MBR热水解污泥减量技术及处理污水的研究

论文摘要

目前污水厂剩余污泥的处理处置已经成为污水处理厂运行中的一大难题。本文利用热水解破解活性污泥以探讨污泥热水解过程对污泥性状的影响，并进行了SBMBR反应器上同步热水解实现污泥减量并行处理污水的可能性及处理特性研究。本研究通过静态实验的方法，系统地考察了在不同加热温度和不同作用时间下热水解条件下活性污泥各项指标的变化，并从理论上分析了各指标溶出规律。选取加热温度和作用时间为主要影响因素，以上清液中SCOD的溶出量（ΔSCOD=SCODt-SCOD0）为衡量热水解破解污泥效率的指标，建立了热水解破解污泥反应的数学模型。在此基础上，考察了不同热水解污泥量下，SBMBR热水解同步污泥减量工艺和对比工艺（常规SBMBR）相同条件下长期运行的污泥产量和出水水质。研究得出如下结论：（1）热水解能杀死大量的微生物细胞，使胞内物质溶出，热水解后污泥的SCOD大大提高，上清液TN、TP也在热水解作用下有升高的现象。（2）热水解使得污泥上清液pH和污泥活性均有下降的趋势，污泥的脱水性能与沉降性能变差。（3）以加热温度（T）和作用时间（t）为自变量，以ΔSCOD为因变量建立的反应数学模型为y=e-1.932t0.38T1.785，且影响热水解破解污泥反应效率的因素的大小顺序为：加热温度>作用时间。（4）污泥同步热水解可以降低SBMBR系统的平均污泥产率。在热水解污泥量分别为进水的0.8%和1.7%时，相比对比系统，处理组平均污泥产率分别下降了32.5%和36.4%，热水解污泥量比例的增加可以使得污泥产率降低。（5）同步热水解对SBMBR系统出水的COD、NH+4-N的影响很小，但同步热水解对SBMBR系统除磷效果影响很大，对污泥进行热水解后加重了除磷的难度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 污泥处理与处置现状
• 1.2 污泥减量的原理与技术
• 1.2.1 隐性生长
• 1.2.2 代谢解偶联
• 1.2.3 细菌捕食
• 1.3 MBR 工艺简介及其应用
• 1.3.1 MBR 的分类及特点
• 1.3.1.1 MBR 的分类
• 1.3.1.2 MBR 的特点
• 1.3.2 MBR 在污水处理中的应用
• 1.3.3 MBR 在污泥减量中的应用
• 1.4 研究目的和研究内容
• 1.4.1 研究目的和意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究特色
• 第二章 实验设计
• 2.1 实验阶段
• 2.2 实验材料与装置
• 2.2.1 实验污泥
• 2.2.2 实验用水
• 2.2.3 实验膜组件
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 污泥热水解静态实验
• 2.3.2 MBR 热水解同步污泥减量工艺研究
• 2.3.3 实验分析方法
• 2.3.3.1 常规项目分析方法
• 2.3.3.2 实验仪器
• 2.3.3.3 污泥脱氢酶活性的测定
• 2.3.3.4 污泥脱水性能的测定
• 2.4 技术路线
• 第三章 热水解处理后污泥性质变化及分析
• 3.1 实验结果与讨论
• 3.1.1 实验工艺和实验内容
• 3.2 污泥浓度和 SCOD 变化
• 3.2.1 污泥浓度的变化
• 3.2.2 污泥上清液中 SCOD 的变化
• 3.2.2.1 污泥上清液中 SCOD 的变化
• 3.2.2.2 污泥混合液性质变化原因的探讨
• 3.3 污泥上清液中氮、磷的变化
• 3.3.1 氮的变化
• 3.3.2 磷的变化
• 3.4 污泥上清液 pH 值的变化
• 3.5 污泥活性的变化
• 3.6 污泥沉降性能和脱水性能的变化
• 3.6.1 污泥的沉降性能的变化
• 3.6.2 污泥的脱水性能的变化
• 3.7 污泥热水解破解反应模型
• 3.7.1 模型的提出
• 3.7.2 模型的建立
• 3.8 本章小结
• 第四章 MBR 热水解同步污泥减量工艺研究
• 4.1 热水解污泥回流的可行性分析
• 4.2 实验工艺和实验内容
• 4.2.1 序批式膜生物反应器介绍
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 实验结果与分析
• 4.3.1 热水解对污泥浓度的影响
• 4.3.2 出水水质的变化
• 4.3.2.1 系统出水 COD 的变化
• 4.3.2.2 系统出水 N 的变化
• 4.3.2.4 系统出水 TP 的变化
• 4.3.3 周期实验
• 4.4 不同热水解污泥量对系统运行效能的影响
• 4.4.1 对污泥浓度的影响
• 4.4.2 对出水水质的影响
• 4.4.2.1 对出水 COD 的影响
• 4.4.2.2 对出水 N 的影响
• 4.4.2.3 对出水 TP 的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.1.1 污泥热水解静态实验
• 5.1.2 MBR 热水解同步污泥减量工艺研究
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果