厭氧消化是污泥穩(wěn)定化處理的重要途徑,但其過程易受酸抑制、硫化物毒害等因素的影響,使得處理效率和沼氣品位較低。厭氧體系中引入鐵物質(zhì)可有效減輕不利因素的影響,但不同形態(tài)的鐵對消化過程作用各異,結(jié)果也大不相同�；诖�,本研究選擇了不同粒徑的零價鐵（ZVI）、不同類型的三價鐵鹽及不同絡(luò)合條件的螯合鐵,構(gòu)建了ZVI-污泥厭氧消化體系、Fe（III）-污泥高溫厭氧消化體系和螯合鐵-污泥高溫厭氧消化體系,探討了體系內(nèi)主要理化參數(shù)、有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律及其可生化性、Fe的存在形態(tài)變化以及微生物種群結(jié)構(gòu)變化,闡明了不同鐵物質(zhì)影響污泥厭氧消化的機(jī)理,得到以下研究結(jié)果:（1）ZVI-污泥厭氧消化體系研究發(fā)現(xiàn),中溫厭氧消化條件下投加ZVI 10 g/L時,最大累積產(chǎn)甲烷量可達(dá)到264.9 mL/g·VS,比對照組提高113.9%,說明ZVI的投加可有效促進(jìn)污泥厭氧消化過程。同時,考查不同粒徑ZVI的影響,發(fā)現(xiàn)不同粒徑大小ZVI對污泥水解酸化均有促進(jìn)作用,并強(qiáng)化了乙酸化過程,尤以納米鐵（NZVI）效果最佳;對于產(chǎn)甲烷過程,ZVI-100、ZVI-1000和NZVI體系的累積產(chǎn)甲烷量分別達(dá)到171.6 mL/g·VS、... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 污泥處理處置概述
        1.2.1 污泥的來源及組成
        1.2.2 污泥的污染性與資源性
        1.2.3 污泥處理處置方式
    1.3 污泥厭氧消化研究進(jìn)展
        1.3.1 污泥厭氧消化原理
        1.3.2 污泥厭氧消化影響因素
        1.3.3 污泥厭氧消化動力學(xué)限制
        1.3.4 污泥厭氧消化強(qiáng)化技術(shù)
    1.4 鐵強(qiáng)化厭氧消化過程研究進(jìn)展
        1.4.1 零價鐵（ZVI）在污染治理中的應(yīng)用
        1.4.2 Fe（Ⅲ）在污染治理中的應(yīng)用
        1.4.3 金屬螯合物在污染治理中的應(yīng)用
    1.5 研究意義與主要內(nèi)容
        1.5.1 研究目的與意義
        1.5.2 研究主要內(nèi)容
        1.5.3 論文技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)裝置與分析方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)污泥來源與性質(zhì)
    2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
    2.3 主要分析指標(biāo)與測試方法
        2.3.1 污泥固相指標(biāo)的測定
        2.3.2 污泥液相指標(biāo)測定
        2.3.3 污泥氣相組分測定
        2.3.4 產(chǎn)甲烷活性的測定
        2.3.5 微生物種群結(jié)構(gòu)分析
        2.3.6 Fe在污泥中存在形態(tài)分析
        2.3.7 Gompertz動力學(xué)模型
第三章 ZVI對污泥厭氧消化過程的影響研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        3.1.1 不同投加量ZVI對污泥中溫厭氧消化過程的影響
        3.1.2 不同粒徑ZVI對污泥中溫厭氧消化過程的影響
        3.1.3 ZVI對污泥高溫厭氧消化快速啟動過程的影響
    3.2 不同投加量ZVI對污泥中溫厭氧消化過程的影響
        3.2.1 累積產(chǎn)沼氣/甲烷對比分析
        3.2.2 關(guān)鍵指標(biāo)影響分析
    3.3 不同粒徑ZVI對污泥中溫厭氧消化過程的影響
        3.3.1 水解酸化階段分析
        3.3.2 累積產(chǎn)沼氣量分析
        3.3.3 體系穩(wěn)定性評價
        3.3.4 碳代謝過程分析
        3.3.5 上清液中有機(jī)組分變化及可生化性分析
        3.3.6 Fe腐蝕作用對磷吸收的影響
        3.3.7 微生物種群結(jié)構(gòu)分析
    3.4 ZVI對污泥高溫厭氧消化快速啟動過程的影響
        3.4.1 水解酸化階段分析
        3.4.2 厭氧消化過程動力學(xué)分析
        3.4.3 體系穩(wěn)定性評價
        3.4.4 碳代謝過程分析
        3.4.5 上清液中有機(jī)組分變化及可生化性分析
