中溫兩相厭氧消化處理低有機質剩余污泥效能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,由于生物營養(yǎng)去除(Biological Nutrients Removal, BNR)工藝的普遍應用,使之產生的剩余污泥有機質含量(即揮發(fā)性固體,VS)數值偏低。目前有關污泥厭氧消化的研究,其污泥有機質含量通常較高,但對于這種有機質含量偏低的剩余污泥,其厭氧消化的研究尚未見相關報道。
  本文通過自行設計的污泥中溫兩相厭氧消化小試與中試裝置,考察了兩套裝置的啟動性能,在系統穩(wěn)定運行的基礎上,探討了剩余污泥中溫(35℃)兩相

2、厭氧消化小試運行特性,分析了消化污泥脫水性能的變化及其主要影響因素,研究了超聲預處理對低VS含量剩余污泥中溫兩相厭氧消化效能的影響,建立了不同VS含量污泥中溫兩相厭氧消化小試工藝的動力學模型,并將小試擬合曲線與中試測定值進行比較分析。
  當小試工藝進入穩(wěn)定運行時,隨著有機負荷的增加,VS去除率隨著有機負荷的增加而降低,大腸桿菌的滅活效率與VS去除率的變化相同,最大比產甲烷活性(SMA)則隨著有機負荷的升高而逐漸增加。厭氧消化前后

3、重金屬的形態(tài)分析表明,Cd、Pb和Cr的穩(wěn)定效果較好。污泥中Cu消化后可以實現進一步穩(wěn)定,穩(wěn)定率提高到98.4%。投配污泥中Zn和Ni各種存在形態(tài)分布相對比較均勻,消化后重金屬的穩(wěn)定率不高。
  分別采用濃縮剩余污泥以及剩余污泥與廚余垃圾混合物,研究了不同有機質含量污泥的中溫兩相厭氧消化特性。結果表明,隨著OLR的增加,各系統出料的VS濃度、TCOD濃度均呈現增加的趨勢,而且相應的VS去除率和TCOD去除率逐漸下降。隨著HRT的延

4、長,各系統的SMA活性逐漸提高,而且產氣中的甲烷含量也隨之增加。經過中溫消化產酸相處理后性能變差,但是經過產甲烷相進一步消化后又有所改善。污泥的沉降與脫水性能與胞外聚合物有顯著的相關性,而與鈣、鎂離子的相關性不明顯。
  以低有機質剩余污泥為對象,選擇超聲波與CaO聯合處理作為厭氧消化的預處理,考察了預處理對污泥厭氧消化的影響。結果表明,隨著系統有機負荷的增加,系統的穩(wěn)定性增強。當 HRT由15d降至10d后,VS去除率下降了約5

5、%,對于低VS含量的剩余活性污泥,進行中溫厭氧消化時應該維持足夠的HRT。不同有機負荷條件下,兩相內的產甲烷活性在0.35~0.38 L CH4/gVSrem的范圍內,產氣量和沼氣含量都沒有產生較大變化,但隨著系統有機負荷的增加,產酸相 INT-ETS活性逐漸增加,并超過產甲烷相微生物活性。
  中試工藝運行結果表明,隨著有機負荷的增加,兩相VS去除率均呈現逐漸下降的趨勢。在不同OLRs條件下,產酸相比甲烷產率的變化幅度不大,而產

6、甲烷相的比甲烷產率呈現逐漸下降的趨勢。隨著有機負荷的增加,產酸相 INT-ETS活性逐漸升高,而產甲烷相的活性變化不大。隨著有機負荷的增加,消化污泥的脫水性能逐漸變差,且產酸相的CST值高于產甲烷相。熱能平衡分析表明,當污泥的HRT為10d時,在寒冷地區(qū)運行污泥中溫兩相厭氧消化工藝,采取保溫措施后,沼氣所產生的熱能可滿足污泥消化耗熱量的65.5%。
  采用 Chen-Hashimoto模型,研究了不同進料基質濃度下,污泥、污泥與

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