强化污泥厌氧消化预处理技术的研究进展

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《2024年污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化》范文

《2024年污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化》范文

《污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化》篇一一、引言随着城市化进程的加快,污泥处理成为环境治理的重要一环。

污泥预处理是污泥处理的重要环节之一,其中厌氧消化技术因其良好的减量化和资源化效果被广泛应用。

本文旨在探讨污泥预处理中厌氧消化工艺的性能及其过程中有机物的变化。

二、污泥预处理—厌氧消化工艺性能1. 工艺原理厌氧消化是一种生物处理方法,利用厌氧微生物将污泥中的有机物转化为沼气等能源物质。

在厌氧消化过程中,污泥首先经过预处理,然后进入厌氧消化反应器进行消化。

预处理的目的在于改善污泥的生物降解性能,提高厌氧消化的效率。

2. 工艺流程污泥预处理主要包括调理、破碎、筛分等步骤。

调理是通过添加调理剂或调节pH值等方式改善污泥的生物降解性能。

破碎和筛分则是为了使污泥中的有机物更易于被微生物降解。

经过预处理的污泥进入厌氧消化反应器,在适宜的温度、pH值和微生物环境下进行消化。

3. 工艺性能化,污泥的体积可以大大减少,同时产生的沼气可以作为能源使用。

此外,厌氧消化还能提高污泥的稳定性,降低其环境污染风险。

三、预处理过程中有机物的变化1. 有机物的分解在污泥预处理和厌氧消化过程中,有机物经过微生物的作用被分解。

这些有机物主要包括蛋白质、碳水化合物、脂肪等。

在厌氧消化过程中,这些有机物被厌氧微生物转化为沼气(主要是甲烷和二氧化碳)、水和新的细胞物质。

2. 有机物的转化在厌氧消化的过程中,部分有机物被转化为更简单的物质,如低分子量的有机酸、醇类等。

这些物质更容易被微生物利用,提高了污泥的生物降解性能。

同时,这些物质也可以作为能源物质被利用。

3. 有机物的去除通过厌氧消化,污泥中的有机物得到有效的去除。

这不仅减少了污泥的体积,还降低了其污染性。

同时,通过回收沼气等能源物质,实现了污泥的资源化利用。

四、结论本文通过对污泥预处理中厌氧消化工艺的性能及其过程中有机物的变化进行探讨,得出以下结论:高污泥的生物降解性能。

国内剩余污泥厌氧消化强化处理研究进展

国内剩余污泥厌氧消化强化处理研究进展
中 国沼 气 China Biogas 2018,36(4)
ห้องสมุดไป่ตู้
29
国 内剩余 污 泥 厌 氧 消化 强 化 处 理 研 究 进 展
黄 惠 莹 (广东省环境技术 中心 ,广东 广州 510308)
摘 要 :厌 氧消化是 目前 国际上常用 的污泥 生物处 理方 法 ,但 是传 统污泥厌 氧消化 法存 在有机 质厌氧转 化率 低 、 停 留时间长 、产气 率较低等问题 ,限制 了其应用 。文章在分 析剩余 污泥处 理现状 的基 础上 ,介绍 了预处理 技术 ,投 加生物酶促进剂 ,微生物菌种技术 ,多种技术耦 合 ,混合 基质共 消化 ,分级 分相厌 氧消化 等厌氧 消化强 化技术 类型 及其处理效果 ,以及技术发展趋势 ,为后续研究 提供参考 。 关键词 :剩余 污泥 ;厌氧消化 ;强化处理 中图分类号 :¥216.4;X703 文献标 志码 :A 文章编号 :1000—1166(2018)04—0029—04
污 泥处 理处 置 的效 率 。笔 者在 分析 剩余 污泥 处理 现 状 的基础 上 ,分析 了厌 氧 消化 强 化 技 术 类 型 及 其 处 理 效果 ,以及 技术 发展 趋势 。
1 厌氧 消化 处理 现状
污泥 处 置处理 以稳 定 化 、减 量 化 和 无 害 化 为 目 的 ,厌 氧 消化 工艺是 其 中一 种重 要 的稳定 化工 艺 ,其 原理 是利 用兼 氧菌 和厌 氧菌 进行 厌 氧生 化反应 分解 污 泥 中有 机质 J,具 有 高 效 的能 量 回收 和 较低 的环 境影 响等 优点 。厌 氧 消化是 目前 国际上 常用 的污 泥 生物 处理 方法 ,同时 也是 大 型 污 水 处 理 厂 较 为 经济 的污 泥处 理方 法 J。全世 界大 约有 100万 座 以上 的 污水 处理 厂使 用该 技术 处理 污泥 。而 国 内的 剩余 污泥 厌氧 消化 因现 有 技 术 运 行 管 理难 度 大 、处 理成 本高 等 问题 出现技 术应 用瓶 颈 ,仅约有 60座城 镇 污 水处理厂采用 了污泥厌氧消化工艺。但是 目前 国内 对污 泥厌 氧 消化理 论研 究滞 后 与协 同调控 机制 的认 知不 足 ,传 统 污泥厌 氧 消化 法 存 在 有 机 质厌 氧 转 化

污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究

污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究

污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究污水处理厂是城市环境建设的重要组成部分,其功能是将污水中的有机物质进行有效降解,减少对环境的污染。

