焦化废水剩余污泥碳化水解研究

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1、分类号学号M201173186学校代码10487密级硕士学位论文焦化废水剩余污泥碳化水解研究学位申请人:童超学科专业：市政工程指导教师：章北平教授答辩日期：2014.1.19万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonHydrolysisandAcidificationofWasteActivatedSludgeofCokingPlantWasteWatertoObtainC

2、arbonSourceCandidate:TongChaoMajor:MunicipalEngineeringSupervisor:Prof.ZhangBeipingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体

3、，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打―√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方

4、数据华中科技大学硕士学位论文摘要在本课题中主要探究将焦化工艺O/A/O池中的剩余污泥进行厌氧发酵，同时将水解后产生的碳源进行回用，一方面解决了焦化区域废水C/N比低的问题；另一方面解决了剩余污泥的处置问题。剩余污泥在单纯的进行厌氧发酵的过程中，污泥细胞被降解的程度是非常缓慢的，因此，可以在剩余污泥进行厌氧水解之前进行预处理来提高污泥水解的效率。在这些预处理方法中，高温预处理由于其低能耗和低成本使其拥有较好的前景；同时有些学者认为投加表面活性剂能够促进污泥细胞水解发酵。因此在本研究中将把高温预处理、表面活性剂预处理以及表面活性剂和

5、高温联合预处理三种方法进行对比选择最佳工艺。在以往的研究中，很多学者只是单纯的进行产酸量和碳源量上的探究，然而由于水解会产生大量的氨氮累积，当上清液回用的时候会影响生物脱氮除磷系统。因此在本次研究中，不仅要考虑产酸量，更要获取一个最佳工艺条件使得污泥水解上清液中V/N比（VFAs/氨氮）最大，所以V/N比将作为本研究中考察的第一要素。首先，通过试验选取了SDBS作为最佳表面活性剂用于后续试验；然后选取了80、90、100℃三种温度以及12、18、24h三种预处理时间用于后续试验。其次，通过响应曲面法探究了表面活性剂和高温联合预处

6、理的作用下剩余污泥厌氧发酵的最佳工艺条件，利用回归模型分析得出能够使V/N比（VFAs/氨氮）达到最大值的优化条件为：预处理温度为94.28℃、预处理时间为19.36h、厌氧发酵时间为9.62d，SDBS投加量为0，相应的V/N比预测值为6.20。根据模型的结果发现投加表面活性剂SDBS不利于提高污泥水解上清液中的V/N比（VFAs/氨氮）。于是接下来论证了为何投加表面活性剂SDBS不利于提高污泥水解上清液中的V/N比（VFAs/氨氮），发现表面活性剂对于剩余污泥中颗粒态有机物溶解有较显著的促进作用，而对于剩余污泥发酵液中溶解态

7、大分子有机物和溶解态小分子有机物降解及发酵产酸并没有显著的促进作用；而高温预处理对于剩余污泥中颗粒态有机物溶解以及溶解态有机物的降解产酸均有着显著的促进作用；联I万方数据华中科技大学硕士学位论文合预处理对于剩余污泥中颗粒态有机物溶解的促进作用比单独的高温和单独表面活性剂处理的效果都要好很多，而对于发酵液中溶解态有机物的降解产酸的促进作用比单独的高温预处理增加的效果并不明显。最后根据模型结果以及论证分析选择高温预处理作为最佳工艺。在不同温度高温预处理下V/N比（VFAs/氨氮）随着温度的升高而增大。在50℃到70℃之间V/N比增加

8、较缓，从70℃到90℃之间的时候开始随着温度的升高，V/N比迅速增加，然后从90到100℃的时候V/N的增速又开始变的缓慢，由此可以看出在90℃和100℃的时候获得的V/N比（VFAs/氨氮）较高。然后通过经济性分析对比90℃和100℃两种温度下产生单位V/N比