堿和超聲波預處理技術促進污泥厭氧消化效能及機理研究
發(fā)布時間：2021-09-01 13:52
針對傳統(tǒng)污泥厭氧消化反應速率慢、消化時間長、池體體積龐大、生物氣中甲烷含量低等問題,采用強化預處理的技術研究其對污泥厭氧消化的促進作用。本文分析比較了單獨超聲波、單獨堿解以及堿和超聲聯(lián)合應用對污泥的破解效果;考察了污泥經超聲波和堿聯(lián)合作用后對厭氧消化性能的影響,初步探討了污泥預處理對厭氧消化反應的促進機理,并在莫諾方程的基礎上,建立了預處理污泥厭氧消化反應過程的動力學方程。主要研究成果如下:堿和超聲波的組合方式對污泥的破解效果明顯優(yōu)于超聲波和堿的單獨處理,其不但可以提高污泥的水解速率,而且可以減少堿的投加量,縮短超聲破解的時間。由SCOD隨破解時間的變化曲線可知,各種預處理方式對污泥的水解過程可以分為快速水解和慢速水解兩個階段。對快速水解階段進行動力學分析可知,堿和超聲波同時作用的預處理方式獲得的水解速率最高,為130.3 mg SCOD /（L·min）。污泥經堿和超聲波同時作用后進行厭氧消化,其生物氣產量、有機物去除率、固體削減率均較控制組有顯著提高,并且在維持同樣的污泥產氣率和有機物去除率的條件下,堿和超聲波的預處理作用可使厭氧消化反應的污泥停留時間由一般的20d縮短到8d。預處...
【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：118 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
－3粒徑對顆粒態(tài)有機物水解酸化速率的影響
由圖可見，需要進行超聲處理的只是其中的一小股污泥，一般取剩余污泥的30％左右。從運行成本的角度考慮，也不必將其中的微生物細胞完全破解。圖1-4 德國巴姆堡市污水廠污泥超聲波處理流程示意圖巴姆堡污水廠日產濃縮污泥288m3，使用的兩臺超聲波設備處理其中的30％約80m3，每日共消耗電力240kWh，平均每方被處理的濃縮污泥耗能3kWh。從投資上講，兩臺超聲波設備投資只需要建罐費用的一小半。超聲波處理可以突破污泥消化的瓶頸，加快污泥的消化速度，增加生物氣產量，是一種理想的污泥消化的預處理技術，受到研究人員的極大重視。1.5.1.4 超聲波反應器超聲波反應器是指有聲波參與并在其作用下進行反應的容器或系統(tǒng)，它是實現(xiàn)超聲反應的場所。目前實驗室中常用的超聲反應器有槽式、探頭式、杯式等幾種形式。槽式反應器的超聲換能器緊密貼在反應器外壁或內壁；探頭式反應器的聲強很高
液在反應器外可構成回路，換能器的輸入功率、液體流速及溫度均可進行調控。該反應器增大了輻射面積，輻射更均勻，若將換能器至于管道外側還可避免腐蝕的發(fā)生，但這樣在一定程度上增大了輻射的阻抗。圖1-5為德國STN ATLASElektronik 公司研制的一個中試規(guī)模的超聲波反應器[50]。該反應器專門用于污泥處理，管道為矩形結構，反應槽體積1.3L，管道截面：45mm×45mm，在管道的每個側面各有12個由壓電陶瓷制成的平板換能器。該超聲波反應器固定頻率為31KHz，聲強范圍5W/cm2～18 W/cm2, 最大功率可達3.6kW，采用脈沖方式進行輻照。圖1-5 管道式超聲波發(fā)生器結構及俯視圖超聲反應器通常采用單一頻率，也可以使用兩種或更多頻率組合成復頻反應器，效果比單一頻率反應器好，但加工比較復雜。近年來
【參考文獻】：
期刊論文
[1]城市污水處理廠預熱處理混合污泥的高溫厭氧消化特性研究[J]. 韓蕓,李玉友,任勇翔,閻峰. 環(huán)境科學學報. 2007(07)
[2]超聲波強化給水污泥沉降和脫水性能的研究[J]. 楊金美,張光明,王偉. 環(huán)境污染治理技術與設備. 2006(11)
[3]堿處理對廢水污泥生物降解性的影響[J]. 張曉,Eung-Ju Hwang,Young-Ok Lee. 國外絲綢. 2006(05)
[4]pH對剩余污泥厭氧發(fā)酵產生的COD、磷及氨氮的影響[J]. 苑宏英,張華星,陳銀廣,周琪. 環(huán)境科學. 2006(07)
[5]低能量超聲波輻射提高好氧污泥活性研究[J]. 曾曉嵐,龍騰銳,丁文川,許龍,鄒璐. 中國給水排水. 2006(05)
[6]超聲波技術在污泥處理利用中的應用現(xiàn)狀及前景預測[J]. 楊順生,高曉勇. 四川環(huán)境. 2006(01)