在污水处理的过程中,产生的污泥是一种有机物质的富集物,其中含有大量有机质和营养物质。

污泥的处理和处置一直是污水处理厂面临的重要问题之一传统污泥处理方法中,常见的有污泥厌氧消化和污泥厌氧消化与好氧消化的组合处理。

污泥厌氧消化主要通过微生物的作用,将有机物质降解为低分子有机物和沼气(主要成分是甲烷和二氧化碳)。

而好氧消化则是通过氧气供应,进一步降低有机物质的浓度。

然而,传统的污泥厌氧消化技术在产甲烷效率上有一定的局限性,甲烷含量较低,难以发挥污泥中的潜在能量。

为了提高污泥厌氧消化的产甲烷效率,近年来,研究者们提出了一系列的强化产甲烷技术。

这些技术主要包括:温控操作、ADD(应用增容剂)、载体添加、超声技术、基因工程技术等。

以下将就其中几种技术进行介绍和阐述。

首先,温控操作是一种常用的强化厌氧消化产甲烷技术。

厌氧消化过程中,微生物的活动一般在35-40℃范围内较为活跃。

温控操作可以维持系统温度在适宜的范围内,以提高微生物活性和产甲烷的效率。

温控操作可以通过加热或冷却系统来实现。

具体操作时,可通过调整进水温度、循环泵的供水温度以及调节厌氧消化池的循环速度等方式来实现温控操作。

其次,采用ADD(应用增容剂)也是一种有效的强化产甲烷技术。

增容剂是一种能够促进厌氧消化过程中微生物活性的物质。

常用的增容剂有纤维素、淀粉、蛋白质等。

增容剂的添加可以提供更多的营养物质和微生物活动所需的能量,从而提高产甲烷效率。

通过添加适量的增容剂,可显著增强厌氧消化过程中的甲烷气体生成。

此外,载体添加也是一种常用的增强厌氧消化产甲烷的技术。

传统的厌氧消化过程中,微生物的活性主要依赖于污泥颗粒自身。

但是,由于污泥颗粒的聚集性较差,导致微生物的附着和生长难度较大,从而限制了产甲烷的效率。

因此,在厌氧消化过程中,添加一定的载体材料(如介孔二氧化硅、聚合物微球等)可以促进微生物的附着和生长,提高产甲烷效率。

污水处理中的污泥厌氧消化技术

污水处理中的污泥厌氧消化技术
目前,厌氧消化技术已成为国内外研 究的热点领域之一,在理论和实践方 面都取得了重要进展。
CHAPTER
02
污泥厌氧消化原理
厌氧消化过程
酸化阶段
在厌氧消化过程中,复杂有机物在微生物的作用下被分解 为简单的有机物,如挥发性脂肪酸等,同时产生H2和 CO2。
产酸阶段
在产酸阶段,有机物继续被分解为更简单的化合物,如醇 类、醛类、酮类等,同时产生H2和CO2。
工艺流程
厌氧消化
污泥的预处理
为了提高厌氧消化效率,需要对 污泥进行预处理,如降低含水率 、调节pH值、添加有机酸等。
污泥在厌氧环境中,通过微生物 的作用,将有机物转化为沼气。
沼气的收集与利用
产生的沼气经过收集后,可用于 发电、供热或进行其他用途。
污泥的收集与输送
将污水处理过程中产生的污泥进 行收集,并通过管道或泵送至厌 氧消化设施。
厌氧消化反应机理
发酵反应
发酵反应是指有机物在微生物的作用下被分解为更简单的化合物 ,如醇类、醛类、酮类等。
酸化反应
酸化反应是指有机物在微生物的作用下被分解为更简单的化合物, 如挥发性脂肪酸等。
产甲烷反应
产甲烷反应是指简单有机物在产甲烷菌的作用下被转化为CH4和 CO2。
CHAPTER
03
污泥厌氧消化工艺
厌氧消化技术是一种有效的污泥 处理方式,能够将有机物转化为 沼气,实现能源回收。
技术重要性
减少污泥体积,降低 处置成本。
降低污泥中的有害物 质含量,减少对环境 的影响。
实现有机废弃物的资 源化利用,产生能源 。
技术发展概况
早期的厌氧消化技术发展较慢,近年 来随着环保要求的提高和技术的进步 ,该技术得到了快速发展。

污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化共3篇

污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化共3篇

污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化共3篇污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化1污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化污水处理厂中产生的污泥是一种富含有机物的固体废弃物,它需要得到合理的处理,以避免对环境造成污染。

厌氧消化工艺是一种有效的处理污泥的方式,它通过厌氧消化反应,将污泥中的有机物转化为甲烷等易于处理的物质。

然而,污泥在进行厌氧消化之前需要进行预处理,以充分释放有机物,并提高其可消化性。

本文将探讨污泥预处理—厌氧消化工艺的性能以及预处理过程中有机物的变化。

一、污泥预处理污泥预处理是指在进行厌氧消化反应之前,对污泥进行一定的处理,以减少其固体颗粒大小、增加有机物的可反应性,使污泥中的有机物更易被微生物降解。

常见的污泥预处理方法包括热处理、超声波处理、机械剪切等。

其中,热处理是一种较为常见的方法,其主要作用是通过加热使污泥中的有机物发生破坏、挥发与裂解等变化,以提高污泥的可消化性。

在实际应用中,污泥预处理方法的选择应根据污泥特性、工艺要求等因素进行综合考虑,以达到最佳的处理效果。

二、厌氧消化工艺厌氧消化工艺是一种利用厌氧微生物代谢有机物的过程,将污泥中的脂肪、蛋白质、碳水化合物等有机物转化为沼气和水。

该工艺相较于好氧处理更具有优势,它可以将有机物的降解效率提高到60%-90%以上,并能产生的沼气用于加热污水等用途。

该工艺的关键是在控制好水力停留时间的条件下,使污泥中的有机物与微生物充分接触和反应,以提高有机物的降解效率和沼气的产量。

三、预处理过程中有机物的变化在进行污泥预处理的过程中,主要是通过物理(振动、切割、加热等)、化学(氧化、脱水等)等方式来改变污泥中的有机物,并提高其可消化性。

其中,热处理是一种较为有效的方法。

在热处理过程中,随着温度的上升,污泥中的水分开始蒸发,污泥中的有机物逐步分解,而在达到一定温度时,污泥中的大分子化合物开始断裂,变为小分子化合物。

强化预处理对剩余污泥厌氧消化促进作用及减量化研究的开题报告

强化预处理对剩余污泥厌氧消化促进作用及减量化研究的开题报告

强化预处理对剩余污泥厌氧消化促进作用及减量化研究的开题报告一、选题背景与意义现代生活方式和经济的不断发展,导致城市污水和工业废水等污染物的不断增多,给环境保护带来很大压力。

在污水处理方法中,剩余污泥的处理一直是一个难题。

随着国家对环境保护的重视程度的提高,剩余污泥处理的要求也越来越高,如实现污泥减量化是当前研究的焦点。

剩余污泥一般指污泥的沉淀物和浓缩物,在污水处理过程中产生。

污泥处理方式一般有厌氧消化、好氧消化、热干法、焚烧等。

其中,厌氧消化技术是当前处理剩余污泥的主要途径。

在厌氧消化中,污泥中的有机物和微生物在无氧条件下进行生化反应,产生沼气。

厌氧消化可以有效降解污泥有机物,减少污泥体积,达到污泥减量化的目的。

强化预处理是一种对原污泥进行预处理的技术。

它可以通过物理、化学等手段进行处理,使污泥中有机物质降解位于更易分解的状态,提高剩余污泥在厌氧消化中的降解率和生产沼气量,进一步加速污泥降解,达到减少污泥产生的效果,从而降低污泥处理的成本。

