不同预处理方法与MFC技术在造纸剩余污泥中应用的研究

摘要

造纸剩余污泥是造纸生产过程中随之产生的固体废弃物,严重限制了造纸行业的发展。近年来,随着造纸废水处理量的增大,伴随而来的是剩余污泥堆积过剩,利用各种污泥处理处置方法对造纸剩余污泥进行减量化,已成为现今人们研究的热点之一。
　　本文以造纸剩余污泥为处理处置对象,采用热预处理、超声波预处理、微波预处理、酸碱预处理以及Fenton预处理这五种方法,探讨污泥在破解过程中产生的SCOD、VS、糖浓度、C％、N%的变化情况,并对处理后的污泥进行热重分析,讨论不同预处理方法对污泥热稳定性的影响。最后,结合现今的微生物燃料电池技术(MFC),以Fenton预处理后的造纸剩余污泥作为微生物燃料电池的燃料,研究其产电特性。
　　1.比较5种预处理方法对污泥的物性影响,结论如下:在最优工艺下,强碱处理造纸剩余污泥可获得较高的有机物溶出率,污泥的溶胞效果较好,强碱处理的SCOD含量最高其次,为Fenton处理。另外,超声波处理对污泥的细胞分解含碳有机物较有利,糖浓度最高。微波处理的功率较小和处理时间较短,没有体现出其优势。
　　2.Fenton氧化预处理污泥的单因素试验结果为:在污泥的固含量约为4%,体系初始pH值达到3.0,反应温度为60℃,反应时间为60min,H2O2用量为40%,Fe2+投加量为0.5g/L时,造纸剩余污泥的氧化破解效果最佳,此时的SCOD是3306.24 mg/L,SCOD/TCOD是36.7%,VS为0.394g/g,VSS为2.35g/L。
　　3.本文研究了Fenton预处理造纸剩余污泥作为MFC燃料进行产电,研究结果表明:Fenton试剂破解污泥后的MFC稳态输出电压高于MFC启动期的稳态输出电压,其整个过程中,电压输出在175mV以上的总时间为140h。在输出电压到达稳定值后,当电流达到0.6mA时,输出功率密度达到最大,其值为37.5mW/m2。

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符号说明

第一章 绪论

1.1造纸剩余污泥的性能

1.2污泥预处理方法

1.3污泥资源化利用

1.4污泥性能的检测方法

1.5技术路线

1.6课题的研究意义

第二章 污泥预处理实验

2.1实验材料与方法

2.2结果与讨论

2.3本章小结

第三章 Fenton预处理污泥为燃料MFC产电性能的研究

3.1实验材料与方法

3.2结果与讨论

3.3本章小结

第四章 结论与展望

4.1结论

4.2创新点

4.3展望

参考文献

致谢

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