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热碱处理对污水处理厂污泥特性的影响研究

北极星环保网  来源:环境科学  作者:杨世东 陈霞  2017/2/17 10:55:52  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:污水处理 污泥处理 热碱处理

北极星环保网讯:在污水生物处理过程中会产生大量剩余污泥,污泥产量通常占污水量体积的0.3%~0.5%,或者约为污水质量的1%~2%. 据统计,目前我国污水处理能力约1.53亿m3 ˙d-1,年产生含水量80%的污泥3 500多万t,随着今后我国的经济发展,污水处理量和污水处理率会不断增加,随之而产生的剩余污泥量也会越来越多. 因此,剩余污泥的处理与处置已成为迫在眉睫的问题.

厌氧消化是一种传统的污泥处理方法,其中,水解过程是限速步骤. 采用适当的预处理可以在较短的时间内将污泥水解,提高污泥厌氧消化效率. 近年来,污泥热碱联合处理法在污泥预处理中得到研究者的广泛关注. 在热碱处理中,碱可以减弱微生物细胞壁对高温的抵抗力,使细胞受热时更容易破裂,从而释放出大量的有机物(如蛋白质、 碳水化合物等). 该方法具有操作简单、 处理时间短等优点,并且能获得比单独碱处理或热处理更好的溶出效果. 研究表明,当热碱处理温度为170℃、 pH值为12时,污泥中SCOD释放量比未经处理污泥增加83%,随后将此污泥进行厌氧消化发现其甲烷产量比未处理污泥提高54%. 在热碱处理过程中污泥的性质会发生改变,以有利于后续的污泥处理. 研究表明,在热碱处理过程中对污泥特性影响较大的因素有温度(20~210℃)、 pH值(7~12.5)、 处理时间(0~60 min)、 污泥浓度(10~40 g ˙L-1)、 加热方式(间接热交换、 直接加热等)、 加碱种类[NaOH、 Ca(OH)2等].

然而,目前污泥热碱处理的研究大多仅限于各单因素(如温度、 pH值等)和双因素(如温度-pH、 温度-时间、 pH-时间等),缺乏多种因素的综合影响研究. 为了考察热碱处理过程中各因素同时作用对污泥特性的综合影响,本研究采用正交试验同时考察不同污泥浓度、 pH、 温度和处理时间的组合条件对污泥特性的影响,并找出热碱处理的最优组合条件.

1 材料与方法

1.1 污泥

试验用泥为北京市某污水处理厂的剩余污泥,该污水处理厂采用活性污泥法处理城市污水. 自二沉池取得污泥后,采用40目筛网过筛,去除污泥中的大颗粒物,重力沉降将污泥浓缩到一定浓度,去上清液后使用. 污泥特性如下:pH 6.9±0.1,总化学需氧量(TCOD)(10 260±120)mg ˙L-1,SCOD(75±20)mg ˙L-1,总悬浮性固体(SS)(14.3±0.2)g ˙L-1,挥发性悬浮性固体(VSS)(9.6±0.2)g ˙L-1. 1.2 正交试验 1.2.1 正交试验设计

选择污泥浓度、 pH、 温度和处理时间4个因素,并取4个水平进行热碱处理正交试验,选择L9(45)正交表,正交试验设计表如表 1所示.


表 1 L9(45)正交试验表

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