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超声波细胞破碎耦合ClO_2溶胞的污水处理系统污泥减量技术研究

关注热度:172   来源:新能源学术论文  作者:沈会山
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【摘要】: 随着我国社会经济和城市化的发展,污泥的产量也在不断增长。剩余污泥含有大量的有害物质及未稳定的有机物,如果处理或处置不当,会对环境形成危害。目前一般都是对剩余污泥采取脱水后直接处置的方法,但脱水污泥含水率高、体积大、处置费用高。于是,经济有效地处置污泥、减少污泥产量而不影响污泥的性能以及出水达标,已凸显为当前污水处理厂必须解决的问题。 本研究在分析比较各种不同污泥减量方法优缺点的基础上,提出了超声波耦合ClO_2溶胞的污泥减量技术思路,开展了小试和中试研究。得到如下结果: 采用中试规模为2.4 m~3/d的SBR系统,对其剩余污泥进行高声能密度的超声波处理,考察了不同含固率、声能密度和作用时间下污泥细胞破碎效果。结果表明,在声能密度0.5~3.0 W/mL内,含固率1.0%~1.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈线性升高;在声能密度1.0~3.0 W/mL内,含固率0.25%~0.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈平缓缓慢升高。高声能密度超声波更适合对较高含固率污泥的细胞破碎;此时,上清液SCOD增幅和MLSS减幅以及NH_4~+-N、TN及TP升幅均与声能密度正相关。经超声波作用6min后,污泥形态结构已破坏。 对比两组SBR系统,其中一个SBR排出污泥的2/3用声能密度1W/mL的超声波处理6min后回流至反应器,考察系统的污泥减量效果及其对系统污水处理效果的影响。结果表明,SS、COD、TN以及NH_4~+-N的去除效果均无明显变化,仅出水TP含量略高于对照反应器,系统出水水质仍能保持达标。污泥净减少量约为2.9kg,减少了约45%,污泥减量效果显著。 通过单因素试验,考察了ClO_2的化学溶胞作用。结果表明,在ClO_2作用约1h后,污泥中部分微生物的胞内物质溶出进入水相,导致上清液SCOD、NH_4~+-N、TN及TP的升高。ClO_2最佳投加量为6mg/g干污泥,适宜反应时间为40 min,最佳温度在35℃。3因素3水平正交实验结果表明,超声波耦合ClO_2的剩余污泥细胞破碎效率的影响因素排序为:超声时间声能密度ClO_2投加量,最佳处理条件为:超声波声能密度1w/mL,作用时间6min,ClO_2投加量6mg/g干泥。
【关键词】:超声波 ClO_2 耦合 污泥减量 SBR
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703
【目录】:
  • 摘要6-7
  • ABSTRACT7-12
  • 第一章 绪论12-31
  • 1.1 污泥减量的目的及意义12-13
  • 1.2 污泥减量的主要技术方法13-23
  • 1.2.1 针对剩余污泥的污泥减量技术13-17
  • 1.2.2 针对污水处理系统的污泥减量技术17-23
  • 1.3 污泥减量技术研究进展23-27
  • 1.3.1 超声波污泥细胞破碎技术研究进展23-25
  • 1.3.2 ClO_2 溶胞技术研究进展25-26
  • 1.3.3 组合工艺污泥减量研究进展26-27
  • 1.4 存在的主要问题27-28
  • 1.4.1 超声波污泥细胞破碎技术存在的主要问题及研究方向27-28
  • 1.4.2 ClO_2 溶胞技术存在的主要问题及研究方向28
  • 1.5 研究目的及主要研究内容28-29
  • 1.5.1 研究目的28
  • 1.5.2 主要研究内容28-29
  • 1.6 研究方法及技术路线29-31
  • 1.6.1 超声波细胞破碎研究的技术路线29-30
  • 1.6.2 ClO_2 溶胞研究的技术路线30
  • 1.6.3 超声波耦合ClO_2 细胞破碎研究的技术路线30-31
  • 第二章 超声波破碎污泥细胞效能的研究31-41
  • 2.1 材料与方法31-32
  • 2.1.1 材料31-32
  • 2.1.2 试验装置32
  • 2.1.3 超声波处理方法32
  • 2.1.4 指标及测定方法32
  • 2.2 结果与讨论32-40
  • 2.2.1 污泥含固率对应的超声波污泥细胞破碎效率32-35
  • 2.2.2 声能密度对超声波污泥细胞破碎效率的影响35-38
  • 2.2.3 不同作用时间下的超声波污泥细胞破碎效率38-40
  • 2.2.4 超声波污泥细胞破碎的条件与参数调控策略40
  • 2.3 本章小结40-41
  • 第三章 超声波作用下的SBR中试体系污泥减量研究41-50
  • 3.1 材料与方法41-43
  • 3.1.1 材料41
  • 3.1.2 SBR 中试41-43
  • 3.1.3 超声波污泥减量试验方法43
  • 3.1.4 指标及测定方法43
  • 3.2 结果与讨论43-49
  • 3.2.1 超声波污泥减量处理后系统的运行情况43-46
  • 3.2.2 超声波处理后SBR 系统的污泥减量情况46-48
  • 3.2.3 超声波处理后污泥回流的调控策略48-49
  • 3.3 本章小结49-50
  • 第四章 ClO_2溶胞的污泥减量试验研究50-58
  • 4.1 材料与方法50-52
  • 4.1.1 ClO_2 的性质50
  • 4.1.2 ClO_2 的制取50-51
  • 4.1.3 实验装置51-52
  • 4.1.4 实验方法52
  • 4.1.5 指标及测定方法52
  • 4.2 结果与讨论52-57
  • 4.2.1 ClO_2 投加量对污泥减量的影响52-53
  • 4.2.2 反应时间对污泥减量的影响53-54
  • 4.2.3 反应温度对污泥减量的影响54
  • 4.2.4 ClO_2 作用后污泥上清液成分的变化54-57
  • 4.2.5 ClO_2 溶胞的最佳条件57
  • 4.3 本章小结57-58
  • 第五章 超声波耦合ClO_2污泥减量的研究58-63
  • 5.1 材料与方法58-59
  • 5.1.1 材料58
  • 5.1.2 实验装置58-59
  • 5.1.3 实验方法59
  • 5.1.4 指标及测定方法59
  • 5.2 结果与讨论59-62
  • 5.2.1 超声波破碎耦合ClO_2 氧化污泥的正交实验59-62
  • 5.2.2 超声波耦合ClO_2 的最佳条件及调控策略62
  • 5.3 本章小结62-63
  • 结论与展望63-65
  • 结论63-64
  • 展望64-65
  • 参考文献65-72
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果72-73
  • 致谢73


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关键词: 超声波

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