污水處理廠的脫水污泥直接進(jìn)行厭氧消化處理具有有機(jī)物降解效率低、產(chǎn)能少的特點(diǎn),而熱處理可以改變污泥的脫水性能,提高污泥厭氧消化過程中有機(jī)物的水解速率,提高厭氧消化效率�？疾炝瞬煌瑴囟龋�40、50、 60、 70和80℃）下的熱處理對污泥中化學(xué)物質(zhì)釋放的影響。結(jié)果顯示,經(jīng)過不同溫度的熱處理后,污泥中氮、磷、有機(jī)物、可溶性蛋白質(zhì)和多糖的釋放量隨溫度升高和處理時(shí)間延長呈現(xiàn)不同程度的增大�？紤]到成本和釋放效果,污泥熱處理最佳工藝條件為:60℃加熱60 min,這時(shí)污泥中的化學(xué)物質(zhì)都可達(dá)到較為理想的釋放效果。 

【文章來源】：工業(yè)用水與廢水. 2020,51(04)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同溫度熱處理后磷酸鹽和總磷濃度變化

熱處理對污泥中SCOD釋放作用的影響如圖3所示。從圖3可以看出，溶液中SCOD的濃度隨加熱時(shí)間的延長而逐漸增大，且不同溫度對污泥中有機(jī)物的溶出和釋放過程存在差異。在40和50℃加熱條件下，SCOD濃度在90 min內(nèi)的變化趨勢一致，但此后，50℃加熱條件下SCOD濃度增加幅度比40℃更大，在150 min時(shí)SCOD質(zhì)量濃度為1 228.9mg/L。而在60、70和80℃加熱條件下，溶液中SCOD濃度在前30 min內(nèi)增加幅度較大，而后呈現(xiàn)一個(gè)緩慢的增加趨勢，在150 min時(shí)SCOD的質(zhì)量濃度為1 282.1～1 338.9 mg/L。苑宏英等[10]研究表明，加熱1.5 h溶液中SCOD濃度才趨于穩(wěn)定，加熱2 h達(dá)到最大。污泥中有機(jī)物主要是揮發(fā)性懸浮固體，由細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物等組成[16]。因此隨著溫度的升高，污泥中這些生物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)首先會(huì)被破壞，固體物質(zhì)溶解，接著RNA、DNA和細(xì)胞壁被破壞，甚至發(fā)生蛋白質(zhì)變性的現(xiàn)象，導(dǎo)致溶液中SCOD濃度呈現(xiàn)隨溫度升高而增加的趨勢[16,20]。Do等[21]研究表明，在60～90℃條件下的熱處理后，污泥的生物降解效率提高了1.4～2.2倍。SCOD是污泥破解程度的重要指示指標(biāo)，SCOD濃度越高，污泥絮體破解越完全，后續(xù)越易被生物利用[22]。

由圖1(c）可以看出，總氮變化基本反映了氨氮和硝態(tài)氮總和的變化趨勢，都隨時(shí)間的延長而逐漸增加。在40和50℃加熱條件下，溶液中總氮濃度以及變化趨勢一致，隨時(shí)間一直呈現(xiàn)增加趨勢。而在60、70和80℃加熱條件下，溶液中總氮濃度更高，150 min時(shí)其質(zhì)量濃度范圍為59.4～64.7 mg/L，且溶液中總氮變化趨勢較為一致，前30 min總氮釋放速率最大，而后水體中總氮濃度隨時(shí)間呈現(xiàn)微弱增加趨勢。同時(shí)，通過計(jì)算可以看出，溶液中總氮濃度要大于氨氮和硝酸鹽氮的濃度之和，表明熱處理促進(jìn)了污泥中有機(jī)氮的溶出和釋放，這與薛濤等[12]的研究結(jié)論一致。污泥中的氮主要賦存于蛋白質(zhì)中，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，污泥中氮的含量從高到低依次為蛋白質(zhì)-氮、吡啶-氮、銨態(tài)氮、吡咯-氮，其中蛋白質(zhì)-氮的比例最大約占55%[13-14]。熱處理過程中從污泥絮體和細(xì)胞內(nèi)溶解出的有機(jī)物發(fā)生水解，生成溶解性中間產(chǎn)物，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為相對分子質(zhì)量更小的化合物，如有機(jī)酸、氨和二氧化碳等[15-16]。溶液中硝酸鹽氮和氨氮的區(qū)別，主要與2種形態(tài)氮的基本特性有關(guān)，后者受溫度影響較大，導(dǎo)致40～80℃加熱條件都能促進(jìn)污泥中氨氮快速溶出。與此同時(shí)，文獻(xiàn)[17-18]研究表明，污泥中氨氣在60℃條件下開始有部分析出，主要是因?yàn)槲勰喔稍镞^程中會(huì)產(chǎn)生一定量的氨氣，這可能是導(dǎo)致30 min后各個(gè)溫度加熱處理下溶液中氨氮濃度變化較小的原因。同時(shí)，與氨氮含量相比，溶液中硝酸鹽氮含量較低，這表明污泥中以銨態(tài)氮存在形式的比例較高。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同預(yù)處理方法對脫水污泥厭氧消化的影響[J]. 余華平,黃瑛,洪鋒,周克梅,周衛(wèi)東.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]低溫?zé)崽幚韺κＳ辔勰嘤袡C(jī)物溶出及脫水性能改變的影響[J]. 彭永臻,郭思宇,李夕耀,何岳蘭,高瑤遠(yuǎn),李璐凱.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]市政污泥中磷的釋放研究進(jìn)展綜述[J]. 彭信子,劉志剛,周思琦,戴翎翎,戴曉虎.  凈水技術(shù). 2017(01)
[4]熱處理溫度對污泥水解效果的影響及其三維熒光光譜特征[J]. 李倩倩,郭亮,趙陽國,佘宗蓮,高孟春,柳苗苗.  中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(09)
[5]城市污泥慢速熱解過程中氮的轉(zhuǎn)化規(guī)律[J]. 郭明山,金晶,林郁郁,王永貞,侯封校.  化工進(jìn)展. 2016(01)
[6]溫度調(diào)節(jié)對污泥中有機(jī)質(zhì)和氮磷溶出的影響研究[J]. 苑宏英,孫錦繡,王亭,祁麗.  天津城建大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[7]水熱電解質(zhì)法污泥脫水技術(shù)[J]. 孔寶.  工業(yè)用水與廢水. 2015(03)
[8]不同熱處理溫度對污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的影響[J]. 陸源,謝育紅,鄭育毅,劉常青.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(12)
[9]市政污泥水熱干化系統(tǒng)的開發(fā)及工程化應(yīng)用[J]. 鄧舟,王偉,夏洲,張超,張麗穎,荀銳.  中國給水排水. 2012(19)
[10]污泥干化過程氨的釋放與控制[J]. 翁煥新,章金駿,劉瓉,倪偉偉,馬學(xué)文.  中國環(huán)境科學(xué). 2011(07)

碩士論文
[1]城市污泥（水）熱處理固體產(chǎn)物中磷的遷移轉(zhuǎn)化及釋放回收研究[D]. 王濤.湖南大學(xué) 2018
[2]污泥熱解過程中氮的遷移特性研究[D]. 張娜.沈陽航空航天大學(xué) 2013



本文編號：3109097