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FeCl3、PAC对污泥中温厌氧消化的影响

作　者: 杨居园
导　师: 谢经良
学　校: 青岛理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 污泥厌氧消化 FeCl3 聚合氯化铝（PAC） 沼气产气量 沼气组分 H2S
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


厌氧消化不仅可以稳定污泥，同时还会产生清洁能源沼气，能够有效的实现污泥的减量化、稳定化、无害化以及资源化，是城市污水处理厂污泥处理的趋势之一。然而污泥厌氧消化过程中产生的H2S会抑制厌氧消化菌的代谢活动，影响消化反应的进行，沼气中H2S的存在也会降低沼气的利用效能，为此必须采取措施抑制H2S的产生。本试验在中温（35℃）条件下进行污泥厌氧消化，向消化罐中投加FeCl3和PAC，对厌氧消化沼气产气量、沼气组分、H2S含量及污泥中的pH、TS、VS进行了研究，分析投加FeCl3和PAC对污泥厌氧消化系统的影响，探究FeCl3和PAC对沼气中H2S的去除效果，以期能在提高沼气质量的同时达到以废治废的目的。试验结果表明：（1）FeCl3对污泥厌氧消化产气起促进作用，而投加PAC会抑制厌氧消化产气。试验结果显示：产气趋于平稳后，空白罐单位VS产气量在249.99mL/gVS左右波动，FeCl3投加浓度为54mg/L、72mg/L、90mg/L、120mg/L、150mg/L的消化罐单位VS产气量分别比空白罐高1.82%、3.80%、3.25%、6.67%、12.02%，累积产气量结果分别比空白罐高6.60%、10.11%、10.11%、13.68%、18.74%；PAC投加浓度为90mg/L、150mg/L时，单位VS产气量分别比空白罐低2.08%、23.78%，累积产气量分别比空白罐低12.80%、28.07%。FeCl3的投加有助于提高沼气中CH4的含量，有助于提高沼气热值，PAC的投加会降低沼气中CH4的含量，投加FeCl3浓度为150mg/L的消化罐所产沼气中CH4含量为68.4%，比空白罐高出10.7%，CO2含量为21.8%，比空白罐低6.03%，H2含量为4.8%，比空白罐低60.6%；PAC投加浓度为150mg/L时沼气中CH4含量比空白罐低6.25%，CO2含量则比空白罐高17.21%，H2比空白罐高4.65%。（2）试验结果证明了FeCl3的投加能够抑制沼气中H2S的产生，投加PAC也会降低沼气中H2S的含量，但效果较FeCl3要差些。FeCl3投加浓度为90mg/L及150mg/L的消化罐H2S含量分别为210mg/m3、0mg/m3，比空白罐低792mg/m3、1002mg/m3。PAC投加浓度为90mg/L和150mg/L的消化罐，分别为494mg/m3、467mg/m3，比空白罐低508mg/m3和585mg/m3。（3）FeCl3、PAC的加入都会使厌氧消化系统的pH值有所降低。试验结果显示，除FeCl3投加浓度为18mg/L的消化罐比空白罐略高，其他消化罐pH值分别比空白罐低0.01、0.04、0.02、0.05、0.04、0.06；PAC投加浓度为90mg/L、150mg/L的消化罐pH值分别比空白罐低0.01、0.38。然而厌氧消化系统自身的缓冲作用使pH值保持在正常范围内。（4）TS、VS及VS/TS随FeCl3投加浓度的增加均有所下降，随PAC投加浓度的增加均有所上升。FeCl3投加浓度为150mg/L时，TS、VS及VS/TS分别为2.35%，1.29%，54.72%。分别比空白罐低3.41%，7.86%，4.61%。PAC投加浓度为150mg/L时，TS、VS及VS/TS分别为2.54%，1.48%，58.27%。分别比空白罐高4.94%，5.71%，0.73%。与PAC相比，投加FeCl3更有利于污泥厌氧消化的进行。投加FeCl3能够使厌氧消化沼气产气量以及CH4含量增加，而且能够抑制H2S的产生。因此城市污水处理厂化学一级强化工艺选择投加FeCl3更佳。

全文目录


摘要  8-10
Abstract  10-12
第1章 绪论  12-33
  1.1 课题背景  12
  1.2 污泥处理处置现状及研究进展  12-17
    1.2.1 污泥来源及特性  12-14
    1.2.2 国内外污泥处理处置现状  14-16
    1.2.3 污泥处理处置技术现状  16-17
  1.3 污泥的厌氧消化技术  17-24
    1.3.1 污泥厌氧消化工艺及原理  17-20
    1.3.2 影响污泥厌氧消化的因素  20-23
    1.3.3 沼气利用现状  23-24
  1.4 硫化氢的产生机理及抑制研究  24-31
    1.4.1 硫化氢的产生及危害  24-28
    1.4.2 沼气脱硫方法  28-30
    1.4.3 硫化氢抑制研究  30-31
  1.5 研究的目的、意义和研究内容  31-33
    1.5.1 研究目的和意义  31-32
    1.5.2 主要研究内容  32-33
第2章 试验材料与方案  33-41
  2.1 污泥来源及性质  33
  2.2 试验装置及仪器  33-36
    2.2.1 试验装置  33-35
    2.2.2 主要仪器和设备  35-36
  2.3 试验方案  36-39
    2.3.1 污泥厌氧消化装置的启动  36-37
    2.3.2 FeCl_3对污泥厌氧消化影响的研究  37-38
    2.3.3 PAC 对污泥厌氧消化影响的研究  38-39
  2.4 主要考核指标及分析方法  39-41
第3章 FeCl_3对污泥中温厌氧消化的影响  41-55
  3.1 FeCl_3对污泥厌氧消化产沼气的影响  41-46
    3.1.1 FeCl_3对沼气产量的影响  41-43
    3.1.2 FeCl_3对厌氧消化沼气组分及热值的影响  43-46
  3.2 FeCl_3对沼气中 H_2S 含量的影响  46-48
  3.3 FeCl_3对污泥厌氧消化系统 pH 值的影响  48-50
  3.4 FeCl_3对污泥厌氧消化系统 TS、VS 的影响  50-53
  3.5 小结  53-55
第4章 PAC 对污泥中温厌氧消化的影响  55-66
  4.1 PAC 对沼气产量的影响  55-58
    4.1.1 PAC 对厌氧消化产气量的影响  55-56
    4.1.2 PAC 对厌氧消化沼气组分及热值的影响  56-58
  4.2 PAC 对沼气中 H_2S 含量的影响  58-59
  4.3 PAC 对污泥厌氧消化系统 pH 值的影响  59-61
  4.4 PAC 对污泥厌氧消化系统 TS、VS 的影响  61-64
  4.5 小结  64-66
第5章 结论与建议  66-68
  5.1 结论  66-67
  5.2 建议  67-68
参考文献  68-73
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作  73-74
致谢  74

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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