本文關(guān)鍵詞：高鐵酸鉀應(yīng)用于城市污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸及脫水性研究　出處：《蘇州科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,居民對(duì)用水量的需求越來(lái)越大,必然會(huì)產(chǎn)生大量的污水,而活性污泥法作為污水生物處理的常用工藝,處理效果好、穩(wěn)定性高,但存在大量污泥生成、污泥膨脹等現(xiàn)象,截止2015年已突破4000萬(wàn)噸。剩余污泥含水量高、難降解、污染難以控制等缺點(diǎn)越來(lái)越引起人們重視。目前污泥的處理處置工藝有填埋、焚燒、堆肥、污泥消化等,然而污泥消化是一種環(huán)境友好、資源利用的常用措施。污泥消化主要有好氧和厭氧兩種,其中污泥厭氧技術(shù)作為減排、環(huán)保的關(guān)鍵技術(shù),一直受到人們的青睞。在厭氧發(fā)酵階段實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的分解,達(dá)到了污泥減量化的目的。然而厭氧水解技術(shù)的瓶頸在于污泥破壁、反應(yīng)效率等問(wèn)題。高鐵酸鉀作為一種綠色多功能水處理劑,集氧化、絮凝、吸附、殺菌、除臭為一體,表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外污泥厭氧發(fā)酵技術(shù)以及化學(xué)法預(yù)處理污泥的機(jī)理進(jìn)行了分析與綜合,并結(jié)合高鐵酸鉀的特性,提出了經(jīng)高鐵酸鉀預(yù)處理后的城市剩余污泥的氧化減量、發(fā)酵產(chǎn)酸資源化的技術(shù)方法,并對(duì)該方法進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),獲得最佳的高鐵酸鉀投加量,研究了不同量的高鐵酸鉀投加量對(duì)污泥混合液中SCOD、污泥濃度、污泥粒徑、固相與液相中TS、VS及蛋白質(zhì)含量的變化規(guī)律;并分析了最佳投加量的條件下p H值對(duì)混合液中氨氮、正磷酸鹽、SCOD的影響。本實(shí)驗(yàn)中,最佳高鐵酸鉀投加量為0.8 mg/g SS,且用于污泥破壁預(yù)處理的高鐵酸鉀p H適用范圍在8~13。設(shè)計(jì)多個(gè)單因素實(shí)驗(yàn),研究高鐵酸鉀、PAM以及復(fù)合調(diào)理劑對(duì)城市剩余污泥脫水性的影響,獲得最佳調(diào)理劑投加量;研究了單一的兩種調(diào)理劑對(duì)污泥含水率、濾液濁度、EPS中蛋白質(zhì)與多糖含量、比阻的變化情況;本實(shí)驗(yàn)中,最佳高鐵酸鉀投加量為0.6 mg/g SS,使污泥比阻下降了71.82%,PAM600最佳投加量為90ppm,污泥比阻下降了78.19%;在高鐵酸鉀投加量為0.6 mg/g SS基礎(chǔ)上,使用PAM600加強(qiáng)了污泥的脫水效果,當(dāng)PAM600投加至為90ppm時(shí),污泥比阻下降了99.36%,表明復(fù)合調(diào)理劑(高鐵酸鉀與PAM600)組合優(yōu)于單一調(diào)理劑對(duì)城市剩余污泥的脫水效果。設(shè)計(jì)發(fā)酵實(shí)驗(yàn),研究了經(jīng)高鐵酸鉀的預(yù)處理對(duì)城市剩余污泥厭氧發(fā)酵的影響,研究了其對(duì)混合發(fā)酵液中SCOD、氮磷、揮發(fā)性有機(jī)酸等的影響;并在基于前文的基礎(chǔ)上選擇最佳高鐵酸鉀投加量0.8 mg/g SS,對(duì)產(chǎn)酸的來(lái)源進(jìn)行了分析,p H的改變對(duì)產(chǎn)酸含量及發(fā)酵前期混合液中可溶性蛋白質(zhì)與可溶性碳水化合物濃度的影響研究;最后推導(dǎo)出了高鐵酸鉀預(yù)處理的產(chǎn)酸動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明:當(dāng)經(jīng)過(guò)0.8mg/g SS的K2Fe O4預(yù)處理后,VFAs產(chǎn)量最大,p H=10時(shí)產(chǎn)總酸濃度最高,混合液中可溶性蛋白質(zhì)是污泥厭氧發(fā)酵的主要底物,而碳水化合物在發(fā)酵初期就被消耗;當(dāng)K2Fe O4投加范圍在0.6~1.0mg/g SS、溫度為35±1℃、連續(xù)發(fā)酵十二天,污泥中VFAs轉(zhuǎn)化率、底物降解率均明顯得到提高;當(dāng)K2Fe O4投加量從0增加至0.8mg/g SS時(shí),乙酸積累量明顯增加,產(chǎn)生速率顯著加快,且由產(chǎn)酸動(dòng)力學(xué)可知,發(fā)酵前十二天的發(fā)酸效果優(yōu)于之后繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)酸的效果。
[Abstract]:With the acceleration of urbanization, the residents of greater water demand, will produce large amounts of sewage and activated sludge as the common process of sewage treatment, good effect, high stability, but there are a lot of sludge and sludge bulking phenomenon, by the end of 2015 has exceeded 40 million tons. More and more attention has been paid to the disadvantages of high water content, difficult degradation and uncontrollable pollution of residual sludge. At present, sludge treatment and disposal processes include landfill, incineration, composting, sludge digestion and so on. However, sludge digestion is a commonly used measure of environmental friendliness and resource utilization. Sludge digestion is mainly composed of two kinds of aerobic and anaerobic, of which sludge anaerobic technology is the key technology of emission reduction and environmental protection, which has always been favored by people. At the stage of anaerobic fermentation, the decomposition of organic matter is realized, and the purpose of sludge reduction is achieved. However, the bottleneck of anaerobic hydrolysis technology is sludge wall breaking, reaction efficiency and so on. As a kind