時長、EDTA投量)逐一進行單因素影響效應評估,在每個因素的影響效應大的區(qū)間選取因素水平,設(shè)計L16(45)的正交實驗進行破解條件優(yōu)化,采用極差分析法得出,熱堿-EDTA耦合法破解污泥的最佳條件...
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 污泥處理處置現(xiàn)狀
1.1.1 污泥的產(chǎn)生,危害和性質(zhì)
1.1.2 污泥的處理處置
1.1.3 目前污泥處理研究熱點
1.2 污泥破解技術(shù)
1.2.1 物理法
1.2.2 化學法
1.2.3 生物法
1.2.4 聯(lián)合法
1.3 新型綠色水處理劑——EDTA
1.3.1 EDTA的物理化學性質(zhì)
1.3.2 EDTA在污水污泥處理中的應用
1.4 課題研究背景及內(nèi)容
1.4.1 研究背景
1.4.2 研究內(nèi)容
2 實驗部分
2.1 實驗材料
2.1.1 實驗試劑
2.1.2 實驗儀器
2.1.3 實驗污泥來源
2.2 試驗方法
2.2.1 熱堿-EDTA耦合法破解污泥的條件探索實驗
2.2.2 熱堿-EDTA耦合法破解污泥的條件優(yōu)化實驗
2.2.3 熱堿-EDTA耦合法破解污泥的過程研究實驗
2.2.4 污泥細胞染色實驗
2.2.5 增溶性產(chǎn)品(SP)提純實驗
2.3 分析方法
2.3.1 SCOD、TN、TP、多糖、蛋白質(zhì)、DNA的測定
2.3.2 污泥殘渣中揮發(fā)性固體(VS)的測定
2.3.3 污泥粒徑分析
2.3.4 電子掃描顯微鏡(SEM)分析
2.3.5 污泥細胞結(jié)構(gòu)損傷分析
2.3.6 傅里葉紅外光譜(FTIR)分析
2.3.7 增溶性產(chǎn)品(SP)成分比例分析
2.3.8 溶解性有機物質(zhì)(DOM)相對分子質(zhì)量分析
3 熱堿-EDTA耦合法對污泥破解效果的影響
3.1 引言
3.2 熱堿-EDTA耦合法破解污泥的條件探索實驗研究
3.2.1 pH對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.2.2 溫度對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.2.3 固液比對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.2.4 反應時間對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.2.5 EDTA投加量對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.3 熱堿-EDTA耦合法破解污泥實驗優(yōu)化
3.3.1 因素水平
3.3.2 正交表頭設(shè)計
3.3.3 正交實驗設(shè)計及結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
4 熱堿-EDTA耦合法破解污泥效果評價及機理分析
4.1 引言
4.2 污泥破解過程中表觀特征分析
4.2.1 SCOD溶出和污泥破解殘渣中VS的變化
4.2.2 污泥破解過程中污泥絮體粒徑的變化
4.2.3 污泥破解過程中污泥絮體形貌的變化
4.3 污泥破解過程中污泥細胞結(jié)構(gòu)損傷分析
4.3.1 細胞膜損傷研究
4.3.2 細胞核損傷研究
4.4 污泥破解過程中溶出物質(zhì)分析
4.4.1 污泥破解過程中溶出有機物的FTIR分析
4.4.2 破解液中增溶性產(chǎn)品(SP)的成分比例分析
4.4.3 污泥破解液中DOM的相對分子質(zhì)量分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同調(diào)理方法強化污水廠污泥脫水性能的對比[J]. 陳靜涵,何巖,喬趙超,黃民生,盛宸. 環(huán)境工程. 2019(02)
[2]市政污泥與磷礦渣共堆肥制備營養(yǎng)覆土[J]. 李昊,陳坦,尚浩冉,高冰麗,孟瑞紅,王洪濤,陸文靜. 環(huán)境工程學報. 2018(08)
[3]微波-高錳酸鉀耦合調(diào)理城市剩余活性污泥[J]. 劉昌庚,曾成華,伍斌,楊紹利. 環(huán)境污染與防治. 2018(02)
[4]硝化污泥胞外聚合物分層組分提取方法的比較[J]. 肖倩,楊壘,任勇翔,汪旭暉,朱鵬濤,陳寧. 環(huán)境科學學報. 2018(08)
