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水力空化法破解剩余污泥的实验研究

作　者: 宋俊威
导　师: 朱彤
学　校: 东北大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 剩余污泥水力空化破解碱
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

污泥厌氧消化过程中,污泥水解需要消耗很长的时间,成为整个污泥处理过程的限速步骤。如在厌氧消化前,对污泥进行破解预处理,打破细胞壁,使污泥中细菌细胞内含物溶出,可加速污泥的水解过程,以达到缩短消化时间,减少消化池容积,提高甲烷产量的目的。本课题采用机械装置空化技术,破解MBR膜生物反应器处理后的剩余活性污泥。主要研究内容是：不同进出口压力、破解时间、污泥浓度对污泥破解效果的影响；通过投加自由基消除剂碳酸氢钠的实验,探讨水力空化法破解剩余活性污泥的反应机理；研究水力空化法与碱协同作用对剩余活性污泥破解效果的影响。本实验研究结果表明,采用空化技术破解剩余活性污泥,可以破坏污泥絮体及污泥细胞,使胞内物质由污泥相进入水相,导致水相中DOC、SCOD值增加；污泥中粒子中央直径减小。DOC、SCOD增加值随作用时间及污泥浓度的增加而增加,随进出口压力的减小在相同的作用时间内,DOC、SCOD增加值增大,但经过120min(空化24次)以上时,DOC、SCOD增加值差别不大,基本稳定。但是,在较低剩余活性污泥浓度下,增加值随时间变化较慢,但最终也可接近稳定。水力空化法与碱协同作用可以明显提高水力空化法的作用效果。本研究通过投加羟基消除剂NaHC03以消除羟基氧化影响,分析水力空化法破解污泥的机理。结果发现,在空化能发生的前提下,进出口压力是影响水力空化破解污泥效果的主要因素,羟基氧化几乎不起作用。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-10
第一章绪论  10-24
  1.1 研究背景  10-11
    1.1.1 剩余污泥的产生  10
    1.1.2 污泥对环境的影响  10-11
  1.2 污泥处理处置原则及基本方法  11-13
    1.2.1 污泥处理处置原则  11
    1.2.2 污泥的常规处理方法  11-12
    1.2.3 剩余污泥的厌氧消化处理  12-13
  1.3 国内外污泥处理研究现状  13-14
  1.4 水力空化现象及产生的机理  14-21
    1.4.1 空化的产生和空化效应  14-15
    1.4.2 气核、进出口压力  15-19
    1.4.3 空泡的溃灭  19-21
  1.5 本研究的主要目标及内容  21-22
  1.6 小结  22-24
第二章本课题的实验装置及实验方法  24-30
  2.1 污泥来源  24
  2.2 实验装置  24-26
  2.3 实验中关键问题的解决  26-27
    2.3.1 空化板孔堵塞的解决  26
    2.3.2 成分分析问题的解决  26
    2.3.3 空化过程中问题的解决  26-27
  2.4 实验方法  27
  2.5 分析项目、实验仪器  27-30
    2.5.1 分析项目  27-28
    2.5.2 实验仪器  28-30
第三章水力空化法破解剩余污泥实验  30-64
  3.1 含固率为1%的剩余污泥空化破解实验结果  30-44
    3.1.1 剩余污泥粒度的变化  30-32
    3.1.2 DOC/TOC(%)的变化  32
    3.1.3 SCOD的变化  32-35
    3.1.4 污泥破解前后固体物质含量的变化  35-37
    3.1.5 温度的变化  37-38
    3.1.6 PH值的变化  38-39
    3.1.7 氨氮渗出及其与MLVSS减少量的关系  39-41
    3.1.8 比能耗与SCOD、固体及温度升高值的关系  41-44
  3.2 含固率为0.5%的剩余污泥空化破解实验结果  44-57
    3.2.1 剩余污泥粒度的变化  44-45
    3.2.2 DOC/TOC(%)的变化  45-46
    3.2.3 SCOD的变化  46-50
    3.2.4 污泥破解前后固体含量的变化  50-51
    3.2.5 温度的变化  51-52
    3.2.6 pH值变化  52-53
    3.2.7 氨氮变化  53
    3.2.8 比能耗与SCOD、固体及温度升高值的关系  53-57
  3.3 两种不同含固率的污泥破解效果比较  57-61
    3.3.1 粒度的比较  57
    3.3.2 DOC/TOC(%)的比较  57-58
    3.3.3 SCOD产率比较  58-59
    3.3.4 比能耗与SCOD增加值关系比较  59-60
    3.3.5 温度升高值比较  60-61
  3.4 本章小结  61-64
第四章水力空化法与碱协同作用破解剩余污泥  64-74
  4.1 粒度的变化  64
  4.2 DOC/TOC(%)的变化  64-65
  4.3 SCOD的变化  65-70
    4.3.1 SCOD增加值的变化  65-68
    4.3.2 SCOD溶出率的变化  68-70
  4.4 温度的变化  70
  4.5 pH值的变化  70-71
  4.6 氨氮的变化  71-72
  4.7 本章小结  72-74
第五章水力空化法破解剩余污泥机理研究  74-80
  5.1 水力空化法破解污泥反应机理探讨  74-79
    5.1.1 水力空化法破解污泥反应途径概述  74-76
    5.1.2 水力空化法破解污泥过程中的主要作用力分析实验  76-79
  5.2 本章小结  79-80
第六章结论与展望  80-82
  6.1 结论  80-81
  6.2 展望  81-82
参考文献  82-86
致谢  86

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