of green multi-function water treatment agent, potassium ferrate combines oxidation, flocculation, adsorption, sterilization and deodorization, showing a good prospect of application. This paper analyzed and synthesized by sludge anaerobic fermentation technology at home and abroad as well as chemical sludge pretreatment mechanism, combined with potassium ferrate's characteristics, puts forward the technology of oxidation reduction, city sludge potassium ferrate after pretreatment of fermentation acid recycling method, and the method is studied. Through the design of static experiments, the best dosage of potassium ferrate, potassium ferrate different amount of dosage on the variation of sludge mixture SCOD, sludge concentration, sludge particle size, solid phase and liquid phase TS, VS and protein content; and analysis of the best dosage under the condition of P H effect of ammonia nitrogen, orthophosphate mixture, SCOD. In this experiment, the best dosage of potassium ferrate was 0.8 mg/g SS, and the application range of potassium ferrate P H for sludge wall pretreatment was 8~13. Design a single factor experiment of potassium ferrate, PAM and composite conditioner on sludge dewatering of city, get the best conditioner dosage; two kinds of single conditioner on the moisture content of sludge filtrate turbidity, EPS, protein and polysaccharide content, ratio of resistance; in this experiment, the best potassium ferrate dosage was 0.6 mg/g SS, the sludge is 71.82% lower than the resistance, the best dosage of PAM600 was 90ppm, the sludge resistance was 78.19% lower than in potassium ferrate; the dosage of 0.6 mg/g based on SS, using PAM600 to strengthen the sludge dewatering effect, when the PAM600 dosage is 99.36% 90ppm, sludge lower than the resistance, showed that the composite conditioner (potassium ferrate and PAM600) the dehydration effect is better than a single combination of residual sludge conditioner on city. The design of fermentation experiment was studied the effect of pretreatment on potassium ferrate city sludge anaerobic fermentation, studied its effect on mixed fermentation of SCOD, nitrogen and phosphorus, volatile organic acid; and on the basis of the above potassium ferrate to choose the best dosage of 0.8 mg/g SS based on the source of acid production study on P H analysis, the effect of change of soluble acid content and fermentation mixture of protein and soluble carbohydrate concentration; finally deduced potassium ferrate pretreatment of acid production kinetics. The results show that when the K2Fe O4 after pretreatment of 0.8mg/g SS, VFAs P H=10 is the largest output, the highest concentration of total acid, soluble protein in the mixed solution is the main substrate sludge anaerobic fermentation, and carbohydrates in the initial fermentation was consumed; when K2Fe O4 added in the range of 0.6~1.0mg/g SS and a temperature of 35 + 1 C, twelve days of continuous fermentation, sludge VFAs conversion rate and substrate degradation rate were significantly improved; when the K2Fe dosage of O4 increased from 0 to 0.8mg/g SS, acetic acid accumulation increased significantly, the production rate is accelerated significantly, and the acid production kinetics can be known before fermentation after twelve days of continued effect is better than that of acetify the effect of acid fermentation.
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：1347016