[5]Fenton氧化對剩余污泥的溶胞效果[J]. 張彥平,張千,李一兵,呼瑞琪,成玉飛. 工業(yè)水處理. 2018(01)
[6]污泥濕式氧化試驗研究及經(jīng)濟性分析[J]. 李維成,覃小剛,房慧,文路,王煥,楊歡,孫登科. 動力工程學報. 2018(01)
[7]超聲破解對剩余污泥內(nèi)含營養(yǎng)物及粒徑的影響[J]. 江云,朱曙光,歐陽匡中,左明明,姜宇,管冰鏡,翟蘇皖,王志偉,丁晨風. 環(huán)境工程學報. 2018(05)
[8]石家莊市區(qū)道路徑流雨水污染特征調(diào)查[J]. 關(guān)彤軍,張春會,王雯,馮寶葉,趙全勝,魏云飛. 河北科技大學學報. 2017(06)
[9]剩余污泥資源化合成微生物油脂制備生物柴油技術(shù)研究進展[J]. 裘湛. 中國給水排水. 2017(16)
[10]臭氧預處理對剩余污泥特性及厭氧消化的影響[J]. 石璞玉,孫力平,謝春雨,鄭亞哲,邱春生. 環(huán)境工程學報. 2017(06)
博士論文
[1]超聲溶胞污泥回流-SBR工藝典型重金屬再分配及累積的研究[D]. 萬甜.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]高性能復合云母紙的制造技術(shù)及增強機理的研究[D]. 張小偉.武漢理工大學 2011
碩士論文
[1]高級氧化技術(shù)用于垃圾滲濾液深度處理實驗研究[D]. 吳晴.蘭州交通大學 2016
[2]石家莊市工業(yè)污泥防治研究[D]. 王文中.河北科技大學 2014
[3]城市污水處理廠污泥超臨界氣化反應研究[D]. 王嘗.湖南大學 2013
[4]改性沸石對城市污泥的調(diào)理及機理分析[D]. 趙瑞娟.湖南大學 2012
[5]城市污水廠污泥回收蛋白質(zhì)的技術(shù)研究[D]. 劉玉蕾.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[6]堿性Na2EDTA配合浸出—電積法從次氧化鋅煙灰中回收鉛[D]. 劉青.中南大學 2012
[7]城市生活垃圾滲濾液污染砂土電阻率模型的構(gòu)建及應用[D]. 吳水娟.中國海洋大學 2012
本文編號:3501476
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
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摘要
Abstract
1 緒論
1.1 污泥處理處置現(xiàn)狀
1.1.1 污泥的產(chǎn)生,危害和性質(zhì)
1.1.2 污泥的處理處置
1.1.3 目前污泥處理研究熱點
1.2 污泥破解技術(shù)
1.2.1 物理法
1.2.2 化學法
1.2.3 生物法
1.2.4 聯(lián)合法
1.3 新型綠色水處理劑——EDTA
1.3.1 EDTA的物理化學性質(zhì)
1.3.2 EDTA在污水污泥處理中的應用
1.4 課題研究背景及內(nèi)容
1.4.1 研究背景
1.4.2 研究內(nèi)容
2 實驗部分
2.1 實驗材料
2.1.1 實驗試劑
2.1.2 實驗儀器
2.1.3 實驗污泥來源
2.2 試驗方法
2.2.1 熱堿-EDTA耦合法破解污泥的條件探索實驗
2.2.2 熱堿-EDTA耦合法破解污泥的條件優(yōu)化實驗
2.2.3 熱堿-EDTA耦合法破解污泥的過程研究實驗
2.2.4 污泥細胞染色實驗
2.2.5 增溶性產(chǎn)品(SP)提純實驗
2.3 分析方法
2.3.1 SCOD、TN、TP、多糖、蛋白質(zhì)、DNA的測定
2.3.2 污泥殘渣中揮發(fā)性固體(VS)的測定
2.3.3 污泥粒徑分析
2.3.4 電子掃描顯微鏡(SEM)分析
2.3.5 污泥細胞結(jié)構(gòu)損傷分析
2.3.6 傅里葉紅外光譜(FTIR)分析
2.3.7 增溶性產(chǎn)品(SP)成分比例分析
2.3.8 溶解性有機物質(zhì)(DOM)相對分子質(zhì)量分析
3 熱堿-EDTA耦合法對污泥破解效果的影響
3.1 引言
3.2 熱堿-EDTA耦合法破解污泥的條件探索實驗研究