本研究旨在通过对剩余污泥强化预处理技术的研究和实验,探究强化预处理对剩余污泥生化降解和沼气产量的影响,为厌氧消化中剩余污泥减量化提供理论和实验依据。

此外,本研究还可以为剩余污泥处理提供一种新的思路,探索剩余污泥减量化新技术。

二、研究内容和方法2.1 研究内容:(1)研究剩余污泥的消化降解特性,如COD(化学需氧量)、TN (总氮)、TP(总磷)等。

(2)研究半连续厌氧消化实验,探究强化预处理在厌氧消化中的优化措施。

(3)分析强化预处理对厌氧消化过程中沼气产量和品质的影响和优化。

2.2 研究方法:(1)对剩余污泥进行强化预处理,如加热、酸碱处理、超微化等方式,探究预处理的最佳方式。

(2)进行半连续厌氧消化实验,加入不同预处理后的污泥,测量沼气产量、COD、TN、TP等指标。

(3)分析强化预处理对厌氧消化过程中沼气产量和品质的影响,分析预处理效果。

三、预期成果及意义研究结果将可以得到以下成果:(1)探究强化预处理对剩余污泥厌氧消化降解的影响和优化措施,建立强化预处理技术在污泥减量化上的实验基础和理论依据。

污泥厌氧消化前处理技术研究现状及展望

污泥厌氧消化前处理技术研究现状及展望

关键 词 污 泥
厌 氧 消化
预 处 理 技 术
Pr te t e t o f a a r i ie to o ldg r m se tr te m e pant Su Dan , an X i , er a m ntme h dso n e obc dg s in fsu e f o wa twae r at nt l 一 W g n Shi
r bi i s in a lt . So e ph ia , he c a d i l g c lm ehod u e ure l t pr- r a sud e e e o e dge to bi y i m ysc l c mial n b o o ia t s s d c r nty O e te t l ge w r r — viwe e d. Theba i i il c r c e itc, r a m e te fce y a ut r pp ia in oft e em e ho r s us e scprncp e, ha a t rs i te t n fiinc nd f u ea lc to h s t dswe edic s d aswe 1 l. Ke wo d s u e;a e o c die ton; p e r a m e e h l gy y r s: l dg na r bi g s i r t e t ntt c no o
me alEngi e rng , nt n ei She ang Un v r iy , ny i e st She ang Li o n 11 04 ny a ni g 0 4)
Ab t a t An e o i dg s i n o l d e i a r s u c t ia i n me h d, ih h s b o d a p ia i n p o p c . sr c : a r b c ie t fs u g s e o r e u i z t t o wh c a r a p l t r s e t o l o c o Di e e tk n s o r te t n t o fa a r bc d g s in i a mp r a t su g t b l a i n t c n l g f r n id fp e r a me tme h d o n e o i i e t s n i o t n l d e sa i z to e h o o y,wh c f o i ih b e k e l , ee s s o g n c s b t n ea d i r v l d eh d o y i e o i , n s t e k y t n a c l d ea a — r a s c l r l a e r a i u sa c n mp o e su g y r l ssv l ct a d i h e O e h n e su g n e s y

污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究

污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究

污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究污水处理厂污泥厌氧消化强化产甲烷技术研究【引言】随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高,污水处理厂的建设和运营成为城市发展必不可少的组成部分。

污水处理厂负责处理城市污水,其中一个重要的处理步骤就是污泥的处理。

传统的污泥处理方式主要是厌氧消化,通过厌氧发酵分解有机物质,产生甲烷等有价值的产物。

然而,传统的厌氧消化方式存在效率低、产物利用率不高的问题,因此需要对污泥厌氧消化强化产甲烷技术进行研究。

【主体】一、强化产甲烷技术的意义污泥中含有大量的有机废弃物质,通过厌氧消化能够将这些有机废弃物转化为有价值的产物甲烷。

甲烷具有高热值和广泛的用途,可以用作燃料替代天然气,用于发电、供暖和燃料电池等方面。

然而,传统的厌氧消化方式存在一些问题,常见的有消化缓慢、产气量低、产气稳定性差等。

因此,通过对厌氧消化过程进行优化和强化,可以提高产气量和产气稳定性,使得污泥的资源化利用更加高效。

二、强化产甲烷技术的方法1. 厌氧菌种优化:选择适宜的厌氧菌种,如甲烷菌和硝化菌,这些菌种能够加速废物降解和产生甲烷。

2. 温度调控:适宜的温度能够促进厌氧发酵的进行,一般在35-38摄氏度之间为宜。

3. pH值调控:适宜的pH值可以提供良好的生存环境和代谢条件,一般在6.5-7.5之间为宜。

4. 进料浓度控制:适量的进料浓度可以提高产气效率和产气量,但过高的浓度会抑制甲烷菌的活性,因此需要进行合理的控制。

5. 辅助材料添加:在厌氧消化过程中添加一些辅助材料,如活性炭、硫酸盐等,能够提供良好的反应环境和营养物质,进一步促进产甲烷过程。

三、强化产甲烷技术的应用展望强化产甲烷技术在污水处理厂污泥处理中具有广阔的应用前景。

首先,通过技术优化可以提高产气效率和产气量,增加污泥的资源化利用率,减少环境污染。

其次,强化产甲烷技术可以改善厌氧消化过程中产生的异味和污染物排放,提升环境友好性。

此外,该技术还可以与其他技术相结合,如利用产生的热能进行有机废水预处理、产生的CO2用于促进蔬菜生长等,进一步提高资源循环利用。

《2024年污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化》范文

《2024年污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化》范文

《污泥预处理—厌氧消化工艺性能及预处理过程中有机物变化》篇一一、引言随着城市化进程的加快,污泥处理成为环境保护领域的重要课题。

污泥预处理—厌氧消化技术作为一种有效的污泥处理方法,不仅具有减量化、稳定化、无害化的特点,还可以回收能源,具有较高的环境效益和经济效益。

本文将重点探讨污泥预处理过程中厌氧消化工艺的性能以及预处理过程中有机物的变化。

二、污泥预处理—厌氧消化工艺性能1. 工艺原理污泥厌氧消化工艺是通过微生物在无氧或缺氧条件下,将污泥中的有机物转化为甲烷、二氧化碳等气体,从而实现污泥的减量化和资源化利用。

