城市污水处理厂污泥两相厌氧消化的研究

摘要

随着我国经济建设的飞速发展，各地都在加强城市排水和污水处理设施的建设，而更多城市污水处理厂建成投产后必然产生大量含水量很高的污泥。这些未经处理的污泥任意堆放和排放对环境造成了新的污染，其处理处置费用通常与污水处理费用相当。因而，如何将产量巨大，成分复杂的污泥，经过科学处理后，使其无害化、资源化，已成为我国乃至全世界环境界深为关注的课题之一。 本文针对西安市污水处理厂污泥的泥质特点，对其采用两相厌氧消化处理，将其稳定运行的数据与单相厌氧消化处理结果进行对比，并作理论分析。 两相厌氧反应系统处理后的结果表明：污泥可以在较短的停留时间(12.35d，其中产酸相1.25d，产甲烷相11.1d)，较高的有机负荷(约2.65kgVS/m3·d)下稳定运行，系统VS去除率38.87％，COD去除率43.45％，pH～7.5，产气速率6.33L/L·d，单位VS产气率3.00L/g。 经对比发现，两相厌氧消化系统的停留时间是普通单相厌氧处理系统一半，而污泥有机负荷提高到普通厌氧反应池的2倍(普通厌氧反应池停留时间为15.07～25d，有机负荷为0.6～1.5kgVS/m3·d)。在相同水力停留时间下，两相系统的有机物的去除率大，处理效果好；出泥的VFA含量低，稳定性高，抗冲击负荷能力强；产气性良好，仅产甲烷相的气体产量是单相的1.17倍，所产气体的甲烷含量高达72.18％。 进行热能分析后可知，除了年极端温度，平时两相厌氧消化系统在满足自身消化处理热耗外还有盈余。同时论文在试验基础上，对两相厌氧消化法进行Eckenfelder动力学分析，得出产酸相系数：K2=0.0178g-1·d-1，Sn=22.2022gL，Y=4.6425gVSS/gCOD，Kd=0.902d-1；产甲烷相系数：K2=0.0058g-1·d-1，Sn=17.5345g/L，Y=4.0096gVSS/gCOD，Kd=0.2181d-1。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题来源、研究目的和意义

1.2污泥处理方法分类

1.2.1堆肥化

1.2.2厌氧消化

1.2.3焚烧

1.3污泥处理国内外现状

1.4研究内容与方法

1.5泥质指标分析方法

第二章厌氧消化原理及两相厌氧技术简介

2.1厌氧消化的机理

2.1.1厌氧消化过程中的微生物

2.1.2厌氧消化过程的生化动力学

2.1.3影响微生物厌氧消化的主要因素

2.2厌氧工艺的发展

2.3污泥两相厌氧消化工艺简述

2.3.1基本原理

2.3.2生物相分离

2.3.3两相厌氧消化工艺的特点

2.3.4研究与应用情况

第四章污泥单相与两相厌氧处理工艺的试验研究

3.1污泥两相厌氧处理研究原因

3.1.1污泥单相厌氧消化存在的问题

3.1.2本试验提出的原因

3.2试验条件

3.2.1 工艺与装置

3.2.2基本假设

3.2.3试验用泥泥质

3.3探索性试验

3.3.1污泥驯化

3.3.2驯化与培养期间所取得的运行参数

3.4系统稳定运行试验结果与分析讨论

3.4.1稳定运行结果

3.4.2分析讨论

3.5污泥单相与两相厌氧处理的对比试验

3.5.1试验目的

3.5.2试验装置

3.5.3试验结果

3.6总结

第四章厌氧消化热能平衡分析

4.1污泥消化耗热量

4.1.1提高生污泥温度所需热量

4.1.2池体耗热量

4.1.3管道、热交换器等热耗量

4.1.4总耗热量

4.2沼气所能提供的能量

4.3热能平衡分析

4.3.1污泥单相厌氧处理系统：

4.3.2污泥两相厌氧处理系统：

第五章污泥两相厌氧处理生物降解动力学分析

5.1基质去除速度

5.2挥发性固体

5.3水力停留时间

5.4小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2试验存在的问题

6.3建议

致谢

参考文献