水热处理对污泥中物质的释放及厌氧消化的影响

摘要

随着我国污水处理产业的不断发展，污泥产量逐年剧增，对污泥的处理处置和资源化利用成为目前研究的热点。在众多的污泥处理处置方法中，高温热水解预处理技术得到广泛的应用。本课题的研究对象是武汉市某污水处理厂的脱水污泥。通过考察不同热水解条件（温度、时间、加碱量）下的污泥粒度，污泥离心上清液中SCOD、氨氮、磷、钾、重金属、蛋白质和多糖等物质含量及厌氧消化产气量的变化，探究不同热水解条件对污泥解体及物质释放和后期厌氧消化的影响。
　　本研究主要内容包括：⑴与未热水解污泥相比，单纯热水解160℃，30min条件下，污泥离心含水率降低了2.74％，颗粒粒度范围为342-955nm，上清液中SCOD、氨氮、钾、磷、蛋白质和多糖分别增加了650％、99％、122.1％、910％、460％，重金属虽然相对含量增多，但大部分依然存在于污泥固相中。⑵采用加碱热水解时，热水解条件为160℃，30min，m(Ca(OH)2)/m(VS)=0.075时，污泥离心含水率比未加碱单纯热水解下降了3.39％，污泥颗粒粒度范围为1281-1990nm，上清液中SCOD、氨氮、蛋白质和多糖含量分别增加了5.8％、3.5％、31.68％、46.92％，钾、磷含量降低了48.3％、34.9％，碱热联合处理时不同热水解条件对污泥上清液中各物质释放的影响趋势各异。⑶通过测定污泥厌氧甲烷产量，确定了本研究中最适合厌氧消化的污泥热水解条件为:180℃，30min，m(Ca(OH)2)/m(VS)=0.075，热水解污泥（80mL，含水率80％）经厌氧消化30d后甲烷总产量为1150mL。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 污泥

1．1．1污泥来源和分类

1．1．2 我国污泥特性及危害

1．2 污泥处理处置现状

1．3 污泥预处理方法

1．3．1 超声波预处理技术

1．3．2 微波预处理技术

1．3．3 水热预处理技术

1．4 主要研究内容及技术路线

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 研究技术路线

第2章 实验材料与方法

2．1 实验材料和设备

2．1．1 实验材料和试剂

2．1．2 实验仪器和设备

2．1．3 厌氧消化实验装置

2．2 实验方法

2．2．1 污泥热水解

2．2．2 污泥厌氧消化

第3章 热水解对污泥破解的影响

3．1．1 单纯热水解处理后污泥离心含水率的变化

3．1．2 单纯热水解处理后污泥颗粒粒度分析

3．1．3 单纯热水解处理后污泥SEM分析

3．2 碱热联合处理对污泥破解的影响

3．2．1 碱热联合处理后污泥离心含水率的变化

3．2．2 碱热联合处理后污泥颗粒粒度分析

3．2．3 碱热联合处理后污泥SEM分析

3．3 本章小结

第4章 热水解对污泥中物质释放的影响

4．1 单纯热水解对污泥中物质释放的影响

4．1．1 离心上清液色度

4．1．2 COD的释放

4．1．3 氨氮、磷和钾的释放

4．1．4 重金属Zn、Cu、Ni的迁移

4．1．5 蛋白质和多糖的释放

4．2 碱热联合处理对污泥中物质释放的影响

4．2．1 离心上清液色度

4．2．2 COD的释放

4．2．3 氨氮、磷和钾的释放

4．2．4 重金属Zn、Cu、Ni的迁移

4．2．5 蛋白质和多糖的释放

4．3 热水解对污泥中物质释放的机理分析

4．3．1 离心上清液的红外光谱分析

4．3．2 离心上清液的紫外-可见光谱分析

4．4 本章小结

第5章 不同热水解条件对污泥厌氧消化的影响

5．1 厌氧消化产气实验设计

5．2 厌氧消化前后pH、色度和SCOD的变化

5．3 厌氧消化产气量

5．4 厌氧消化实验分析

5．5 厌氧消化后上清液紫外光谱

5．6 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文