该过程包括水解、酸化、产甲烷等阶段,需要适宜的温度、pH值、营养物质等条件。

2. 工艺性能(1)减量化:通过厌氧消化,污泥的体积可以大大减少,有利于后续的处置和利用。

(2)无害化:厌氧消化过程中,有害的病原体和病毒被消灭,降低污泥的环境风险。

(3)资源化利用:产生的甲烷等气体可以用于发电、供暖等,实现资源的回收利用。

三、预处理过程中有机物的变化1. 水解阶段在预处理的初期,污泥中的大分子有机物通过水解作用被分解为小分子有机物,如糖类、氨基酸等。

这些小分子有机物更易于被微生物利用。

2. 酸化阶段随着水解过程的进行,小分子有机物进一步被酸化细菌转化为挥发性脂肪酸等有机酸。

这一阶段是厌氧消化的关键阶段,对后续的产甲烷阶段有重要影响。

3. 产甲烷阶段在适宜的条件下,产甲烷菌利用挥发性脂肪酸等有机物产生甲烷。

这一过程是污泥厌氧消化的主要目的,也是实现资源化利用的关键步骤。

四、结论污泥预处理—厌氧消化技术是一种有效的污泥处理方法,具有减量化、稳定化、无害化和资源化的特点。

在预处理过程中,通过水解、酸化和产甲烷等阶段,污泥中的有机物得到有效的转化和利用。

同时,预处理过程中还需要注意控制温度、pH值、营养物质等条件,以保证厌氧消化过程的顺利进行。

未来,随着环保政策的不断推进和技术的不断进步,污泥预处理—厌氧消化技术将得到更广泛的应用和发展。

污泥厌氧消化技术的研究与进展

污泥厌氧消化技术的研究与进展

污泥厌氧消化技术的研究与进展引言:污水处理过程中产生的污泥是一个重要的环境问题,传统的废污泥处理方法往往存在着耗能高、处理周期长以及产生副产物难处理等问题。

因此,开发高效、低成本的污泥处理技术对于环境保护和资源回收具有重要意义。

污泥厌氧消化技术是近年来备受关注的一种处理方法,其通过微生物的作用,将污泥内的有机物转化为沼气,并减少污泥体积,达到资源回收和减量化处理的目的。

一、污泥厌氧消化技术的原理污泥厌氧消化技术利用厌氧微生物群在缺氧条件下分解污泥中的有机物质,生成沼气。

过程中,厌氧消化池内的微生物群主要有酢酸菌、甲烷菌等。

酢酸菌在有机物分解过程中产生酸性物质,然后由甲烷菌进一步转化为甲烷,生成沼气。

这个过程既能有效降解有机物,又能产生可用能源。

二、污泥厌氧消化技术的优势1. 能源回收:污泥厌氧消化产生的沼气可以用作燃料,用于供应热能、热水和发电等,从而实现能源的回收利用。

2. 减量化处理:厌氧消化过程中,污泥会经历降解和分解,其体积大大减少,可以有效减少污泥处理的成本和难度。

3. 抑制气味和病菌:厌氧消化过程中,病菌和臭味产生较少,更加安全和环保。

4. 适用性广:污泥厌氧消化技术适用于各种类型的废污泥处理,不论是工业污泥还是城市污泥都可以进行处理。

三、污泥厌氧消化技术的研究进展1. 污泥预处理技术研究:预处理技术可以在一定程度上提高污泥内有机物的降解效率和沼气产量。

目前主要的污泥预处理技术包括热水溶解、热机械法和超声波法等。

2. 厌氧微生物群研究:研究厌氧微生物群的种类和数量对于提高污泥厌氧消化效率具有重要意义。

目前已经发现了一些高效的厌氧消化菌株,并通过菌群改良来提高沼气产量。

3. 工程应用研究:在实际工程应用中,污泥厌氧消化技术的控制参数、优化运行和稳定性问题都亟待解决。

随着技术的不断推进,一些创新的反应器设计和操作模式也逐渐应用于污泥厌氧消化领域。

结论:污泥厌氧消化技术作为一种高效、低成本的废污泥处理方法,具有很大的发展潜力。

污泥厌氧消化预处理探究

污泥厌氧消化预处理探究

水泥生产Cement production18污泥厌氧消化预处理探究黄垚志(武汉轻工大学化学与环境工程学院,湖北武汉430000)中图分类号:TQ172 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2019)04-0018-02摘要:随着经济的不断发展,环保和能源节约也逐渐步入人们的视野。

厌氧污泥的处理一直消耗着大量的能源,污泥填埋和焚烧对环境污染产生巨大的影响。

厌氧消化污泥预处理能够在根本上解决这些环保问题,预处理措施能够最大程度上节约能源消耗,并且带来环保效果。

本文注重强调了几种厌氧消化污泥的预处理措施,并且阐述了预处理对环境保护的重要性。

关键词:厌氧消化;预处理;热解法0 引言当今工业化世界面临的主要问题之一是解决环境污染和确定有效的处理方法。

在过去的几十年里,利用活性污泥包括特定的微生物来处理各种废水得到了广泛的应用,活性污泥已经成为工业废水处理中应用最广泛的生物材料。

而废水生物处理的主要副产品是剩余污泥,剩余污泥具有含水率高、易腐烂、有恶臭、含有大量寄生虫卵和病原微生物等特点,如不加以妥善处理,任其排放,将会造成二次污染。

欧共体的剩余污泥的处理费用已经占整个污水处理费用的25%~65%.并呈现逐年上升趋势。

如何控制剩余污泥的产生及发展污泥减量化技术已成为当务之急。

目前处理的难度在于剩余污泥含水率极高导致其难以清除。

而厌氧污泥消化既可以有效清除剩余污泥,还可用于污泥稳定,使污泥挥发性固体物质减少,产生沼气。

故近年来厌氧污泥消化成为一种新的剩余污泥处理技术,厌氧消化过程一般分为水解、产酸、产乙酸和产甲烷四个阶段。

由于水解步骤对于厌氧消化产生限制性,为了减轻该步骤的影响,将采取预处理的方法加速水解,提高反应效率。

预处理的方法多种多样比如热解;碱化;超声和机械消解等。

这些处理方式可以加速活性污泥的水解,减小颗粒大小,从而促进厌氧消化的进行。

热处理对提高厌氧消化率和脱水性能产生极大地影响。

碱化预处理也被用于溶解各种底物,如木质纤维素材料或活性污泥。

污泥厌氧消化技术发展及预处理方式研究

污泥厌氧消化技术发展及预处理方式研究

经验交流污泥厌氧消化技术发展及预处理方式研究陈传积(青岛农业大学化学与药学院,山东 青岛 266000)【摘要】通过物理法、化学法以及物理化等方式,处理污水后留下的副产物就是污泥,污泥由有机残片、细菌菌体、无机颗粒等物质组成,属于复杂的非均质质体,污泥悬浮物浓度通常保存在1%~10%之间,呈现出出胶体状态。

当前各个国家污水生物处理的数量不断增大,污泥产生量也不断增加,全球都开始关注污泥对于环境的污染,需要投入更多的精力研究污泥的处理处置。

当前有关污泥主要的处理方式包括厌氧消化、好氧堆肥、干化焚烧等,在这些技术当中,厌氧消化可以实现污泥稳定化、无害化、资源化。

【关键词】污泥厌氧消化;技术发展;预处理方式一、概述污泥厌氧消化技术污泥厌氧消化利用兼性菌和厌氧菌,产生厌氧生化反应,对于污泥中的有机物质进行分解,实现污泥的减量化和稳定化,同时这种污泥处理工艺还会产生沼气。

回收沼气之后可以应用于燃烧发电或者供热,也可以加工沼气,使其成为工业原料,消化之后,污泥经过脱水和无害化处理,可以制作成为有机肥,在水泥厂和燃煤电厂可以当做是辅助燃料。

Bryant等人在1979年以微生物种群的生理分裂特点为基础,提出污泥厌氧消化技术,他们认为厌氧消化主要包括水解及酸化阶段、乙酸化阶段、甲烷化阶段,这三个阶段之间相互影响又相互联系,具有独特的微生物群体。

在水解酸化阶段:微生物当中的细菌、原生动物以及真菌等都会参与这个阶段,通常都是绝对厌氧菌,此外还包括兼性厌氧菌,在微生物水解酶的影响下,污泥当中的碳水化合物、蛋白质、脂肪等高分子有机物都会被水解成溶解性物质,随后在转化成短链脂肪酸和乙酸等。

在乙酸化阶段:在这个阶段,主要包括产氢产乙酸菌和同型乙酸菌,转变水解酸化产物为绝对厌氧菌。

甲烷菌一方面需要转化氢、二氧化碳为甲烷,另一方面可以实施乙酸脱羧,使其产生甲烷。

二、污泥厌氧消化技术发展(一)有机废物和污泥协同厌氧消化技术我国每年都会产生庞大的生活垃圾,其中就包括了大量的厨余垃圾与油脂等有机废物,单独对于这些垃圾实施厌氧消化无法获得理想的效果,但可以将有机废物与污泥实施混合消化,可以获得良好的效果。

