發(fā)布時間：2020-11-03 09:26

　　 剩余污泥處理和處置問題的日益突出使得污泥減量成為必然。在目前國內(nèi)外研究的污泥減量技術中,利用臭氧進行隱性生長的污泥減量技術由于其破解效率高、不產(chǎn)生毒副作用等特點成為該方向研究的熱點。臭氧具有強的殺傷力,它能夠滲入細胞壁從而破壞細菌有機體鏈狀結(jié)構(gòu)導致細菌的死亡,細胞溶解釋放有機物質(zhì)到水中,而這些自產(chǎn)底物可重新被用于生物代謝,這樣部分有機碳的重復使用將會導致污泥產(chǎn)量的減少。利用臭氧對剩余污泥進行破解,可以使污泥胞內(nèi)外物質(zhì)溶出進入液相,改變污泥特性,還有可能形成新的剩余污泥減量排放處理工藝。本文利用臭氧破解活性污泥以研究臭氧破解污泥的若干基礎理論問題,并探索將臭氧直接作用在活性污泥反應器上進行同步臭氧氧化實現(xiàn)污泥減量排放工藝的可能性及處理特性。 通過靜態(tài)試驗的方法了解了臭氧破解活性污泥的機理,并從理論上分析了各指標溶出規(guī)律。試驗結(jié)果表明:經(jīng)臭氧破解后污泥液相中的SCOD、TN、NH_(3-)N、有機氮、NO_3~--N、TP、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)隨臭氧濃度和臭氧投加量的增加有不同程度的增加,而NO_2~--N、總蛋白質(zhì)、TOC、pH值、污泥SOUR及SVI值則呈現(xiàn)下降趨勢。理論分析發(fā)現(xiàn),本研究中SCOD和TN的溶出均低于理論值,分析是由于當微生物細胞壁破裂后,細胞質(zhì)進入了液相,在液相中與臭氧直接接觸而發(fā)生化學氧化作用,部分有機物被氧化成為二氧化碳、氮氣和氨氣從水中逸出;臭氧破解過程中污泥活性有較大程度的降低,SOUR從初始的9.92mgO_2/gVSS·h下降到5.92mgO_2/gVSS·h,VSS/SS從0.78降低到0.68;臭氧破解使得絮體尺寸變小、密度提高,沉降性能得到很大提高,污泥pH值從中性變?yōu)槿跛嵝浴?利用二元線性回歸法建立臭氧濃度和臭氧投加量對臭氧破解效率的模型可以看出,臭氧破解污泥過程中的液相SCOD、蛋白質(zhì)、多糖的溶出和TOC的破解與臭氧濃度和臭氧投加量呈正比指數(shù)關系。 在前面機理分析的基礎上,確定后續(xù)工藝的臭氧作用條件為臭氧濃度36.65mg/L,臭氧投加量0～0.04gO_3/gSS。 將臭氧直接作用于生物反應器進行隱性生長,能實現(xiàn)污泥的減量排放。本試驗選取SBR和MBR兩種生物反應器作為同步臭氧氧化污泥減量的研究系統(tǒng)。 考察了各臭氧投加量下SBR污泥減量系統(tǒng)的污泥濃度、污泥性能和出水水質(zhì)變化情況,并與對照系統(tǒng)進行對比分析。結(jié)果表明:同步臭氧氧化可以降低SBR系統(tǒng)的平均表觀污泥產(chǎn)率,對照系統(tǒng)的平均污泥產(chǎn)率系數(shù)為0.45gSS/gSCOD,而在臭氧投加量為0.01、0.02、0.025、0.03gO_3/gSS時的平均產(chǎn)率系數(shù)分別為0.36、0.2、0.11、0.03gSS/gSCOD,在50d的連續(xù)運行中,對照系統(tǒng)共排放約150g干污泥,而臭氧減量系統(tǒng)僅排放47.2g干污泥;臭氧氧化對SBR系統(tǒng)出水的COD、NH_3-N、TP影響較小,在臭氧投加量小于0.03g03/gSS時,去除率分別為92.5%、91.1%和80.5%;臭氧氧化對污泥活性的影響較小,在臭氧投加量小于0.03gO_3/gSS條件下,保持了85.3%以上的活性;隨著臭氧投加量的增加,污泥SVI值下降。 對反應器在臭氧投加量為0.03gO_3/gSS時進行了30天的連續(xù)運行研究。結(jié)果表明,同步臭氧氧化可以明顯減少SBR反應器的污泥排放量,在不排泥的情況下對照系統(tǒng)MLSS增加了5907mg/L,而臭氧減量系統(tǒng)污泥MLSS僅增加了643mg/L。但隨著臭氧的長期投入,反應器內(nèi)污泥活性下降會影響出水水質(zhì)。 考察了各臭氧投加量下MBR污泥減量效能的影響研究。發(fā)現(xiàn)MBR對照系統(tǒng)的平均污泥產(chǎn)率為0.32gSS/gSCOD,而在臭氧投加量分別為0.01、0.015、0.02、0.025、0.03 gO_3/gSS時,系統(tǒng)平均污泥產(chǎn)率系數(shù)分別為0.25、0.16、0.07、0.021、0.016 gMLSS/gSCOD,當臭氧投加量大于0.025gO_3/gSS時,污泥產(chǎn)率系數(shù)接近零,在50d的連續(xù)運行中,對照系統(tǒng)共排放143 g干污泥,而臭氧減量系統(tǒng)共排放48g干污泥;臭氧氧化對MBR系統(tǒng)出水的COD、NH_3-N影響甚小,充分體現(xiàn)了MBR系統(tǒng)的高效穩(wěn)定性,但由于MBR系統(tǒng)對磷的處理效果不好,因此投加臭氧后更加重了除磷的難度;隨著臭氧的加入,污泥活性下降。 在臭氧投加量為0.025gO_3/gSS條件下對反應器進行了為期30天的連續(xù)運行試驗。結(jié)果表明,在不排泥的情況下,MLSS在30天增加了4 863mg/L;而臭氧減量系統(tǒng)污泥MLSS僅增加了380mg/L;臭氧的加入對污泥出水水質(zhì)沒有很大影響。
【學位單位】：南昌大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：X703.1
【部分圖文】：

用顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)大量原后生動物，菌膠團結(jié)構(gòu)緊密;污泥濃度為 3500m留L，污泥沉降性能較好，SVS、SV3。和SVI分別為26、16、45.7。接種污泥外觀及微生物見圖2.1。(a)接種污泥外觀x50(b)變形蟲屬(枷 oeba)x100(C)纖毛蟲屬(cz’了角 te)x100(d)鐘蟲屬(汾廠t比曰1a)/100圖2.1接種污泥外觀及微生物種群 Fig.2.1APPeraneeandmierobialeo一nmunityofseedsludge

次污泥膨脹與低溶解氧濃度和低污泥負荷有關。但經(jīng)過18天的運行，A、B反應器中的SVI并沒有顯著下降，污泥仍然處于膨脹狀態(tài)，鏡檢發(fā)現(xiàn)，反應器中污泥絲狀菌仍然大量存在(圖2.5a)。為此，從第29天開始，對B反應器采用同時提高溶解氧濃度和污泥負荷的方式運行，發(fā)現(xiàn)B反應器(圖2.4)的SVI雖在開始幾天有上升趨勢，但從34天以后Svl值逐漸下降，在第48天降至98mL/g并相對趨于平穩(wěn)，此時，污泥膨脹已經(jīng)得到控制，鏡檢發(fā)現(xiàn)污泥中菌膠團細菌己占據(jù)優(yōu)勢，絲狀菌只是零星地分布在菌膠團細菌之間(圖2.5b)。而從試驗結(jié)果也可以發(fā)現(xiàn)

2.L2臭氧臭氧發(fā)生器為杭州榮欣電子設備有限公司生產(chǎn)的CHY-3型臭氧發(fā)生器(見圖2.8)，氣源流量范圍為0~80L爪，最大臭氧產(chǎn)生量為3妙，臭氧發(fā)生原理為電暈放電，利用高速電子具有的動能(6一7eV)轟擊氧分子，使其分解為氧原子接著通過三體碰撞反應形成臭氧。氣源流量分別為10、20、30、40、50、60、70L爪條件下，該臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)生量分別為0.30、 0.60、 1.05、 1.68、 1.96、2.40、2.959/h;產(chǎn)生的臭氧濃度分別為3r.so、3一96、32.23、33.89、36.65、39.33、4o.25mg/L。本試驗中不同氣源流量下，臭氧投加量與處理時間的關系如圖2.9所示。圖2.8臭氧發(fā)生器 Fig.2.8Ozonegenerator一10Llh一ZOUh--月二一30Ljh一(一4OL加--代二一50L
【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 王廣華;ClO_2耦合超聲波破解污泥溶出機理與微生物隱性生長的污泥減量研究[D];華南理工大學;2011年

相關碩士學位論文 前5條

1 任媛媛;臭氧—活性炭飲用水深度處理工藝的優(yōu)化研究[D];華南理工大學;2011年

2 李明松;市政污泥氧化破膜深度脫水機理探討[D];湖南農(nóng)業(yè)大學;2011年

3 康曉菲;與蠕蟲床聯(lián)用的污水處理工藝的選擇和運行效果研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

4 曾海燕;臭氧化MBR中臭氧控制膜污染的研究[D];南昌大學;2010年

5 徐召燃;污泥臭氧氧化及其回流可行性研究[D];浙江工業(yè)大學;2012年

本文編號：2868403