熱堿預(yù)處理對剩余污泥的溶胞率及發(fā)酵產(chǎn)酸的影響研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，污水處理技術(shù)的不斷提高，剩余污泥總量迅速增加。如何快速、有效、環(huán)保的處理剩余污泥，是一個迫在眉睫的問題。傳統(tǒng)的厭可以實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、減量化、產(chǎn)生清潔能源沼氣，但是，水解時間較長。目前，有化學(xué)、物理、生物等加速污泥水解的方法，其中熱堿預(yù)處理方法，不僅在細(xì)胞破解方面卓有成效，而且可以加強(qiáng)污泥的后續(xù)處理效果。多數(shù)厭氧發(fā)酵研究以甲烷為最終目標(biāo)產(chǎn)物，很少探討剩余污泥發(fā)酵的中間代謝產(chǎn)物揮發(fā)性短鏈脂肪酸。它作為高附加值的生物

2、化學(xué)品，不僅是轉(zhuǎn)化成甲烷的主要物質(zhì)，還可以作為其他化學(xué)物質(zhì)如醋酸乙烯等的原料。本論文應(yīng)用響應(yīng)曲面法優(yōu)化熱堿預(yù)處理剩余污泥工藝條件，獲得最佳試驗(yàn)參數(shù)。在最佳試驗(yàn)條件下處理剩余污泥，進(jìn)行中溫厭氧發(fā)酵試驗(yàn)，探討熱堿預(yù)處理對剩余污泥發(fā)酵產(chǎn)酸的影響。
　　利用響應(yīng)曲面法對熱堿預(yù)處理剩余污泥工藝進(jìn)行條件優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)因素分別為：溫度(℃)、pH值和時間(min)；響應(yīng)值為剩余污泥溶胞率（％）。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取實(shí)驗(yàn)因素水平，根據(jù)Box-Be

3、nhnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計原理采用三因素三水平的響應(yīng)曲面法，建立了熱堿預(yù)處理對剩余污泥溶胞率影響的二次多項數(shù)學(xué)模型，并通過以剩余污泥的溶胞率為響應(yīng)值作為響應(yīng)面圖和等高線圖，并分析各個因素間的顯著性和交互作用。結(jié)果表明，低溫?zé)釅A預(yù)處理剩余污泥三個自變量因素溫度、pH和反應(yīng)時間對剩余污泥溶胞率的影響從大到小依次為：pH，溫度，反應(yīng)時間；溶胞率最佳的操作條件為：溫度為89±1℃，pH值為12.00，時間為74±1min。在最佳工藝條件下，細(xì)胞的溶出

4、率為48.05%。
　　基于響應(yīng)曲面法對熱堿預(yù)處理剩余污泥工藝條件的優(yōu)化結(jié)果，處理剩余污泥，對熱堿預(yù)處理后的剩余污泥中溫厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸情況進(jìn)行探討。試驗(yàn)結(jié)果表明，厭氧發(fā)酵期間，熱堿預(yù)處理剩余污泥中溶胞率、溶解性蛋白質(zhì)、溶解性總糖、乙酸、異丁酸、正丁酸、異戊酸、正戊酸的積累量均高于未處理剩余污泥其中，乙酸積累量高于未處理組約8×103mgCOD/L，總酸積累量高于未處理組約2×103mgCOD/L；熱堿預(yù)處理方法可以改變揮發(fā)性短鏈脂肪