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生活垃圾与污水厂污泥一体化处理技术与设备研究

作　者: 彭飞
导　师: 何强
学　校: 重庆大学
专　业: 城市环境与生态工程
关键词: 生活垃圾污泥一体化处理设备优化
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 219次
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内容摘要

随着城市污水处理程度的深化以及处理率的提高,污泥的产生量也在不断增加,污泥问题已成为当前影响城市发展的一大环境问题。因此,妥善地处理与处置污泥显得尤为必要,现阶段污泥浓缩厌氧消化脱水填埋处置是主要的处理方式。同样,随着城镇化不断推进,城镇生活垃圾的产量也在逐年增加,垃圾中的有机质含量也随着人民生活水平的提高而增加,垃圾堆肥(消化)作为生活垃圾处理(污泥垃圾稳定化)的工艺,具有减少垃圾体积、杀灭病原微生物、改善垃圾性能、产生沼气(厌氧条件下)等优点,并且堆肥后可再度被利用,既能做到节能减排,有达到循环经济的目的,因而一直备受研究者的关注。本文借鉴垃圾堆肥处理方式及污泥的两相一体式浓缩消化处理技术,设计出了生活垃圾和污水处理厂污泥一体化处理反应器,对其运行效能进行试验研究,并根据结果分析对反应器进行优化。生活垃圾和污水处理厂污泥一体化处理反应器有效容积为420L,污泥仓有效容积为220L,设计投配率30%,采用污泥逐步培养法,以10%的投配率启动;垃圾仓有效容积为200L,厌氧发酵处理生活垃圾。试验考察了一体化反应器在启动阶段的运行状况,结果表明垃圾仓pH维持在3～5之间,酸性发酵较活跃,但碱性发酵受到抑制,垃圾发酵成熟所需要的时间需100天以上,且堆肥产物不能利用,但发酵可产生较多的气体(产气量逐渐增大,最大有25L/d),为污泥仓补充搅拌用气体;污泥仓厌氧消化同样受温度的影响较大,出现了较严重的酸化现象,仓内碱度储存不足,产甲烷菌活性受到抑制,VS/TS仅从0.4～0.8下降到0.3～0.45,VSS的去除率在0.18～0.25之间,说明污泥仓消化性能波动较大,持续运行状况不理想,没有达到较好的污泥厌氧消化效果。综上所述,一体化反应器垃圾仓采用厌氧发酵处理垃圾,处理效果与反应器设计初衷不符。通过对一体化反应器的运行结果分析,及考虑到反应器设计上的缺陷,对反应器进行了优化,并对优化反应器的运行效能进行研究。优化反应器有效容积为710L,其中污泥仓有效容积为110L,采用污泥逐步培养法,以10%的投配率启动;垃圾仓的有效容积为600L,采用垃圾好氧堆肥方式处理。试验结果表明,垃圾仓在通风量为0.20m3/min.m3时,发酵产热使垃圾仓也可以很快达到30℃以上,垃圾发酵成熟所需要的时间仅需要20～30天的时间,垃圾仓pH维持在6～7左右,虽然有所波动,但仍然可保证发酵反应的顺利进行;污泥仓温度在5天后即达到了30℃以上,符合中温厌氧消化温度条件,启动过程中反应器内部的pH维持在6.5～7.5之间,碱度在800～2500mg/L之间,表明反应器内产甲烷菌较为活跃,厌氧消化状况良好,当搅拌次数2次/d(30min/次),容积负荷为0.65～1.31KgCOD/m3. d时,反应器排泥含水率降到93%左右,含水率较低,浓缩效果良好,排泥VS/TS由0.45～0.69下降到0.38～0.43,有机物去除率为40%以上,有机物去除率较高,排泥效果较好,这说明反应器运行状况良好,能够满足厌氧消化的需要。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-10
1 绪论  10-30
  1.1 课题研究背景  10-11
    1.1.1 垃圾处理现状  10-11
    1.1.2 污泥处理现状  11
  1.2 生活垃圾和污水厂污泥基本特性  11-17
    1.2.1 生活垃圾和污泥的种类  11-12
    1.2.2 生活垃圾和污泥的特性  12-17
  1.3 生活垃圾和污水厂污泥处理与处置概况  17-26
    1.3.1 生活垃圾和污泥处理与处置目的  17
