【摘要】：隨著我國城市生活垃圾量的快速遞增和污水處理廠污泥產(chǎn)量的不斷增長,將其無害化和資源化處理與處置迫在眉睫。論文在全面綜述當(dāng)前國內(nèi)外生活垃圾和污水處理廠污泥處理與處置技術(shù)時,發(fā)現(xiàn)將二者分開單獨(dú)處理與處置,過程繁瑣,在一定程度上增加了處理和管理的難度,限制了垃圾和污泥的資源化;認(rèn)為開發(fā)一種新型的將生活垃圾與污水處理廠污泥在同一反應(yīng)器中一體化處理,并充分利用垃圾產(chǎn)熱為污泥厭氧消化提供溫度條件,不僅節(jié)約用地,便于管理,而且還節(jié)約能源,產(chǎn)生新能源。為此,論文在污泥濃縮消化一體化反應(yīng)器的基礎(chǔ)上,開發(fā)了城市生活垃圾與污水處理廠污泥一體化處理反應(yīng)器。主要研究內(nèi)容包括:以污泥濃縮消化一體化反應(yīng)器TISTD為基礎(chǔ),結(jié)合垃圾厭氧/好氧堆肥處理原理設(shè)計(jì)開發(fā)了一體化處理城鎮(zhèn)生活垃圾與污水處理廠污泥的反應(yīng)器;以餐廳廚房垃圾及污水處理廠二沉池的污泥為研究對象對反應(yīng)器進(jìn)行了優(yōu)化;利用優(yōu)化反應(yīng)器一體化處理了廚余垃圾和污水處理廠二沉池污泥,并對優(yōu)化反應(yīng)器的處理效果進(jìn)行了分析。取得的主要成果有: ①以污泥濃縮消化一體化反應(yīng)器TISTD為基礎(chǔ),結(jié)合垃圾堆肥處理原理提出反應(yīng)器設(shè)計(jì)的思路及設(shè)計(jì)要點(diǎn),依照小城鎮(zhèn)生活垃圾實(shí)際產(chǎn)生量當(dāng)中有機(jī)質(zhì)的含量與相同規(guī)模的小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)生量的比值確定了反應(yīng)器垃圾堆肥倉與污泥濃縮消化倉的體積比(1:1),反應(yīng)器有效容積為440L,污泥倉設(shè)計(jì)投配率30%,垃圾倉每次添加新鮮垃圾40kg,垃圾處理采用厭氧發(fā)酵的方式。 ②試驗(yàn)考察了反應(yīng)器在啟動階段的運(yùn)行狀況,結(jié)果表明:在整個試驗(yàn)過程中,反應(yīng)器各部分的溫度變化趨勢基本一致,但是兩倉的溫度均較低;垃圾倉一直為酸性較強(qiáng)的環(huán)境,雖然產(chǎn)生較多的氣體(最大25L/d)能為污泥倉補(bǔ)充攪拌用氣體,但垃圾發(fā)酵周期長;污泥倉同樣出現(xiàn)了較嚴(yán)重的酸化現(xiàn)象,有機(jī)質(zhì)去除效果差,VS/TS僅從0.4～0.8降為0.3～0.45,VSS去除率也只在0.18～0.25之間。說明反應(yīng)器持續(xù)運(yùn)行狀況不理想。 ③根據(jù)反應(yīng)器存在的不足,在對反應(yīng)器運(yùn)行效果充分分析的基礎(chǔ)上對反應(yīng)器進(jìn)行了優(yōu)化:通過熱平衡方程的計(jì)算將垃圾倉與污泥倉的容積比確定為5:1,將兩倉之間的隔板改為PP板,反應(yīng)器外加保溫層。優(yōu)化反應(yīng)器總的有效容積為710L,其中垃圾倉600L,采用好氧堆肥方式,垃圾倉將污泥濃縮消化倉完全包圍住,增加了氣體除臭系統(tǒng)。 ④通過多次試驗(yàn)對優(yōu)化反應(yīng)器的運(yùn)行狀況進(jìn)行了考察,結(jié)果表明:污泥倉溫度的變化曲線趨勢與垃圾倉的一致,污泥倉的溫度平均低于垃圾倉10℃左右,垃圾倉最高溫度達(dá)到50℃,污泥倉的溫度在污泥厭氧消化的適宜溫度范圍內(nèi);反應(yīng)器pH變化范圍不大,在啟動1周后基本上在中性左右波動;污泥倉VS/TS平均下降了32.2%,含水率平均下降了1.43%,在污泥倉在反應(yīng)器啟動的20～30天時,產(chǎn)氣量漸趨穩(wěn)定,日產(chǎn)氣量為15L左右,排泥比阻為7.2×1011m/kg～7.9×1011m/kg;說明反應(yīng)器運(yùn)行平穩(wěn),污泥倉對污泥濃縮消化的效果要優(yōu)于垃圾倉對垃圾的處理效果;除臭系統(tǒng)對反應(yīng)器運(yùn)行過程中產(chǎn)生的臭氣除臭效果良好。 ⑤優(yōu)化反應(yīng)器的垃圾倉中的纖維素酶和蛋白酶的活性波動較大,但污泥倉中的蛋白酶的活性和輔酶F420濃度在分別在反應(yīng)器啟動的第3天和第5天達(dá)到峰值,并一直處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。 ⑥反應(yīng)器中的垃圾和污泥DNA的PCR擴(kuò)增圖譜條帶較明顯、亮度較高,無明顯拖尾和RNA干擾現(xiàn)象,說明系統(tǒng)中垃圾和污泥微生物含量豐富。在反應(yīng)器運(yùn)行的不同時期,垃圾、垃圾滲濾液和污泥中TGGE圖譜具有多個條帶,說明微生物種群呈多樣性分布,表明反應(yīng)器在運(yùn)行過程中能維持多種微生物的存在,能夠承受高沖擊負(fù)荷。泳帶條帶顯示,污泥樣品生物多樣性最好。 研究證實(shí)將城市生活垃圾和污水處理廠污泥置于同一反應(yīng)器一體化處理簡單可行,研究成果為進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)器并最終推動此反應(yīng)器在小城鎮(zhèn)實(shí)踐具有重要的意義。
【圖文】：