[7]污水處理系統(tǒng)剩余污泥堿處理融胞效果研究[J]. 肖本益,劉俊新. 環(huán)境科學. 2006(02)
[8]污泥超聲破解效應及厭氧消化性能研究[J]. 薛向東,金奇庭,朱文芳. 生態(tài)環(huán)境. 2006(01)
[9]剩余污泥的熱水解試驗[J]. 王治軍,王偉. 中國環(huán)境科學. 2005(S1)
[10]污泥破解技術的研究與進展[J]. 霍貞,王芬,季民. 工業(yè)水處理. 2005(09)
碩士論文
[1]剩余污泥超聲破解的性能與機理研究[D]. 王芬.天津大學 2004
本文編號：3377096
【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：118 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
－3粒徑對顆粒態(tài)有機物水解酸化速率的影響
由圖可見，需要進行超聲處理的只是其中的一小股污泥，一般取剩余污泥的30％左右。從運行成本的角度考慮，也不必將其中的微生物細胞完全破解。圖1-4 德國巴姆堡市污水廠污泥超聲波處理流程示意圖巴姆堡污水廠日產濃縮污泥288m3，使用的兩臺超聲波設備處理其中的30％約80m3，每日共消耗電力240kWh，平均每方被處理的濃縮污泥耗能3kWh。從投資上講，兩臺超聲波設備投資只需要建罐費用的一小半。超聲波處理可以突破污泥消化的瓶頸，加快污泥的消化速度，增加生物氣產量，是一種理想的污泥消化的預處理技術，受到研究人員的極大重視。1.5.1.4 超聲波反應器超聲波反應器是指有聲波參與并在其作用下進行反應的容器或系統(tǒng)，它是實現(xiàn)超聲反應的場所。目前實驗室中常用的超聲反應器有槽式、探頭式、杯式等幾種形式。槽式反應器的超聲換能器緊密貼在反應器外壁或內壁；探頭式反應器的聲強很高
液在反應器外可構成回路，換能器的輸入功率、液體流速及溫度均可進行調控。該反應器增大了輻射面積，輻射更均勻，若將換能器至于管道外側還可避免腐蝕的發(fā)生，但這樣在一定程度上增大了輻射的阻抗。圖1-5為德國STN ATLASElektronik 公司研制的一個中試規(guī)模的超聲波反應器[50]。該反應器專門用于污泥處理，管道為矩形結構，反應槽體積1.3L，管道截面：45mm×45mm，在管道的每個側面各有12個由壓電陶瓷制成的平板換能器。該超聲波反應器固定頻率為31KHz，聲強范圍5W/cm2～18 W/cm2, 最大功率可達3.6kW，采用脈沖方式進行輻照。圖1-5 管道式超聲波發(fā)生器結構及俯視圖超聲反應器通常采用單一頻率，也可以使用兩種或更多頻率組合成復頻反應器，效果比單一頻率反應器好，但加工比較復雜。近年來
【參考文獻】：
期刊論文
[1]城市污水處理廠預熱處理混合污泥的高溫厭氧消化特性研究[J]. 韓蕓,李玉友,任勇翔,閻峰. 環(huán)境科學學報. 2007(07)
[2]超聲波強化給水污泥沉降和脫水性能的研究[J]. 楊金美,張光明,王偉. 環(huán)境污染治理技術與設備. 2006(11)
[3]堿處理對廢水污泥生物降解性的影響[J]. 張曉,Eung-Ju Hwang,Young-Ok Lee. 國外絲綢. 2006(05)
[4]pH對剩余污泥厭氧發(fā)酵產生的COD、磷及氨氮的影響[J]. 苑宏英,張華星,陳銀廣,周琪. 環(huán)境科學. 2006(07)
[5]低能量超聲波輻射提高好氧污泥活性研究[J]. 曾曉嵐,龍騰銳,丁文川,許龍,鄒璐. 中國給水排水. 2006(05)
[6]超聲波技術在污泥處理利用中的應用現(xiàn)狀及前景預測[J]. 楊順生,高曉勇. 四川環(huán)境. 2006(01)
[7]污水處理系統(tǒng)剩余污泥堿處理融胞效果研究[J]. 肖本益,劉俊新. 環(huán)境科學. 2006(02)
[8]污泥超聲破解效應及厭氧消化性能研究[J]. 薛向東,金奇庭,朱文芳. 生態(tài)環(huán)境. 2006(01)
[9]剩余污泥的熱水解試驗[J]. 王治軍,王偉. 中國環(huán)境科學. 2005(S1)
[10]污泥破解技術的研究與進展[J]. 霍貞,王芬,季民. 工業(yè)水處理. 2005(09)
碩士論文
[1]剩余污泥超聲破解的性能與機理研究[D]. 王芬.天津大學 2004
本文編號：3377096
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