剩余污泥是污水處理廠的主要伴生污染物,具有產(chǎn)量大、有機(jī)物含量高、氮磷等元素含量豐富等特征,資源回收利用潛力較大。本研究立足于剩余污泥資源化梯級回收碳、磷物質(zhì),圍繞著污泥厭氧發(fā)酵過程產(chǎn)酸效率和釋磷效率低的問題,重點探討了厭氧產(chǎn)酸發(fā)酵過程對剩余污泥碳源有機(jī)物快速轉(zhuǎn)化和磷快速釋放的影響因素及作用機(jī)制。針對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸效率和速率低這一限制因素,探討了初始堿性對污泥厭氧產(chǎn)酸的促進(jìn)效能,提出了基于高鐵酸鉀和堿聯(lián)合高鐵酸鉀強(qiáng)化污泥厭氧產(chǎn)酸的新方法。結(jié)果表明:初始pH10.0的條件下,提高剩余污泥破解水解酸化效果的最佳時間是30 min,短鏈脂肪酸的最大累積量在第3天達(dá)到,為240 mg COD/gVSS,是對照組的2.88倍。利用高鐵酸鉀強(qiáng)化污泥厭氧發(fā)酵過程促進(jìn)了以乙酸為主的短鏈脂肪酸的積累效能,最大累積量在投加量為56 mg Fe（VI）/g TSS時達(dá)到,為343mg COD/gVSS,是空白處理組的5.72倍。堿聯(lián)合高鐵酸鉀處理進(jìn)一步強(qiáng)化了污泥厭氧發(fā)酵過程的產(chǎn)酸效果。與單獨高鐵酸鉀處理組不同,短鏈脂肪酸的最大累積量在投加量為28 mg Fe（VI）/g TSS,pH10.0時達(dá)到,產(chǎn)酸量增... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題背景
        1.2.1 剩余污泥的來源和組成
        1.2.2 剩余污泥的處理處置途徑
        1.2.3 剩余污泥資源梯級回收技術(shù)需求
    1.3 剩余污泥厭氧發(fā)酵的基本原理
    1.4 剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的意義
        1.4.2 剩余污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的影響因素
        1.4.3 預(yù)處理方法對剩余污泥厭氧發(fā)酵影響的研究現(xiàn)狀
        1.4.4 抑制劑對剩余污泥厭氧發(fā)酵影響的研究現(xiàn)狀
    1.5 剩余污泥厭氧發(fā)酵過程伴生產(chǎn)物磷的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 剩余污泥中磷的回收意義
        1.5.2 剩余污泥中磷的釋放和回收研究現(xiàn)狀
    1.6 本課題的研究目的和意義
    1.7 本課題的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.7.1 主要研究內(nèi)容
        1.7.2 技術(shù)路線
第2章 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 污泥來源與性質(zhì)
        2.1.2 實驗儀器
        2.1.3 實驗試劑
    2.2 實驗設(shè)計
        2.2.1預(yù)處理對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸的影響實驗
        2.2.2 BACs對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸的影響實驗
        2.2.3剩余污泥厭氧發(fā)酵過程磷釋放規(guī)律解析實驗
    2.3 分析檢測方法
        2.3.1 短鏈脂肪酸的測定方法
        2.3.2 氣體組分的測定方法
        2.3.3 QACs的測定方法
        2.3.4 磷形態(tài)分析方法
        2.3.5 胞外聚合物提取方法
        2.3.6 酶活性的測定方法
        2.3.7 微生物群落結(jié)構(gòu)分析方法
        2.3.8 常規(guī)指標(biāo)測定方法
    2.4 計算分析方法
第3章 預(yù)處理方法對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸的促進(jìn)作用研究
    3.1 引言
    3.2 堿預(yù)處理對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸效能的影響
        3.2.1 溶解性有機(jī)物分析
        3.2.2 短鏈脂肪酸積累效能分析
