污泥水解酸化条件优化及酸化液可生化性研究

摘要

我国污水处理厂大部分采用生物法脱氮除磷，氮、磷的去除效率很难进一步提高，且常常面临碳源不足的问题，同时此方法还会产生大量的剩余污泥。剩余污泥的处理和处置也是目前污水处理厂存在的难题。试验将碱预处理剩余污泥在厌氧条件下水解酸化，优化剩余污泥水解的控制条件。
　　 在室温、起始pH值为10的条件下，试验结果表明，碱预处理剩余污泥最佳产酸的搅拌速度和污泥浓度为70rpm和400g/L。此时，单位质量污泥的产酸量在反应的第5天达到最大为93.3×10-3，产酸量为8370.0mg/L。
　　 碱预处理剩余污泥厌氧水解过程中不但产生大量的VFAs，同时还伴随有氮、磷的释放。通过鸟粪石结晶法处理酸化液，添加MgSO4和KH2PO4控制Mg、N、P的摩尔比为1∶1∶0.6，使得酸化液中氮磷的去除率达到67.6％和91.8％。
　　 通过不同碳源对A2/O系统脱氮除磷效果的影响研究表明，酸化液能够有效地促进脱氮除磷的效率。以甲醇为碳源的最佳投加量为40mg/L，相应COD、NH4+-N、TN和TP的去除率分别为96.55％、99.26％、69.54％和92.91％。以乙酸钠为碳源的最佳投加量为90mg/L，相应COD、NH4+-N、TN和TP的去除率分别为89.93％、99.5％、73.08％和95.91％。以酸化液为碳源的最佳投加量为15ml/L，相应COD、NH4+-N、TN和TP的去除率分别为91.23％、99.2％、75.15％和86.59％。虽然酸化液对脱氮除磷的影响效果不及甲醇和乙酸钠，但是以甲醇和乙酸钠为碳源会大大增加污水厂的污水处理成本。
　　 本论文旨在解决城市污水处理厂面临的碳源不足和剩余污泥处理与处置的问题。以剩余污泥水解酸化液为碳源不仅能够促进生物法脱氮除磷，且一定程度上实现了污泥的减量化，具有良好的经济效益和社会效益。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源及研究背景

1．1．1 水体富营养化的成因及危害

1．1．2 目前污水处理厂面临的难题

1．2 城市污水脱氮除磷机理

1．2．1 脱氮机理

1．2．2 生物脱氮的影响因素

1．2．3 除磷机理

1．2．4 生物除磷的影响因素

1．3 城市污水处理厂剩余污泥的处理处置现状

1．3．1 剩余污泥的处理现状

1．3．2 剩余污泥的处置现状

1．4 剩余污泥厌氧水解的研究现状

1．4．1 污泥的厌氧水解酸化机理

1．4．2 污泥厌氧水解产酸的影响因素

1．5 污水脱氮除磷的碳源现状

1．5．1 系统碳源

1．5．2 外加碳源

1．6 课题研究的目的、内容及技术路线

1．6．1 研究目的

1．6．2 研究内容

2 试验材料与方法

2．1 剩余污泥水解产酸条件优化试验的材料与方法

2．1．1 实验装置

2．1．2 试验用泥

2．1．3 剩余污泥的碱预处理法

2．1．4 试验方法

2．1．5 测定项目及测定方法

2．2 酸化液对脱氮除磷效果影响试验的材料与方法

2．2．1 酸化液的预处理

2．2．2 试验装置

2．2．3 试验用水

2．2．4 反应器的启动

2．2．5 试验方法

2．2．6 试验测定指标及分析方法

3 碱预处理剩余污泥水解产酸控制条件的优化

3．1 污泥厌氧水解过程中VFAs的变化

3．2 污泥厌氧水解过程中TCOD、SCOD的变化

3．3 污泥厌氧水解过程中氮磷的释放

3．4 污泥厌氧水解最优条件的选择

3．5 本章小节

4 酸化液对A2／O工艺脱氮除磷效果的影响

4．1 酸化液的预处理

4．2 不投加碳源时试验A2／O的运行情况

4．3 甲醇为碳源时对A2／O工艺脱氮除磷的影响

4．3．1 甲醇浓度为20mg／L时脱氮除磷的效果

4．3．2 甲醇浓度为40mg／L时脱氮除磷的效果

4．3．3 甲醇浓度为60mg／L时脱氮除磷的效果

4．4 乙酸钠为碳源时对A2／O工艺脱氮除磷的影响

4．4．1 乙酸钠浓度为30mg／L时脱氮除磷的效果

4．4．2 乙酸钠浓度为60mg／L时脱氮除磷的效果

4．4．3 乙酸钠浓度为90mg／L时脱氮除磷的效果

4．5 剩余污泥水解酸化液为碳源时对A2／O工艺脱氮除磷的影响

4．5．1 酸化液浓度为15ml／L时脱氮除磷的效果

4．5．2 酸化液浓度为30ml／L时脱氮除磷的效果

4．5．3 酸化液浓度为45ml／L时脱氮除磷的效果

4．6 A2／O系统中各碳源脱氮除磷效果比较

4．7 本章小结

5 结论及建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