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高速转盘破解剩余污泥及相关力学机制研究

作　者: 张明杨
导　师: 朱彤
学　校: 东北大学
专　业: 流体机械及工程
关键词: 剩余污泥高速转盘破解流体剪切力
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 21次
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内容摘要

目前世界上大部分国家采用的是活性污泥法处理污水,此法产生大量的剩余污泥,对环境造成直接或间接的二次污染。本文采用机械高速转盘法对剩余污泥中细胞的细胞壁进行破碎,将细胞内物质溶出,使其中的有机物被微生物分解利用,从而达到剩余污泥减量的目的。主要的研究内容是：高速转盘的流体特性分析；流体在盘转动过程中的力学特征、流速、剪切力、压力的变化；从菌胶团和细菌体粒径尺度分析流场对菌胶团和单个菌体的破解特性,从而明确高速转盘条件下的剩余污泥破解的流体力学机制。在理论分析基础上,开展高速转盘对剩余污泥的破碎效果实验研究。重点考察分析细胞质流出、细胞壁破碎程度；进行破碎后的污泥粒度分析,破碎前后的扫描电镜图片分析。实验结果表明,采用机械高速转盘方法破解剩余污泥,可以破坏污泥絮体及污泥细胞,使细胞内物质溶出,导致水相中SCOD、BOD、核酸、蛋白质等物质含量增加。增加量随着转盘速度的提高和盘间距的缩小而增大。反应时间在35分钟后,样品的各物质含量并不再明显增加,表明其破碎效果不再随时间变化。分析机械转盘破碎机理,发现由于流体的粘性作用,速度梯度产生的流体剪切力是破碎的根本动力,转盘的研磨作用,盘表面槽的影响起到辅助作用。

全文目录

摘要  5-6
英文摘要  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 课题研究意义  10-11
  1.2 污泥减容技术  11-12
    1.2.1 污泥浓缩  11-12
    1.2.2 污泥脱水  12
  1.3 污泥减量化技术  12-15
    1.3.1 污泥减量化技术举例  13-15
  1.4 国内外所使用的处理方法  15-18
    1.4.1 剩余污泥的常规处置方法  15-16
    1.4.2 剩余污泥处理新技术  16-18
  1.5 课题研究思路  18-19
  1.6 本章小结  19-20
第2章细胞理论基础  20-36
  2.1 细菌的形态和大小  20-21
  2.2 细胞壁结构  21-24
  2.3 细胞受力分析信息  24-33
    2.3.1 球形细胞受力分析  25-31
    2.3.2 杆形细胞受力分析  31-33
  2.4 细胞破碎方法  33-34
  2.5 本章小结  34-36
第3章流体力学机制  36-48
  3.1 两平盘间的转动  36-39
  3.2 VIM方法对N-S方程的近似求解  39-43
  3.3 带有突棱的高速转盘的定性分析  43-47
    3.3.1 湍流的产生  45-46
    3.3.2 转、静盘边界层成因  46
    3.3.3 湍流边界层速度分布的普遍定律  46
    3.3.4 速度分析  46-47
    3.3.5 压力分析  47
    3.3.6 盘表面槽的影响  47
  3.4 本章小结  47-48
第4章本课题采用的实验方法  48-68
  4.1 实验设备  48-49
  4.2 实验材料的获取及培养  49-51
  4.3 实验目的  51-52
  4.4 实验内容  52
  4.5 实验方法  52-56
    4.5.1 测量污泥MLSS浓度,污泥粘度  52-54
    4.5.2 S-COD测量  54-55
    4.5.3 BOD测试方法  55-56
    4.5.4 核酸测量方法  56
  4.6 实验结果及分析  56-64
    4.6.1. SCOD的变化及分析成因  56-59
    4.6.2. PH值的变化分析  59-60
    4.6.3 核酸含量变化分析  60-61
    4.6.4 扫描电镜观察的样本预处理  61-64
  4.7 机械高速转盘联合超声方法破碎剩余污泥  64-68
    4.7.1 实验部分  65-66
    4.7.2 分析原因  66-68
第5章结论与展望  68-70
  5.1 结论  68-69
  5.2 展望  69-70
参考文献  70-74
致谢  74

高速转盘破解剩余污泥及相关力学机制研究

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