堿-熱低溫預(yù)處理改善剩余污泥厭氧消化效能的研究.pdf

1、隨著我國城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，城鎮(zhèn)污水處理廠污水處理率顯著提高，二級生化過程產(chǎn)生的剩余污泥量也大幅增加。對污泥進(jìn)行厭氧消化處置，將污泥中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成能量物質(zhì)進(jìn)行再生利用，是未來污水處理廠實現(xiàn)可持續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵。但受剩余污泥胞外結(jié)構(gòu)和細(xì)胞的細(xì)胞壁難以破壁水解的影響，致使污泥水解發(fā)酵過程緩慢，在一定的時間內(nèi)產(chǎn)氣效率低下，有機(jī)質(zhì)最終的利用率低，不僅制約了污泥厭氧消化技術(shù)的推廣實施，還影響消化后污泥的最終處置。通過污泥預(yù)處理技術(shù)破壞剩余污泥的

2、胞外結(jié)構(gòu)，加速細(xì)胞破壁水解，可有效改善污泥厭氧消化效能。
　　本課題采用堿-熱低溫?zé)崴忸A(yù)處理技術(shù)，以藥劑和熱能消耗量最小為條件，獲得污泥堿-熱低溫預(yù)處理的最優(yōu)參數(shù)，以使在加速細(xì)胞破壁水解的同時節(jié)約預(yù)處理能耗；開展污泥厭氧消化生物化學(xué)甲院勢（Biochemical Mathane Potential，BMP）實驗，探討堿-熱低溫預(yù)處理提高污泥厭氧消化產(chǎn)氣效率的程度及實踐應(yīng)用的可行性。獲得的研究結(jié)果如下：
　　1、通過正交實驗

3、，確定了堿-熱預(yù)處理的最佳運(yùn)行參數(shù)。污泥在不同水熱溫度（70℃、80℃、90℃）、不同水熱時間（7h、8h、9h）、不同堿劑量（0.025、0.05、0.075g/gTSNaOH）預(yù)處理條件下，進(jìn)行正交實驗，在藥劑與熱能消耗量最小的條件下，SCOD溶出率、上清液中蛋白質(zhì)、碳水化合物的濃度達(dá)到最大時，獲得了堿-熱預(yù)處理最佳運(yùn)行條件為水熱溫度為70℃、NaOH劑量為0.025g/gTS、水熱時間為8h；污泥經(jīng)預(yù)處理，VSS/TS平均從57.

4、5％下降到45.9%，VSS去除率約為12%，污泥的沉降性能最好，SV為55.3%。
　　2、水熱溫度及NaOH劑量對污泥的破解程度影響顯著。實驗結(jié)果表明：隨著水熱溫度的升高（從50℃升高到100℃），污泥絮體和細(xì)胞的破碎程度增加顯著，SCOD、蛋白質(zhì)和碳水化合物的溶出和釋放量分別增加了6.5倍、4.5倍和36.9倍，且在70℃左右時，溶出和釋放速率顯著增加；釋放出的物質(zhì)的分子量隨溫度升高呈逐步降低趨勢，在水熱溫度為70℃以上時，

5、污泥熱解產(chǎn)物中小分子量物質(zhì)所占比重較大，這有助于后續(xù)厭氧消化反應(yīng)的進(jìn)行。隨著堿劑量的增加，從污泥中溶出的SCOD、蛋白質(zhì)、碳水化合物和總磷的含量不斷增大；當(dāng)NaOH的劑量大于0.05g/gTS時，蛋白質(zhì)和總磷的含量急劇增加，說明此時大部分細(xì)胞的細(xì)胞壁發(fā)生了破裂，使大量的細(xì)胞物質(zhì)釋放出來，而當(dāng)NaOH的劑量在0-0.05g/gTS時，僅發(fā)生了污泥細(xì)胞外部的絮體離散和解體及小部分細(xì)胞的破解。
　　3、經(jīng)堿-熱預(yù)處理后的污泥及上清液，厭