微波-纳米磁粉协同预处理剩余污泥的实验研究

《微波-纳米磁粉协同预处理剩余污泥的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要城市污水处理厂剩余污泥的处理处置越来越受到人们的关注，这些富含有机物的污泥如果处置不当会形成新的污染，危害环境和人类健康。采用厌氧消化工艺对污泥进行稳定，降解污泥有机物、杀灭病毒和微生物，同时还可以产生大量的生物气，是一种实用、经济的污泥处理技术。在污泥厌氧消化实际运行中通常会由于剩余污泥中微生物细胞膜及污泥絮体特殊的结构，限制了污泥水解的速率，使厌氧反应速度十分缓慢，厌氧停留时间一般在20"-'30d以上，而且其有机物去除率依然很低。对剩余污泥进行预处理，破坏其稳定性，对于促进厌氧消化有着重大意义。本课题采用微波一纳米磁粉协同作用对剩余污泥进行预处理试验，确定了微波比

2、能耗、微波辐射时间和纳米磁粉投加量，并将预处理后的剩余污泥进行厌氧消化试验，分析其对厌氧产气速率、有机物降解率的改善效果。试验结果表明：在微波比能耗2．0W／mL，纳米磁粉投加量1．259／L，微波辐射3min等条件下，可使污泥温度迅速升高达到沸点(100℃左右)，污泥VS溶解率和COD溶出率分别为16．64％和14．51％，污泥的沉降性能和离心脱水性能也得到了一定的改善。纳米磁粉加入可以起到加速污泥吸热升温的作用，而且磁粉在微波作用下高速运动也可以破坏和冲击污泥的絮状结构，加速微生物细胞的破裂。试验数据显示，在加入磁粉量较大(2．59／L)时候，污泥的COD溶出率随着污泥温度

3、变化，而污泥VS溶解率却不完全受温度的影响。这说明在加入了纳米磁粉的情况下，促使污泥细胞破裂、有机固体溶解的因素不只是污泥的温度，磁粉在外磁场作用下高速旋转也能促进污泥有机固体的溶解。预处理后污泥的厌氧消化试验结果表明：经微波一纳米磁粉预处理后的污泥厌氧性能得到明显改善，一次投配率为5％的预处理后污泥，在10d内即可完全消化，而同样投配率下的原剩余污泥需要20天以上才能消化完全。预处理后污泥的单位基质产气量也高于原剩余污泥，预处理后的剩余污泥的单位VS产沼气量为0．75L／g；而原剩余污泥单位VS产沼气量为0．61L／g。在降解程度上，原剩余污泥完全消化的TCOD和VS降解率分

4、别为38．11％和36．72％；预处理后剩余污泥完全消化的TCOD和VS降解率分别为53．76％和49．63％。广东工业大学硕士学位论文关键词：微波；纳米磁粉；剩余污泥；预处理；协同作用；厌氧消化UABSTRACTThetreatmentanddisposalofswagesludgewhichproducedbyamunicipalwastewatertreatmentplanthasraisedalotofconcerns．Itcauseasecondarypollutionifit(richinorganicmatter)hasnotbeendisposedproperl

5、y,andbeharmfultotheenvironmentandhumanhealth．It’sapracticalandeconomicalwaytostabilizethesludgewithananaerobicdigestionprocess．TheorganicmattersofsludgeCanbedecomposedbyanaerobicbacteria,thevirusesandmicroorganismswillbekilledatthesametime．Becauseoftheshieldingeffectofresidualsludgemicrobial

6、cellstherateofanaerobicdigestionisusuallyverylow．Themicrobialcellskeeptheorganicmattersinside．S0itwillslowthehydrolysisrateofsludgeorganic，andprolongtheretentiontime，whichisgenerallymorethan20～30days，butitsorganicremovalrateisstilllow．Addingapretreatmentstepbeforeanaerobicdigestiontoimprovet

7、hebiodegradabilityofthesludge，ithasasignificantimprovementfortheapplicationofsludgeanaerobicdigestion．Inthissubject，itwastestedthesynergyeffectwithnano-sizedmagneticparticlesintoresidualsludgeandmicrowave．Theoperationalparametersincludingmicrowavep