污泥厌氧消化技术的研究与进展

污泥厌氧消化技术的研究与进展

污泥厌氧消化技术的研究与进展污泥厌氧消化技术的研究与进展污泥厌氧消化技术是一种将有机废弃物(如污水处理厂中产生的污泥)通过微生物在无氧条件下进行分解转化的过程。

它能够有效处理废弃物并产生有价值的产物,具有经济效益和环境友好的特点,因此在废物处理领域受到了广泛关注。

近年来,随着对环境保护和可持续发展的重视,污泥厌氧消化技术得到了进一步研究和改进。

首先,研究人员对厌氧消化过程中的微生物群落和代谢途径进行了深入研究。

他们发现,厌氧消化过程中的细菌、古菌和真核微生物以及它们的代谢产物之间存在复杂的相互关系。

通过对这些微生物的识别和分离,科学家们正在逐步揭示不同微生物种类在转化有机物过程中的作用,以及它们之间的相互作用。

其次,研究人员还致力于提高污泥厌氧消化技术的效率和产物质量。

他们通过调控反应温度、压力和pH值等参数,优化了消化过程中的微生物活性和代谢效率。

此外,一些先进的工程技术也被应用于厌氧消化系统,如超声波预处理、微生物燃料电池和气氛控制等,以提高消化过程中的产气速率和产气量,同时降低消化残渣的体积和毒性。

除了技术的改进,污泥厌氧消化技术的应用领域也在不断扩大。

传统上,该技术主要用于处理污水处理厂中产生的污泥,以减少其体积和有害物质,同时产生沼气作为能源。

然而,随着对资源回收和循环利用的需求增长,人们开始探索将该技术应用于其他有机废弃物的处理,如农业废弃物、食品废料和城市生活垃圾等。

利用污泥厌氧消化技术处理这些废弃物不仅能够减少其对环境的负担,还能够回收有价值的产物,如沼渣作为肥料和生物质作为能源。

需要指出的是,尽管污泥厌氧消化技术在实践中取得了重要进展,但仍面临一些挑战和限制。

首先,消化过程产生的气体(主要是甲烷)在处理过程中可能对环境造成负面影响,如温室效应和气味污染。

其次,厌氧消化过程中的微生物群落易受到外界环境变化、pH变化和毒性物质的影响,进而影响消化效果和产物质量。

因此,在技术改进和应用扩大的基础上,还需要进一步加强对该技术的监测和控制,以确保其安全、高效和可持续发展。

污泥厌氧发酵产酸的研究进展及应用

污泥厌氧发酵产酸的研究进展及应用

污泥厌氧发酵产酸的研究进展及应用污泥是污水处理过程中产生的含有有机物的混合废弃物,其处理一直是环境保护领域的难题之一。

污泥厌氧发酵产酸是近年来备受研究关注的新兴技术,该技术将污泥中的有机物在无氧条件下通过微生物转化为有机酸,具有资源化利用污泥和能源回收的双重优势。

本文将围绕污泥厌氧发酵产酸的研究进展及应用进行深入探讨。

一、污泥厌氧发酵产酸的原理污泥厌氧发酵产酸是以酸化过程为主,通过微生物的代谢作用将有机物转化为有机酸的过程。

该过程主要涉及到厌氧消化、有机酸生成和气体产生等环节。

1. 厌氧消化厌氧消化是指在缺氧或无氧条件下,利用厌氧菌和厌氧微生物将有机废弃物分解成低分子有机物的过程。

这个过程通常发生在堆肥堆中或者是由污泥微生物完成,其主要目的是降低有机污泥的数量和改善其稳定性。

2. 有机酸生成有机酸是在厌氧条件下由有机废弃物通过分解代谢生成的中间产物。

典型的有机酸包括乙酸、丙酸、丁酸和酒石酸等。

生成有机酸的微生物主要是厌氧性酸生成菌,例如乳酸菌、丙酸菌和酪酸菌等。

有机酸不仅可以作为化学原料被利用,还可以作为生物能源进行回收利用。

3. 气体产生在污泥厌氧发酵过程中,除了有机酸的生成外,还会产生大量的气体。

常见的气体有甲烷、氢气、二氧化碳等。

其中,甲烷是一种重要的可再生能源,其产生量可达到总气体产量的60%以上。

二、污泥厌氧发酵产酸的研究进展近年来,污泥厌氧发酵产酸技术得到了广泛关注和研究。

研究者们试图通过优化反应参数、调控微生物菌群、改良发酵设备等手段提高产酸效果和经济效益。

1. 优化反应参数反应温度、pH值和有机废弃物的浓度是影响发酵产酸效果的重要参数。

一般而言,适宜的发酵温度为35-40℃,pH值控制在4.5-6.0之间,有机废弃物浓度在40-60g/L之间。

适宜的反应参数可以提高产酸效果和污泥降解速率。

2. 调控微生物菌群厌氧性酸生成菌是污泥厌氧发酵产酸过程中的关键微生物。

研究者们通过增加菌种数量、调控厌氧条件、添加辅助菌群等方式来优化菌群结构,提高产酸效果。

厌氧处理技术现状及发展趋势

厌氧处理技术现状及发展趋势

厌氧处理技术现状及发展趋势摘要:厌氧生物处理技术是在厌氧条件下,利用厌氧微生物降解作用将有机污染物转化为甲烷、水、二氧化碳、硫化氢和氨等复杂的生化过程。

厌氧生物处理技术在污水处理中的应用己有一个多世纪,其中厌氧反应器是该处理技术发展最快的领域之一。

本文简介了污泥厌氧消化技术的情况,对该技术在国内外的主要研究进展和应用现状做了较详细的描述;提出了国内的污泥厌氧消化技术研究重点,展望了该技术的发展趋势。

关键词:厌氧处理技术;现状;发展趋势1 厌氧生物反应器的发展历程1.1第一代厌氧反应器第一代厌氧生物反应器的典型特征是没有专门的污泥持留机制。

以传统消化器和高速消化器为典型代表。

传统厌氧消化器没有设置加热和搅拌装置,存在易分层、效率低的缺陷。

废水从池子一端连续输入,从另一端连续输出,由于泥水分层,基质与微生物接触不良,容积效能较低。

1.2第二代厌氧反应器第二代厌氧生物反应器的典型特征是设置了专门的污泥持留机制,以厌氧接触(AC)反应器、厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)反应器为典型代表。

其主要特点有:SRT长于HRT,装置内生物量很高。

厌氧接触(AC)反应器由于厌氧微生物生长较慢,分离流失污泥以延长成为提高反应器效能的关键。

Shrorfer在高效厌氧消化器后增设了沉淀池,用以分离流失污泥并将其返回至反应器内,实现HRT与SRT分离,由此诞生了厌氧接触消化器。

在厌氧接触反应器中,废水先进入消化池与回流的厌氧污泥相混合,废水中的有机物被厌氧污泥所吸附、分解,厌氧反应所产生的沼气由顶部排出;消化池于沉淀池内完成固液分离,上清液由沉淀池排出,同时将部分污泥回流至厌氧消化池,部分作为剩余污泥进行处置。

