本文關(guān)鍵詞：生化污泥流變行為及其影響因素的研究

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【摘要】：作為非牛頓流體,污泥的流變特性影響著污水處理廠的各道工序,比如流體輸送、攪拌混合、氧擴(kuò)散、傳質(zhì)、厭氧消化、化學(xué)調(diào)理和機(jī)械脫水。這些環(huán)節(jié)決定著整個(gè)污水處理過程的運(yùn)行效率和能量耗散。另外,考慮到污泥流變行為在污泥的管理、處理和處置等方面的重要性,本課題主要對(duì)生化污泥流變行為及其影響因素作了探討性研究。旨在將流變特性作為指導(dǎo)和預(yù)測(cè)生化過程的一項(xiàng)重要參數(shù),為優(yōu)化污水處理廠的運(yùn)行和管理提供重要的依據(jù)。本文主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：其一,探究了厭氧消化反應(yīng)器長(zhǎng)期運(yùn)行過程中污泥的流變行為,并通過扭矩傳感器實(shí)時(shí)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器中扭矩值,以觀察反應(yīng)器中扭矩分布情況。從研究厭氧消化反應(yīng)器對(duì)人工模擬廢水的處理效果和運(yùn)行狀況出發(fā),主要分析了該系統(tǒng)的COD去除率、生物質(zhì)增殖情況、揮發(fā)性脂肪酸(VFA)以及胞外聚合物(EPS)變化情況；然后對(duì)厭氧消化污泥一般流變行為進(jìn)行了模型擬合,并分析相關(guān)流變參數(shù)(屈服應(yīng)力、稠度系數(shù)和流動(dòng)指數(shù))的變化規(guī)律,并重點(diǎn)分析了消化污泥觸變性隨運(yùn)行時(shí)間的變化。同時(shí),結(jié)合宏觀流變行為和微觀生物構(gòu)成的關(guān)系,分析污泥濃度TS和EPS這兩個(gè)因素對(duì)污泥極限粘度的影響。最后考察了扭矩和流變行為的關(guān)系,以期為簡(jiǎn)化復(fù)雜的流變學(xué)研究提供一個(gè)可靠便捷的途徑。其二,研究了微波預(yù)處理對(duì)污泥流變特性的影響,主要圍繞兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：(1)通過表觀粘度、屈服應(yīng)力、觸變性等流變參數(shù)的變化來表征微波作用后污泥的流變特性；(2)通過污泥粒徑及其分布、zeta電位、TS以及污泥固體中蛋白質(zhì)和多糖等指標(biāo)的變化來探究微波作用對(duì)污泥微觀物化性質(zhì)的影響。此外,通過幾種流變模型定量描述污泥的流變行為。主要研究結(jié)果如下：(1)扭矩傳感系統(tǒng)可以有效獲得實(shí)時(shí)扭矩值,此外,污泥極限粘度和扭矩之間密切相關(guān),這意味著在線扭矩傳感系統(tǒng)是獲得反應(yīng)器內(nèi)流體流變行為實(shí)時(shí)信息的可靠手段。(2)長(zhǎng)期運(yùn)行過程中,污泥觸變性變化顯著,觸變指數(shù)隨運(yùn)行時(shí)間指數(shù)型下降,表明厭氧消化過程中污泥顆粒之間恢復(fù)到原有結(jié)構(gòu)的能力越來越差。(3)在反應(yīng)器整個(gè)運(yùn)行過程中(105天),污泥濃度TS和EPS對(duì)污泥的極限粘度影響重大,且TS呈正影響而EPS呈負(fù)影響。(4)微波輻射過程中,水分蒸發(fā)和大分子的物理破壞是同時(shí)發(fā)生的。微波作用前后污泥流變特性發(fā)生明顯變化,污泥微觀結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致宏觀流變特性變化的直接原因。
【關(guān)鍵詞】：厭氧消化 流變特性 觸變性 扭矩 微波預(yù)處理
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 課題研究的背景14
• 1.2 污泥流變學(xué)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 流變學(xué)概述14-15
• 1.2.2 污泥流變模型15-16
• 1.2.3 污泥流變特性影響因素16
• 1.2.4 流變學(xué)在污泥處理處置過程中的應(yīng)用16-18
• 1.3 主要存在問題18-20
• 1.3.1 厭氧消化反應(yīng)器的監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀與問題18-19
• 1.3.2 污泥預(yù)處理技術(shù)19-20
• 1.4 課題的研究意義20-21
• 1.5 課題來源與研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.5.1 課題的來源21
• 1.5.2 課題的研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.6 創(chuàng)新點(diǎn)22-23
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分23-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備23-24
• 2.1.1 設(shè)備裝置23-24
• 2.1.2 設(shè)備材料24
• 2.2 測(cè)試項(xiàng)目分析24-27
• 2.2.1 分析方法24-25
• 2.2.2 儀器25-26
• 2.2.3 試劑26-27
• 2.3 反應(yīng)器中胞外聚合物(EPS)的測(cè)定27
• 2.4 流變特性的測(cè)定27-29
• 第三章 厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行性能29-34
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方法及模擬廢水配置29-30
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)方法29
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)用水29-30
• 3.2 厭氧反應(yīng)器運(yùn)行情況30-32
• 3.3 本章小結(jié)32-34
• 第四章 厭氧消化反應(yīng)器中污泥流變特性的變化規(guī)律34-41
• 4.1 厭氧消化污泥的一般流變行為研究34-35
• 4.2 厭氧消化污泥流變參數(shù)35-37
• 4.3 厭氧污泥的觸變性分析37-38
• 4.4 污泥流變特性與物化指標(biāo)規(guī)律結(jié)合分析38-40
• 4.5 本章小結(jié)40-41
• 第五章 厭氧消化中扭矩變化規(guī)律分析41-46
• 5.1 扭矩測(cè)量及變化情況41-43
• 5.2 扭矩與流變特性的關(guān)系43-44
• 5.3 本章小結(jié)44-46
• 第六章 微波作用對(duì)污泥流變特性的影響46-56
• 6.1 實(shí)驗(yàn)方法46-47
• 6.2 不同含水率污泥的流變特性47-48
• 6.3 微波作用前后流變模型擬合48-50
• 6.4 極限粘度50
• 6.5 觸變性50-51
• 6.6 微波作用對(duì)污泥粒徑的影響51-52
• 6.7 微波作用對(duì)污泥組成的影響52-54
• 6.8 微波作用對(duì)污泥表面電荷的影響54-55
• 6.9 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論及展望56-59
• 結(jié)論56-57
• 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65-67
• 致謝67

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