污泥处置过程含氮气体的排放特征及其协同控制研究

摘要

污泥生物干化及堆肥作为污泥处置的有效手段，处置过程中含氮气体(NH3、N2O、NO)排放的数据十分缺乏，同时，处置过程中排放的毒害气体也危害着员工的身体健康。本研究以东北某大型污泥干化厂的连续流强制通风槽式污泥干化工艺为研究对象，通过现场测试及实验，考察不同通风条件、翻堆频率下污泥含氮气体、有害气体的排放特征及干化效率。同时，考察不同添加剂（沸石、DMPP）对污泥堆肥过程中氮素损失和有害气体排放的影响，以期为优化污泥堆肥工艺参数提供科学依据。
　　本研究主要内容包括：⑴初始混料含水率在50％左右，采用前期以供氧为目的，中期以温度控制为主，后期以除湿、散热为目的的通风设计，可以明显加快污泥干化速率（试验组在第11天时的含水率为36.6％，对照组为42％），有更好的干化效果（最终含水率试验组为33.6％，对照组为37.6％），氨气累积排放量减少5％（试验组氨气累积排放为208mg/m3，对照组为219.8 mg/m3）。可以降低污泥干化过程中温室气体排放导致的增温效果，整个干化过程中温室气体累积排放当量对照组比试验组略高（试验组每吨干物料的温室气体排放当量为3.605kg eCO2，对照组为3.726kg eCO2）。NO累积排放量试验组比对照组高出15.9％（试验组为1.9g/m2，对照组为1.6g/m2）。⑵初始混料含水率65％左右，将整个翻堆周期缩短至14天，可以降低60％的氨气排放且能够达到干化目标（含水率45％以下），有利于企业进行节能减排，提高干化效率，但由于累积曝气时间较短，微生物反应还未完全完成，导致污泥减容效果与其余两组相比略差。⑶添加物料湿重1％的沸石粉可以减少37％的氨气挥发、占初始总氮2.9％的氮素损失以及5％的堆肥过程中温室气体排放;添加硝化抑制剂会减少N2O的累积排放量，氨气累积排放量较对照组增加13.7％，氮素损失较对照组增加6％。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 国内污泥产量及处置情况

1．1．2 污水厂污泥的处置措施

1．1．3 污泥好氧堆肥／干化的控制条件

1．2 文献综述

1．2．1 污泥堆肥／干化技术的研究现状

1．2．2 污泥处置过程中有害气体排放及氮素损失

1．2．3 污泥处置过程中添加剂的研究现状

1．3 研究目的和研究内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容及创新点

1．3．3 技术路线

2 曝气对污泥生物干化过程中污染气体排放的影响

2．1 前言

2．2 材料与方法

2．2．1 试验材料

2．2．2 试验设计

2．3 样品采集和分析

2．3．1 样品采集

2．3．2 样品分析

2．4 结果与讨论

2．4．1 污泥含水率及堆体温度变化

2．4．2 含氮污染气体(NH3、NO、N2O)和CH4的排放特征

2．4．3 氮素变化

2．4．4 TVOC及H2S的排放

2．5 小结

3．翻堆频率对污泥生物干化过程中污染气体排放的影响

3．1 前言

3．2 试验材料与试验设计

3．3 结果与讨论

3．3．1 堆体温度及温度场

3．3．2 污泥干化效果及减容情况

3．3．3 氨气排放

3．4 小结

4．不同添加剂对污泥堆肥过程中污染气体排放的影响

4．1 前言

4．2 材料与方法

4．2．1 供试材料

4．2．2 污泥堆肥装置

4．2．3 污泥堆肥试验设计

4．3 样品采集于分析

4．3．1 气体样品

4．3．2 固体样品

4．4 结果与分析

4．4．1 堆体温度及有机质

4．4．2 氮素含量的变化

4．4．3 CH4、N2O排放特征

4．5 小结

5 结论和展望

5．1 结论

5．2 研究存在不足与研究前景展望

参考文献

在学期间发表的学术论文和研究成果

后记