    3.3 高鐵酸鉀預(yù)處理對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸效能的影響
        3.3.1 短鏈脂肪酸積累效能分析
        3.3.2 剩余污泥破解效能分析
        3.3.3 水解酶活性分析
        3.3.4 微生物群落結(jié)構(gòu)分析
    3.4 堿聯(lián)合高鐵酸鉀預(yù)處理對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸效能的影響
        3.4.1 短鏈脂肪酸積累效能分析
        3.4.2 溶解性有機(jī)物分析
        3.4.3 微生物群落結(jié)構(gòu)分析
    3.5 幾種典型預(yù)處理方法對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸的促進(jìn)效能比較
    3.6 本章小結(jié)
第4章 季銨鹽抗菌劑BACs對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸的影響及機(jī)制解析
    4.1 引言
    4.2 BACs鏈長和含量對剩余污泥厭氧產(chǎn)酸的影響
        4.2.1 短鏈脂肪酸積累效能分析
        4.2.2 污泥破解效能分析
        4.2.3 甲烷累積量分析
        4.2.4 BACs對厭氧功能微生物群落的影響
        4.2.5 特征菌屬與污泥厭氧產(chǎn)酸效能之間的關(guān)聯(lián)性分析
        4.2.6 BACs對污泥厭氧產(chǎn)酸過程的影響機(jī)制解析
    4.3 實際BACs組成比例對污泥厭氧產(chǎn)酸的影響
        4.3.1 溶解性蛋白質(zhì)和多糖的變化
        4.3.2 短鏈脂肪酸積累效能分析
    4.4 BACs對連續(xù)流污泥厭氧發(fā)酵體系運行的影響
        4.4.1 溶解性蛋白質(zhì)和多糖的變化
        4.4.2 短鏈脂肪酸積累效能分析
        4.4.3 甲烷積累量分析
        4.4.4 功能微生物群落活性和結(jié)構(gòu)分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 剩余污泥厭氧產(chǎn)酸過程磷釋放效能及其影響因素研究
    5.1 引言
    5.2 預(yù)處理和抗菌劑對剩余污泥厭氧磷釋放的影響
        5.2.1 剩余污泥厭氧發(fā)酵過程磷的積累效能分析
        5.2.2 胞外聚合物中磷的釋放及遷移變化解析
        5.2.3 胞外聚合物磷釋放對溶解性總磷的貢獻(xiàn)分析
    5.3 剩余污泥厭氧發(fā)酵過程磷形態(tài)遷移轉(zhuǎn)化研究
        5.3.1 剩余污泥中磷的形態(tài)分析
        5.3.2 磷的釋放效能及釋放動力學(xué)解析
        5.3.3 磷形態(tài)遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律分析
        5.3.4 固相不同形態(tài)磷溶解對液相總磷的貢獻(xiàn)分析
    5.4 厭氧發(fā)酵過程pH切換對磷遷移轉(zhuǎn)化的影響
        5.4.1 磷的釋放效能與釋放動力學(xué)解析
        5.4.2 pH切換對磷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響
    5.5 基于磷形態(tài)遷移轉(zhuǎn)化的磷釋放機(jī)制解析
    5.6 基于厭氧發(fā)酵的污泥資源回收潛力分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]堿解剩余污泥上清液制備磷酸銨鎂的研究[D]. 畢薇.華南理工大學(xué) 2014
[5]預(yù)處理方法對污泥厭氧耦合微生物電解及厭氧消化產(chǎn)能的影響[D]. 賀張偉.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[6]高錳酸鉀/高鐵酸鉀破解剩余污泥研究[D]. 武辰.北京林業(yè)大學(xué) 2014
[7]高鐵酸鉀和鐵屑微電解處理苯酚廢水研究[D]. 張力.湘潭大學(xué) 2013
[8]剩余污泥高溫微氧溶胞預(yù)處理及其發(fā)酵產(chǎn)酸性能研究[D]. 侯雅男.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[9]磷酸鹽沉淀法回收污泥中的磷[D]. 衛(wèi)志強(qiáng).大連理工大學(xué) 2010



本文編號：3170688