城市污泥的高温好氧消化及污水氮磷去除的研究

摘要

随着污水处理率的不断提高，我国污水厂产生大量城市污泥，需要进行稳定化和减量化的处理。先进的自热式高温好氧消化工艺是近年来国外已成熟的工程化应用工艺，具有消化时间短、病原菌灭活效果好优点。本文在自热式高温好氧消化工艺基础上进行改进，通过改进的中温厌氧-高温好氧消化工艺，对污泥进行稳定化和污泥性质研究。通过4天中温厌氧后再进行高温好氧消化22天，总消化时间为26天的研究结果表明，改进的工艺在第14d时VSS的去除率均可达到38％以上。按照美国EPA标准，污泥已经达到稳定化。与高温好氧消化工艺相比，中温厌氧-高温好氧消化工艺在达到与高温好氧消化工艺处理效果的前提下，还能够减少曝气量，降低运行经费。
　　此外，本文对中温厌氧-高温好氧消化工艺的污泥性质进行了研究，分析了系统中污泥上清液中总磷、正磷酸盐、总氮、氨氮、TOC、VFA、蛋白质、多糖等物质的浓度。反应结束时，上清液中总磷浓度为302.6mg/L，正磷酸盐浓度是211.4mg/L，总氮浓度是1010mg/L，氨氮浓度为566mg/L，TOC浓度为2302mg/L，VFA浓度为62mg/L，蛋白质浓度为111.8mg/L，多糖浓度为108.7mg/L。
　　采用高温好氧工艺研究污泥脱水性能时，实验结果表明，高温好氧消化污泥处理工艺在反应初期污泥的脱水性能变差。以毛细吸水时间(CST)表征时，反应第4d，污泥的CST由初始值72.2s上升至1198.6s。随着污泥停留时间增加，CST值下降，污泥的脱水性能有所改善，但仍属于难脱水的污泥。
　　经高温好氧消化后的污泥，在加入Fenton试剂作为调理剂后，脱水性能明显改善，CST值下降率65.35％。不同的脱水方式污泥的脱水率不同，抽滤脱水的脱水效率远高于离心脱水。
　　地表水尤其是湖泊水的富营养化，对污水厂的脱氮除磷工艺提出更高的要求。采用改良的A+A2/O对常州市清潭污水厂进行提标改造，本文分析了在冬季气温较低的条件下，污水氮、磷的去除效果。结果表明，增设的预缺氧池对硝态氮的去除率达到95％，不仅提高了氮的去除效率，也缓解了硝态氮对厌氧释磷了影响。厌氧池的NO3--N的浓度均低于0.5mg/L，满足厌氧池的除磷要求。在冬季气温较低的情况下，污水的出水水质仍能够优于国家一级A标准(GB18918-2002)，即总磷≤1(0.5)mg/L，总氮≤15mg/L，氨氮≤5(8)mg/L。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 污泥处理

1．1．1 污泥概述

1．1．2 污泥处理的好氧消化工艺

1．1．3 污泥调理与污泥脱水方式

1．2 污水的脱氮除磷处理

1．2．1 我国城镇污水治理现状

1．2．2 污水处理厂提标改造面临的问题及改进措施

1．2．3 A2／O污水处理工艺新进展

1．3 研究目的与意义

1．4 研究内容

第二章 实验内容与方法

2．1 污泥处理

2．1．1 实验装置和流程

2．1．2 实验用污泥

2．1．3 试验方法

2．1．4 分析测试项目

2．1．5 测试方法

2．2 污水处理

2．2．1 实验用的污水

2．2．2 实验内容

2．2．3 分析测试方法

2．3 实验仪器

第三章 改进的城市污泥高温好氧消化工艺的研究

3．1 不同工艺污泥稳定化和减量化处理效果研究

3．1．1 VSS随消化时间的变化

3．1．2 TSS随消化时间的变化

3．2 污泥性质变化的研究

3．2．1 污泥的pH和氧化还原电位ORP的变化

3．2．2 污泥系统中氮的变化

3．2．3 污泥系统中磷的变化

3．2．4 污泥的VFA随消化时间的变化

3．2．5 污泥系统中蛋白质和多糖的变化

3．2．6 污泥系统中总有机碳TOC的变化

3．3 本章小结

第四章 高温好氧消化工艺污泥脱水性能研究

4．1 比阻、毛细脱水时间(CST)及浊度的变化情况

4．1．1 污泥系统中比阻和毛细脱水时间(CST)的变化

4．1．2 污泥系统中浊度变化

4．2 蛋白质与多糖的变化及对脱水性能的影响

4．2．1 蛋白质和多糖的变化

4．2．2 蛋白质和多糖对脱水性能影响

4．3 多糖对脱水性能影响小试

4．4 污泥调理与脱水

4．4．1 不同调理剂脱水性能影响选择

4．4．2 污泥脱水方式对脱水效果的影响

4．5 本章小结

第五章 污水氮磷去除的研究

5．1 预缺氧池对NO3--N去除效果分析

5．2 磷的去除效果

5．2．1 厌氧池磷的去除效果

5．2．2 好氧池吸磷的处理效果

5．2．3 磷的去除总体效果分析

5．3 氮的变化情况

5．4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

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