上流式厌氧污泥床USAB反应器:在USAB反应器中,有机废水由底部布水器进入反应器,然后经过颗粒污泥床以及悬浮污泥层后继续向上流动。

此过程中,有机废水与污泥充分接触,废水中部分有机物最后被转化为沼气。

产生的沼气以气泡的形式上逸,并将反应器内污泥向上托起,最终致使污泥床发生膨胀。

污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展

污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展

污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展摘要:污水生物处理的广泛应用产生了大量剩余污泥,剩余污泥的处理与处置已成为污水处理厂面临的一个重大挑战. 厌氧消化是一种常用的污泥处理方法,传统的污泥厌氧消化处理方式存在许多不足,而污泥热处理却能使之改善.城市污泥可经浓缩/厌氧消化/脱水后达到减量化和稳定化的目的,实现后续的农用,产生的可回收燃气(氢气、沼气等)可被综合利用。

污泥厌氧消化产气不仅可以解决污泥的出路问题,还可实现污泥的资源化利用,具有很高的应用价值。

关键词:污泥热处理;强化污泥;厌氧消化;研究进展引言污泥的有机成分和厌氧消化设施的运行条件是影响污泥厌氧消化产甲烷效果的主要因素。

在实际工程应用中各个污水处理厂的厌氧消化设施及设施的运行条件基本一致。

但是,用于厌氧消化产甲烷的污泥来源及成分不同,因此造成不同污水处理厂消化池产甲烷效果差异显著。

近年来国内外污泥热处理及其对污泥厌氧消化的影响等方面的研究进展,以期推动污泥热处理在国内的研究与应用。

1 热水解处理热水解处理工艺可以有效提高污泥的厌氧消化性能,提高后续厌氧消化系统的有机物去除率,增大甲烷的产气量,提高污泥的脱水性能。

目前,常用的热水解处理温度范围为40℃~180℃,也有的温度范围为150℃~250℃。

研究发现,采用180℃高温预处理污泥,甲烷产量成倍增长,但是温度过高时,水解生成的中间产物在一定程度上会抑制厌氧消化。

污泥热水解不仅可以使污泥细胞溶解,污泥水解后形成的中间产物更适合作为微生物的生长基质。

Rocher等研究发现,污泥在pH=10、温度60℃条件下水解处理20min,污泥细胞溶解和生物降解稳定,污泥产率是常规活性污泥法的38%~43%。

王治军等通过测定生物化学甲烷势(BMP)考察热水解处理对污泥厌氧消化性能的影响,得到热水解处理最佳条件为温度170℃、30min,此条件下污泥厌氧消化总化学需氧量(TCOD)去除率达到56.78%,污泥中TCOD沼气产率提高到250mL/g,随着水解温度的升高,污泥的产气率和有机物去除率升高,在170℃时达到最大值,而水解时间对厌氧消化的影响在低温时比高温时更显著,但是热水解对沼气中的甲烷含量没有显著影响。

强化污泥厌氧消化的前处理技术研究进展

强化污泥厌氧消化的前处理技术研究进展
凝聚调理是利用无机金属盐类凝聚剂达到污泥 絮体的去稳定化的过程。一般而言,单价的碱金属盐 与二价的碱土金属盐无法使絮体颗粒达到有效去稳 定化, 而铁或铝等三价的金属盐除了具有电荷中和 效应外, 还可以形成其他的水解产物与氢氧化物沉 淀,包覆颗粒而发生沉降,因此它们在早期广泛地用 于污泥调理脱水 。 〔12〕 目前金属盐类凝聚剂主要作为 初始去稳定剂, 在进行快混程序前加入水中与水中 胶体进行交互作用,降低颗粒间的静电斥力,而有利 于降低浊度、降低有机或无机微污染物的浓度、以及 大颗粒的形成等。在各种金属盐类凝聚剂中,硫酸铝 盐目前使用广泛,其次为氯化铝与铝酸钠;而铁盐亦 为常用的凝聚剂,种类上包括氯化铁、硫酸铁、硫酸 亚铁。近年来因高分子工业的蓬勃发展,有机高分子 絮凝剂价格大幅降低, 逐渐取代了无机金属盐凝聚 剂在污泥脱水中的应用。 2.4 絮凝调理
冷冻—融解处理法是将污泥降温至凝固点以 下,然后在室温条件下融化的处理方法。 通过冷冻 形成冰晶再融化的过程胀破细胞壁,使细胞内的有 机物溶出, 同时使污泥中的胶体颗粒脱稳凝聚,颗 粒粒径由小变大,失去毛细状态,从而有效提高污 泥的沉降性能和脱水性能。 人们在研究此法对污泥 脱水性能改善的同时还发现,预处理后的上清液中 COD 和 BOD 都有明显增加〔5〕。 这是因为污泥冷冻时 生成冰晶,胀破细胞壁使细胞内的有机物溶出〔6〕。 冷 冻处理法受自然条件限制较大,冷冻—融解溶胞技 术较适用于寒冷地区, 可用大自然作为天然冷冻 床。 有研究显示,针对一些无法以传统化学法改善 脱水性能的污泥(如油污泥),冷冻—融解法具有极 佳的处理效果,并可回收其中油分等有机物,达到 资 源 回 收 的 目 标 〔7〕。 1.3 超声波破碎法
热处理是一种有效的污泥溶胞方法,大量热能 直接破坏了污泥絮体结构,促使菌体死亡、有机物 释出,而且可溶物浓度总体趋势随温度的提高而递 增,经热处理后的污泥可以达到美国环保署认定的 A 级污泥〔3〕。 将热能传导进污泥内有许多种方式,包 括直接蒸汽注入法、电阻加热法、微波加热法与间 接加热法等。 蒸汽注入法虽然可以使污泥颗粒直接 与热能接触,但大量蒸汽凝结后还会再增加污泥的 体积;而电阻加热法与微波加热法则需要许多辅助 的设备,在操作上也较为困难;相比之下,利用来自 其他设施所回收的废热进行间接加热是比较简单 的处理方法。 一般来说,热处理温度都需≥70 ℃保 持至 少 30 min〔4〕才 能 达 到 有 效 的 处 理 效 果 ,因 此 能 耗高是热处理法的最大缺点。 1.2 冷冻—融解法

《2024年污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展》范文

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《污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业生产的发展,污水处理已成为环境保护领域的重要课题。