        3.4.6 Fe腐蝕作用對磷吸收的影響
        3.4.7 微生物種群結(jié)構(gòu)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 Fe（Ⅲ）對污泥高溫厭氧消化過程的影響研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.1.1 Fe（Ⅲ）對污泥高溫厭氧消化過程的影響
3投加時段對污泥高溫厭氧過程的影響">        4.1.2 FeCl₃投加時段對污泥高溫厭氧過程的影響
3投加量對污泥高溫厭氧過程的影響">        4.1.3 FeCl₃投加量對污泥高溫厭氧過程的影響
    4.2 Fe（Ⅲ）對污泥高溫厭氧消化過程的影響
        4.2.1 厭氧消化性能分析
        4.2.2 體系pH和 ORP變化
        4.2.3 碳代謝過程分析
        4.2.4 氮代謝過程分析
        4.2.5 上清液中有機(jī)組分變化及可生化性分析
        4.2.6 Fe的生物可利用性及歸趨分析
        4.2.7 微生物種群結(jié)構(gòu)分析
3投加時段對污泥高溫厭氧消化過程的影響">    4.3 FeCl₃投加時段對污泥高溫厭氧消化過程的影響
        4.3.1 厭氧消化過程動力學(xué)分析
        4.3.2 體系pH和 ORP變化
        4.3.3 碳代謝過程分析
        4.3.4 上清液中有機(jī)組分變化及可生化性分析
        4.3.5 Fe的生物可利用性及歸趨分析
3投加量對污泥高溫厭氧消化過程的影響">    4.4 FeCl₃投加量對污泥高溫厭氧消化過程的影響
        4.4.1 累積產(chǎn)甲烷量分析
        4.4.2 體系pH和 ORP變化
        4.4.3 碳代謝過程分析
        4.4.4 上清液中有機(jī)組分變化及可生化性分析
        4.4.5 Fe的生物可利用性及歸趨分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 螯合鐵對污泥高溫厭氧消化過程的影響研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        5.1.1 檸檬酸螯合鐵對污泥高溫厭氧消化過程的影響
        5.1.2 EDTA螯合鐵對污泥高溫厭氧消化過程的影響
    5.2 檸檬酸螯合鐵對污泥高溫厭氧消化過程的影響
        5.2.1 產(chǎn)甲烷過程分析
        5.2.2 體系穩(wěn)定性評價
        5.2.3 上清液中有機(jī)組分變化分析
        5.2.4 產(chǎn)甲烷活性分析
        5.2.5 Fe的生物可利用性評價
        5.2.6 微生物種群結(jié)構(gòu)分析
    5.3 EDTA螯合鐵對污泥高溫厭氧消化過程的影響
        5.3.1 產(chǎn)甲烷過程分析
        5.3.2 體系穩(wěn)定性評價
        5.3.3 上清液中有機(jī)組分變化分析
        5.3.4 產(chǎn)甲烷活性分析
        5.3.5 Fe的生物可利用性評價
        5.3.6 微生物種群結(jié)構(gòu)分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
附錄 英文縮寫與中文名稱對照
附圖 三維熒光光譜圖


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]改善污泥厭氧消化性能的預(yù)處理技術(shù)[J]. 藺金賢,朱南文,袁海平,于豹.  凈水技術(shù). 2013(03)
[3]地下環(huán)境中鐵氧化物生物異化還原耦合降解硝基苯的影響因素研究[J]. 馬小蘭,丁琳潔,董軍,孫楊,何正坤,許超.  生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2012(06)
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[6]污泥厭氧消化技術(shù)的研究與進(jìn)展[J]. 曹秀芹,陳愛寧,甘一萍,常江,周軍.  環(huán)境工程. 2008(S1)
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博士論文
[1]污泥熱干燥與焚燒特性研究[D]. 肖漢敏.華南理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]利用Fe(Ⅲ)抑制污泥厭氧消化中硫化氫形成的研究[D]. 王素春.西安建筑科技大學(xué) 2013
[2]餐廚垃圾厭氧發(fā)酵過程酶學(xué)表征[D]. 李永燦.江南大學(xué) 2010
[3]城鎮(zhèn)污水處理廠污泥建材利用工藝研究[D]. 汪齊.長安大學(xué) 2010



本文編號：2930401