    1.3.2 生活垃圾和污泥处理与处置工艺介绍  17-22
    1.3.3 生活垃圾和污泥处理与处置技术比较  22-26
  1.4 课题的提出  26-30
    1.4.1 课题研究的意义  26-27
    1.4.2 课题研究的目的  27-28
    1.4.3 课题研究的内容  28-30
2 一体化反应器设计与试验  30-42
  2.1 一体化反应器模型  30-35
    2.1.1 一体化反应器的设计原理  30-31
    2.1.2 一体化反应器模型设计思路  31-32
    2.1.3 一体化反应器模型构造  32-34
    2.1.4 一体化反应器运行原理  34-35
  2.2 启动试验设计  35-42
    2.2.1 试验场地  35-38
    2.2.2 试验进泥和垃圾性质  38
    2.2.3 试验流程  38-39
    2.2.4 试验取样口设置  39-40
    2.2.5 试验测试项目及方法  40-41
    2.2.6 试验仪器及相关设备  41-42
3 一体化反应器试验运行与结果分析  42-58
  3.1 一体化反应器启动试验  42-43
    3.1.1 启动方法的选择  42
    3.1.2 反应器的启动  42-43
  3.2 一体化反应器各部分的温度变化  43-45
    3.2.1 垃圾仓温度  44-45
    3.2.2 污泥仓温度  45
  3.3 启动期间一体化反应器部监测结果  45-51
    3.3.1 垃圾仓监测结果  45-47
    3.3.2 污泥仓监测结果  47-51
    3.3.3 产气量及气体的利用措施  51
  3.4 结果分析  51-57
    3.4.1 温度变化对反应器处理效果的影响分析  51-54
    3.4.2 气体搅拌对污泥仓的影响分析  54
    3.4.3 一体化反应器的处理性能及存在问题  54-56
    3.4.4 一体化反应器的改进建议  56-57
  3.5 本章小结  57-58
4 反应器优化设计与试验  58-66
  4.1 生活垃圾和污水处理厂污泥一体化反应器优化模型  58-64
    4.1.1 优化反应器的设计改进依据  58-61
    4.1.2 优化反应器模型构造  61-63
    4.1.3 优化反应器运行原理  63-64
  4.2 优化反应器启动试验设计变动  64-66
    4.2.1 优化反应器试验流程  64
    4.2.2 优化反应器试验取样口设置  64-65
    4.2.3 优化反应器试验测试变化  65-66
5 优化反应器试验运行与结果分析  66-84
  5.1 优化反应器启动试验  66-68
    5.1.1 优化反应器启动方法的选择  66
    5.1.2 优化反应器的启动  66-68
  5.2 优化反应器各部分的温度变化  68-71
    5.2.1 垃圾仓温度  69-70
    5.2.2 污泥仓温度  70-71
    5.2.3 反应器各部分温度变化关系  71
  5.3 启动期间优化反应器监测  71-79
    5.3.1 垃圾仓监测结果  71-73
    5.3.2 污泥仓监测结果  73-77
    5.3.3 产气量随时间的变化  77
    5.3.4 优化反应器存在的主要问题  77-79
  5.4 结果分析  79-83
    5.4.1 垃圾仓温度变化对污泥仓的影响分析  79-81
    5.4.2 垃圾通风量的选择及影响分析  81-82
    5.4.3 优化反应器与一体化反应器处理效能比较  82-83
  5.5 本章小结  83-84
6 结论与建议  84-86
  6.1 结论  84-85
  6.2 存在的问题和建议  85-86
致谢  86-88
参考文献  88-92
附录  92

生活垃圾与污水厂污泥一体化处理技术与设备研究

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