污泥作为污水处理过程中的主要产物,其处理和资源化利用成为环境保护领域的重要研究方向。

污泥热处理和强化污泥厌氧消化是两种有效的污泥处理方法,它们在污泥减量、稳定化和资源化利用方面具有显著的优势。

本文将就污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展进行详细介绍。

二、污泥热处理的研究进展1. 污泥热处理的原理与特点污泥热处理是指通过高温处理,使污泥中的有机物发生热解、燃烧等反应,从而达到减量、稳定化和无害化的目的。

其特点在于处理过程中温度高、时间短,能有效杀灭病原体、降低臭味,并使污泥中的有机物转化为较为稳定的形态。

2. 污泥热处理的工艺与方法目前,常见的污泥热处理方法包括干化热解、焚烧等。

干化热解是通过低温热解技术将污泥中的有机物转化为气体、液体和固体产物,实现污泥的减量和资源化利用。

而焚烧则是通过高温燃烧将污泥中的有机物转化为热能、电能等可利用能源,同时达到减量和无害化的目的。

3. 污泥热处理的研究现状与问题近年来,国内外学者对污泥热处理技术进行了大量研究,取得了显著的成果。

然而,仍存在一些问题亟待解决,如热处理过程中的能量消耗、设备投资等经济性问题,以及热解产物的资源化利用等。

三、强化污泥厌氧消化的研究进展1. 强化污泥厌氧消化的原理与特点强化污泥厌氧消化是指通过添加催化剂、调节pH值、控制温度等手段,提高污泥厌氧消化的效率和产物质量。

其特点在于过程相对温和,能在较低的温度和较短的时间内实现较高的有机物转化率。

2. 强化污泥厌氧消化的方法与应用目前,强化污泥厌氧消化的方法主要包括添加催化剂、调节pH值、控制温度等。

其中,添加催化剂是最常用的方法之一。

催化剂能降低反应活化能,提高反应速率,从而加速有机物的转化和产甲烷菌的生长。

此外,还可以通过控制pH值和温度等参数,优化厌氧消化的过程和产物质量。

《2024年污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展》范文

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《污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅猛发展,污水处理成为了一个备受关注的领域。

