碱与臭氧预处理剩余污泥厌氧产气的研究

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1、硕士学位论文碱与臭氧预处理剩余污泥厌氧产气的研究THEANAEROBICGASPRODUCTIONOFSLUDGETREATEDBYALKALIANDOZONE焦明龙哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU992.3学校代码：10213国际图书分类号：628.3密级：公开工学硕士学位论文碱与臭氧预处理剩余污泥厌氧产气的研究硕士研究生：焦明龙导师：李欣副教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU992.3U.D.C:628.3Dissertationf

2、ortheMasterDegreeinEngineeringTHEANAEROBICGASPRODUCTIONOFSLUDGETREATEDBYALKALIANDOZONECandidate：JiaoMinglongSupervisor：AssociateProf.LiXinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MunicipalEngineeringAffiliation：SchoolofMuni.＆Env.Eng.DateofDefence：June,2015Degree-Conferri

3、ng-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在传统的活性污泥法中，污泥的厌氧消化是污泥处理处置的主要手段，但在污泥厌氧发酵过程中，污泥中微生物细胞壁难于破解，导致污泥水解成为了这一过程的限速环节，造成了反应器体积过大，反应时间过长，增加了污泥处理费用，因此人们针对这一过程提出了很多预处理方法来破解微生物细胞。其中关于碱处理、臭氧处理研究的颇多，然而关于二者的组合预处理技术研究的较少。本课题主要研究碱处理、臭氧处理、碱与臭氧联合预处理技术对污泥的破解效果、污泥性质、厌氧发酵效能以及有机物的变化

4、规律的影响，同时确定不同预处理技术应用的最佳条件，污泥破解前后有机物的种类变化以及预处理技术实际应用的可行性。不同预处理对剩余污泥性质影响的研究表明，污泥经过碱处理后，污泥的脱水性和沉降性有所下降，污泥经过臭氧处理后，污泥的脱水性能下降，沉降性能得到改善。不同预处理技术对污泥的破解程度顺序为：先臭氧后碱处理＞先碱后臭氧处理＞碱处理＞臭氧处理＞未处理。确定了碱处理的最佳条件为pH=12，臭氧处理的最佳投加量为0.3gO3/gSS，碱与臭氧联合预处理的最佳条件为pH=12，臭氧投加量0.3gO3/gSS。通过预处理技术与厌氧发酵的组合工艺研究得出，碱与臭氧联合预处理的

5、污泥厌氧发酵效能要好于二者单独作用的污泥，平均产酸量、产气量均是先臭氧后碱处理＞先碱后臭氧处理＞碱处理＞臭氧处理＞未处理。并且当pH=12，臭氧投加量为0.12gO3/gSS时，先臭氧后碱处理产生气体总量最多，大约是剩余污泥产气量的1.94倍左右，其中甲烷含量约为48.8%，而未处理的污泥所产甲烷含量仅为21.2%。通过紫外光谱分析发现，经过不同处理后的污泥上清液中腐殖类大分子有机物以及含C=C双键和C=O双键的芳香族化合物大幅度增加。并且通过荧光光谱分析发现，剩余污泥中主要存在类芳香性蛋白和溶解性细胞副产物，经过碱处理后污泥中物质的种类没有变化，但含量有所增加。

6、经过臭氧处理后，污泥上清液中主要存在类富里酸、溶解性细胞副产物类物质、类腐殖酸物质。污泥经过先碱后臭氧处理后，污泥上清液中主要存在类芳香性蛋白质、溶解性细胞副产物、类腐殖酸。经过先臭氧后碱预处理后的污泥上清液中主要存在类芳香性蛋白质物质、类富里酸类物质、溶解性细胞副产物类物质、类腐殖酸物质。碱和臭氧联合预处理污泥厌氧消化技术的研究具有一定的理论指导意义，由于实验用泥泥质可生化性较差，能源回收相对较少，该技术能否应用于实践，-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文还需综合经济技术角度进一步研究。关键词：剩余污泥；预处理；碱；臭氧；厌氧消化；有机物-II-哈尔滨工业大学工

7、学硕士学位论文AbstractWasteactivatedsludgeistheinevitableby-productsofconventionalactivatedsludgeprocess,andtheanaerobicdigestionisthesustainablesludgetreatmentanddisposal.However,sludgehydrolysisisknownasthelimitingstepofanaerobicdigestionduetothecellwallsaredifficulttobreak.Therefore,large

8、volum