基于超聲波和熱處理研究污泥減量和厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫.pdf

1、污水處理廠處理污水過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥，污泥中含有大量有機(jī)物，如碳水化合物、蛋白質(zhì)等。但污泥中的有機(jī)物大部分為細(xì)胞物質(zhì)，這些有機(jī)物為細(xì)胞壁所包裹，難以被微生物所利用，首先必須破解污泥中微生物的細(xì)胞壁，將胞內(nèi)物質(zhì)釋放出來(lái)，使之轉(zhuǎn)化為溶解性物質(zhì)。然后利用這些物質(zhì)厭氧發(fā)酵，既能減少污泥量又能產(chǎn)生清潔能源氫氣。本論文在無(wú)外加營(yíng)養(yǎng)物下，利用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理方法破解細(xì)胞，利用釋放的有機(jī)質(zhì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫。主要的研究結(jié)果如下：
　?。?）熱處理和

2、超聲波處理污泥實(shí)驗(yàn)表明，處理強(qiáng)度決定了污泥的破解效果，時(shí)間越長(zhǎng)、功率越大，破解效果就越好。用超聲波處理污泥后，pH值下降，最大下降值為0.56，SCOD和VSS增加率均有升高，最大增加幅度分別為3786mg/L和30.2﹪。用熱處理污泥后，pH值均上升，最大增加值為0.45，SCOD和VSS增加率均有升高，最大增加幅度分別為1198mg/L和8.7﹪。但考慮經(jīng)濟(jì)性，長(zhǎng)時(shí)間、較低功率也能達(dá)到較為理想的污泥破解效果，例如：超聲波處理（t=2

3、0min，ED=0.6W/mL），熱處理（t=20min，T=40℃）。處理能量存在強(qiáng)度限值，低于一定的強(qiáng)度限值，無(wú)明顯破解效果。超聲波的強(qiáng)度限值ED=0.2W/mL，熱處理的強(qiáng)度限值T=40℃。
　?。?）污泥厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)表明，厭氧發(fā)酵的最佳pH為7，最佳溫度是中溫36℃，在此條件下，污泥可生化率高，產(chǎn)生的氫氣量也相對(duì)較高。熱+超聲波處理污泥產(chǎn)氫效果最好，氫氣含量高達(dá)33％，共產(chǎn)氫氣26ml，產(chǎn)氫率為19.27mL/gSCOD。

4、熱處理污泥次之產(chǎn)氫氣12ml，產(chǎn)氫率為13.09mL/gSCOD。超聲波污泥最少只有5.4ml，產(chǎn)氫率為9.44mL/gSCOD。
　?。?）SEM檢測(cè)結(jié)果表明，在整個(gè)發(fā)酵液微生物群落中，類(lèi)似假單胞菌菌屬的桿菌占有較大比例。
　?。?）液相色譜檢測(cè)結(jié)果表明，發(fā)酵液末端產(chǎn)物主要是丁酸和乙酸，發(fā)酵類(lèi)型是丁酸型發(fā)酵。發(fā)酵過(guò)程中反應(yīng)底物的變化表明，污泥預(yù)處理破解溶出的SCOD、總糖、蛋白質(zhì)等隨著厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的進(jìn)行而減少。在整個(gè)預(yù)處理