在污水处理过程中产生的污泥处理处置问题亦逐渐凸显出来。

污泥的处理涉及到减量化、无害化和资源化等方向,其中热处理技术和厌氧消化技术是当前研究的热点。

本文旨在探讨污泥热处理技术及其强化污泥厌氧消化的研究进展。

二、污泥热处理技术污泥热处理是一种将污泥进行高温处理的工艺,可以有效降低污泥的体积,杀死有害生物,改善其后续处置和利用的性能。

其工艺包括干燥、热解和焚烧等方式。

1. 污泥热处理的原理及优势污泥热处理通过高温环境使污泥中的水分蒸发,有机物分解,从而达到减量化和无害化的目的。

此技术具有处理效率高、减量效果好、能杀死病原体等优点。

2. 污泥热处理技术研究进展近年来,国内外学者对污泥热处理技术进行了大量研究,包括热解过程中有机物的转化规律、热解产物的利用、以及热处理过程中的能量回收等。

此外,还有学者研究通过添加催化剂、调整热解条件等方式提高热解效率和产物质量。

三、强化污泥厌氧消化技术厌氧消化是一种生物处理方法,可以将污泥中的有机物转化为生物气体,实现资源的回收利用。

而强化污泥厌氧消化技术则是通过添加催化剂、调整pH值、控制温度等方式提高厌氧消化的效率和效果。

1. 强化污泥厌氧消化的原理及方法强化污泥厌氧消化主要通过改变反应条件或添加外源物质来提高微生物的活性,从而加速有机物的分解和生物气体的产生。

常见的方法包括添加酶制剂、微生物菌剂等生物催化剂,以及调整反应器的运行参数等。

2. 强化污泥厌氧消化的研究进展目前,关于强化污泥厌氧消化的研究主要集中在催化剂的选择和作用机制、反应条件的优化以及生物气体的利用等方面。

研究表明,适当的催化剂可以显著提高厌氧消化的速率和效率,同时,对反应条件的精细控制也能进一步提高厌氧消化的效果。

四、污泥热处理与强化污泥厌氧消化的结合污泥热处理和强化污泥厌氧消化都是有效的污泥处理方法,将两者结合起来可以进一步提高处理效果和资源回收率。

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Research Progress on Pre2trea tm en t Processes of Sludge Anaerob ic D igestion HU Ya2b ing et a l ( Environmental Sciences and Engineering School, Tongji University, Shanghai 200092) Abstract Aanaerobic digestion is a common method for sludge stabilization to achieve sludge reduction, harm lessness and resource reuse. Due to demands for higher efficiency p rocess, various chem ical, physical and biological methods have been used to imp rove solubilization and digestibility of anaerobic digestion. This study aimed to discuss the basic p rincip les, characteristics and future app lication of alkaline p retreat2 ment, thermal p retreatment, ultrasound p retreatment and m icrowave p retreatment. And some combined p retreatments which were concerned by peop le these years were p resented. Key words Sludge anaerobic digestion; A lkaline p retreatment; Thermal p retreatment; U ltrasound p retreatment; M icrowave p retreatment; Combined p retreatment
采用较高的碱处理剂量有很好的融胞效果 ,但为有效提 高厌氧消化效率 ,选择合适的碱处理剂量以满足后续产甲烷 菌适宜的 pH值显得尤为重要。过高的 pH值不利于厌氧生 物处理 ,且 Na+是产甲烷菌群的抑制剂 [7] 。碱处理会增加盐 离子浓度以及后续处理的难度 ,并易对仪器设备造成腐蚀。 此外 ,虽然 NaOH的融胞效果最为理想 ,但是综合考虑效果 以及经济的因素 ,有研究者认为廉价并且在其他固废处理中 广泛采用的石灰对污泥进行处理也是不错的选择 [8] 。 1. 2 热处理 热处理采用的温度范围较广 ,为 60~270 ℃, 温度高于 200 ℃的热处理会产生一些难溶性的有机物质。 最常用的热处理温度为 60~180 ℃,其中温度低于 100 ℃的 热处理称为低温热处理 [9 - 10] 。热处理温度在 45~65 ℃时 ,使 细胞膜破裂 , rRNA 被破坏 ; 50~70 ℃时使 DNA 被破坏 ; 65~ 90 ℃时使细胞壁被破坏 ; 70~95 ℃时使蛋白质变性 [11] 。
超声波在液态介质中传播时会产生热效应 ,机械效应以 及空化效应。机械效应即水力剪切作用 ,与空化作用都能导 致污泥的破解。超声波在液体中作用会产生大量空化气泡 , 气泡生长 、变大并在瞬间破灭会在气泡周围的液体中产生极 强的剪切力。频率低于 100 kHz时超声波的机械作用是主要 的 [18] 。而空化效应发生的高效频率范围大于 100 kHz[19] ,该 效应的产生主要是由 于 空 化气 泡 崩 裂 瞬间 产 生 的 高温 (5 000 K)和高压 (100 MPa)的极端环境 ,导致空化气泡内化 合物的高温热解以及生成高活性的羟基自由基 。
污水处理过程中产生大量的污泥 ,其中含有许多有毒 有害物质 ,需对其进行合理的处理。在污水厂运行管理中 , 用于污泥处理的费用可占污水处理厂总费用的 50% [1] 。污 泥的处理问题是当前备受关注的环境问题之一 。
污泥的厌氧消化技术能够有效实现污泥的减量化 、无害 化与资源化 ,在当今许多国家得到了广泛的应用。厌氧消化 过程分为 4个阶段 :水解阶段 ,发酵阶段 ,产乙酸阶段 ,产甲 烷阶段 。其中水解阶段是复杂非溶解性聚合物转化为简单 溶解性单体和二聚体的过程 ,对于含固量高的固体废物的厌 氧消化 ,生物水解是整个过程的限速阶段 [2] 。
Gr nroos等利用球形和矩形超声波反应器分别对超声 波能量 ,超声波频率 ,污泥干固体浓度 ,污泥温度 ,超声波反 应时间等因素对污泥 破 解 效果 和 声 传 播效 率 等 作 了研 究 [22] 。通过多元数据分析的结果可知 ,超声波能耗 ,污泥干 固体浓度 (DS) ,污泥温度以及超声辐照时间对破解效果的 影响最为显著。且经比较发现 ,高强度短时间超声波处理比 低强度长时间处理能量效率高。后续的厌氧消化研究表明 , 通过利用 27 kHz, 200 W /L 超声波处理剩余污泥 2. 5 和 1010 m in与未经处理污泥相比较 , 19 d内的检测结果 ,经超 声波处理污泥是未经处理污泥产气量的 8~17倍 ,且用超声 波处理 的 污 泥 单 位 溶 解 性 COD 产 生 的 甲 烷 量 相 同 , 为
基金项目 上海市科学技术委员会“大型污水处理厂节能减排工程示 范项目 ”(072312003) 。
作者简介 胡亚冰 (1985 - ) ,女 ,浙江丽水人 ,硕士 ,从事污水处理理论 与技术研究 。
收稿日期 2008211223
溶出率增加量分别为 39. 8%、36. 6%、10. 8%和 15. 3% ;在热 碱处理条件下 (碱处理后在 120 ℃条件下热处理 30 m in) , COD溶出率分别增加 51. 8%、47. 8%、18. 3%和 1711%。在 后续的厌氧消化过程中 ,用 7 g/L NaOH处理污泥 ,甲烷产量 与未经处理污泥相比较 ,从 3 657 L /m3 (WAS,剩余污泥 )提 高到 4 147 L /m3 (WAS) 。肖本益等的研究也认为 NaOH、 KOH的融胞效果比 Ca (OH) 2 要好得多 ,并且通过正交试验 研究了污泥浓度、pH 值和碱处理时间对融胞效果的显著性 影响 ,结果表明 3因素重要性依次为污泥浓度、pH 值、处理 时间 [ 6 ] 。
(1. 同济大学环境科学与工程学院 ,上海 200092; 2. 上海市政工程设计研究院 ,上海 200092)
摘要 污泥的厌氧消化技术能够有效实现污泥的减量化、无害化与资源化 ,在当今许多国家得到了广泛的应用。为了提高厌氧消化过 程的效率 ,各种化学、物理以及生物技术被用于厌氧消化的预处理。介绍了碱解处理、热处理、超声波处理、微波处理的基本原理、特点 及应用前景 ,并对近几年研究者们所关注的一些联合预处理技术做了介绍。 关键词 污泥厌氧消化 ;碱解预处理 ;热处理 ;超声波预处理 ;微波预处理 ;联合预处理 中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611 (2009) 04 - 01737 - 03
许多学者研究了超声波频率 ,声密度 ,辐照时间以及污 泥的性质等因素对污泥的破解效果的影响 。N e is等的研究 表明 ,低频率超声波对污泥的破解效果最为有效 ,进而证明 了超声波的机械作用 ,即水力剪切作用对污泥分解更为重 要 [20 - 21] 。此外 , Tiehm等通过比较 41 kHz超声辐照 ,时间为 7. 5~150 m in对活性污泥破解的影响发现 ,短时间辐照会使 污泥絮体解絮 ,但未发现 SCOD增加 ,没有细胞裂解 ,长时间 辐照可导致污泥细胞破裂 ,释放溶解性有机物 ,当作用时间 为 30、60和 150 m in,分解系数 DDCOD分别提高至 4. 7%、13. 1% 和 23. 7%[21] 。在后续厌氧消化试验中超声波处理后污泥挥 发性固体降解率由 21. 5%增加到 33. 7% ,沼气产量增加 4116% 。消化效率的增加与污泥破解程度成正比 。
碱对污泥的融胞效果与碱的投加量以及碱的种类有关 。 Jeongsik等通过向污泥中投加 NaOH研究表明 ,在常温下 ,随 NaOH投加量的增加 ,污泥中 COD 溶出率亦随之增加。当 NaOH投加量为 7 g/L时 , COD 溶出率可达 4315% [5] 。此外 , 该研究 还 对 污 泥 中 分 别 添 加 NaOH、KOH、Mg (OH ) 2 和 Ca (OH) 2 的 破 解 效 果 进 行 了 比 较 , 得 出 用 NaOH、KOH、 Mg (OH) 2和 Ca (OH) 2 调节 pH 值为 12,常温下对污泥 COD
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri. Sci. 2009, 37 ( 4) : 1737 - 1739, 1747
责任编辑 孙红忠 责任校对 屈满义
强化污泥厌氧消化预处理技术的研究进展
胡亚冰 1 ,张超杰 1 ,谭学军 2 ,张 辰 2 ,朱洪光 1 ,周 琪 1
为提高污泥水解速率 ,以及污泥厌氧消化效率 ,研究者 们采用碱解处理、热处理、超声波处理、微波处理等方法 ,并 研究了各种方法的不同组合以实现各项技术优化组合 。 1 强化污泥厌氧消化技术 1. 1 碱解处理 虽然近几年强化污泥厌氧消化的化学处理 法中 ,臭氧预处理越来越受到人们的关注 ,但是由于处理费 用等问题很难在短期内普及 。而碱解处理作为传统而又简 易的处理方法仍然有其很大的潜力 。碱解处理可有效地将 胞内硝化纤维溶解转化为溶解性有机碳化合物 ,使其容易被 微生物利用。早在 19世纪后期 , Rajan等就提出了污泥碱解 预处理的方法 [3 - 4 ] 。
·1738·
安徽农业科学 2009年
Mavi对剩余污泥进行高温热处理研究中 ,用可过滤挥发 性固体 ( FVS)与总挥发性固体 ( TVS)之比来表示污泥破解程 度 ,并考察了温度 (110~134 ℃)和时间 (20~90 m in)两个因 素对其的影响 [14] 。研究发现 ,温度和时间对污泥破解程度 有着相似程度的影响 ,随着两因素的增加而使 FVS/ TVS增 大。且对高温热处理后的剩余污泥 ( T = 134 ℃, t = 90 m in) 进行高温厌氧消化的试验中发现 ,尽管与未经处理污泥相比 较 FVS/ TVS增加 (914 ±5) % ,但是产气效果没有变化 ,而低 温热处理污泥 (T = 70 ℃, t = 9 h) FVS/ TVS增加 (751 ±36) % , 产气量增加 50%。
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