3.2.1 pH對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.2.2 溫度對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.2.3 固液比對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.2.4 反應時間對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.2.5 EDTA投加量對熱堿-EDTA耦合法破解污泥的影響
3.3 熱堿-EDTA耦合法破解污泥實驗優(yōu)化
3.3.1 因素水平
3.3.2 正交表頭設(shè)計
3.3.3 正交實驗設(shè)計及結(jié)果分析
3.4 本章小結(jié)
4 熱堿-EDTA耦合法破解污泥效果評價及機理分析
4.1 引言
4.2 污泥破解過程中表觀特征分析
4.2.1 SCOD溶出和污泥破解殘渣中VS的變化
4.2.2 污泥破解過程中污泥絮體粒徑的變化
4.2.3 污泥破解過程中污泥絮體形貌的變化
4.3 污泥破解過程中污泥細胞結(jié)構(gòu)損傷分析
4.3.1 細胞膜損傷研究
4.3.2 細胞核損傷研究
4.4 污泥破解過程中溶出物質(zhì)分析
4.4.1 污泥破解過程中溶出有機物的FTIR分析
4.4.2 破解液中增溶性產(chǎn)品(SP)的成分比例分析
4.4.3 污泥破解液中DOM的相對分子質(zhì)量分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同調(diào)理方法強化污水廠污泥脫水性能的對比[J]. 陳靜涵,何巖,喬趙超,黃民生,盛宸. 環(huán)境工程. 2019(02)
[2]市政污泥與磷礦渣共堆肥制備營養(yǎng)覆土[J]. 李昊,陳坦,尚浩冉,高冰麗,孟瑞紅,王洪濤,陸文靜. 環(huán)境工程學報. 2018(08)
[3]微波-高錳酸鉀耦合調(diào)理城市剩余活性污泥[J]. 劉昌庚,曾成華,伍斌,楊紹利. 環(huán)境污染與防治. 2018(02)
[4]硝化污泥胞外聚合物分層組分提取方法的比較[J]. 肖倩,楊壘,任勇翔,汪旭暉,朱鵬濤,陳寧. 環(huán)境科學學報. 2018(08)
[5]Fenton氧化對剩余污泥的溶胞效果[J]. 張彥平,張千,李一兵,呼瑞琪,成玉飛. 工業(yè)水處理. 2018(01)
[6]污泥濕式氧化試驗研究及經(jīng)濟性分析[J]. 李維成,覃小剛,房慧,文路,王煥,楊歡,孫登科. 動力工程學報. 2018(01)
[7]超聲破解對剩余污泥內(nèi)含營養(yǎng)物及粒徑的影響[J]. 江云,朱曙光,歐陽匡中,左明明,姜宇,管冰鏡,翟蘇皖,王志偉,丁晨風. 環(huán)境工程學報. 2018(05)
[8]石家莊市區(qū)道路徑流雨水污染特征調(diào)查[J]. 關(guān)彤軍,張春會,王雯,馮寶葉,趙全勝,魏云飛. 河北科技大學學報. 2017(06)
[9]剩余污泥資源化合成微生物油脂制備生物柴油技術(shù)研究進展[J]. 裘湛. 中國給水排水. 2017(16)
[10]臭氧預處理對剩余污泥特性及厭氧消化的影響[J]. 石璞玉,孫力平,謝春雨,鄭亞哲,邱春生. 環(huán)境工程學報. 2017(06)
博士論文
[1]超聲溶胞污泥回流-SBR工藝典型重金屬再分配及累積的研究[D]. 萬甜.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]高性能復合云母紙的制造技術(shù)及增強機理的研究[D]. 張小偉.武漢理工大學 2011
碩士論文
[1]高級氧化技術(shù)用于垃圾滲濾液深度處理實驗研究[D]. 吳晴.蘭州交通大學 2016
[2]石家莊市工業(yè)污泥防治研究[D]. 王文中.河北科技大學 2014
[3]城市污水處理廠污泥超臨界氣化反應研究[D]. 王嘗.湖南大學 2013
[4]改性沸石對城市污泥的調(diào)理及機理分析[D]. 趙瑞娟.湖南大學 2012
[5]城市污水廠污泥回收蛋白質(zhì)的技術(shù)研究[D]. 劉玉蕾.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[6]堿性Na2EDTA配合浸出—電積法從次氧化鋅煙灰中回收鉛[D]. 劉青.中南大學 2012
[7]城市生活垃圾滲濾液污染砂土電阻率模型的構(gòu)建及應用[D]. 吳水娟.中國海洋大學 2012
本文編號:3501476
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