等[37]以木薯和廚余垃圾的混合物為材料，在厭氧的條件下，對比研究了在有光和黑暗時的產(chǎn)氫情況。P.A. Caton等[38]以美國海軍學(xué)院的廚余垃圾為研究對象，研究了從中回收能量的可行性和方法。Banjarata Jolanun等[39]通過對食物殘?jiān)逊实难芯堪l(fā)現(xiàn)粘土是廚余垃圾堆肥時很好的膨脹劑。1.5 污水處理廠污泥處理與處置技術(shù)污泥處理處置的目的和原則有：一是穩(wěn)定化，通過穩(wěn)定化處理消除惡臭；二是無害化，通過無害化處理，殺滅生物固體中（污泥）的蟲卵及致病微生物；三是減量化，通過處理使之便于運(yùn)輸儲存；四是資源化，，實(shí)現(xiàn)污泥有效利用[40]。1.5.1 污泥處理與處置方法污泥的濃縮、穩(wěn)定、脫水與干化、最終處置是傳統(tǒng)污泥處理與處置的方法的四階段。隨著國內(nèi)外對污泥的深入研究，污泥的處理與處置的方式和方法也越來越多，與此同時，處理與處置污泥的設(shè)備也隨著機(jī)械設(shè)備的改善和自動化程度的提高而日益完善。圖 1.1 是當(dāng)前污泥處理與處置的主要工藝流程。

13圖 1.2 技術(shù)路線Fig.1.2 Technology roadmap來源到了“三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”開價重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”研究基金（桂科能 0704K032）重大專項(xiàng)“城市水污染控制與水環(huán)境綜合整治318-006）項(xiàng)目的資助。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X70

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 劉宏遠(yuǎn);生物反應(yīng)器填埋場系統(tǒng)的仿真研究[D];浙江大學(xué);2003年

2 葉姜瑜;SUFR系統(tǒng)中微生物多樣性及穩(wěn)定性的試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李志浩;污泥與生活垃圾一體化處理中試設(shè)備處理污水廠污泥研究[D];重慶大學(xué);2014年

本文編號：2709579