基于水热预处理的污泥高温厌氧消化技术的研究

学校代码分类号：密级：UDC：10286X705撞盔埕坦2Q!垒：垒：19二2Q!Z：垒：!里502130522隶。初大◆璺工程硕士学位论文基于水热预处理的污泥高温技术的研究研究生姓名导师姓名厌氧消化申请学位类别王程亟±学位授予单位塞亩盘堂工程领域名称巫缝工程论文答辩日期2Q!鱼生璺旦2至旦研究方向固篮鏖盎物缝壁熊量壁壅龇学位授予日期至Q!鱼生旦旦答辩委员会丰席仲兆平教授评词人S16003020S160030192016年4月万方数据隶劫大·嘤工程硕士学位论文基于水热预处理的污泥高温厌氧消化技术的研究导师姓名：黄送副麴援送簦进虚．—苤下至显￡竺l世万方数据StudsonthermophilicanaerobicdigestionofsewagesludgebasedonthermalhydrolysispretreatmentAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYYisiYapSupervisedbybupervlsedProf．YingHuangandHongFengCollegeofEnergyandEnviromentSoutheastUniversity2016万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：些匕罐日期：Ⅻ}6。＼}、1S东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：幽b二墅导师签名：熊目期：旦缝．奶一万方数据摘要摘要传统的污泥厌氧消化法存在反应周期长、池体占地面积大、有机质去除率低及产气率低等缺点，为改善污泥的厌氧消化性能，各种污泥厌氧消化预处理技术以及新型的厌氧消化工艺成为现今研究的热点。水热预处理技术是最常用的预处理技术之一，具有效果好、时间短、运行操作相对简单的特点，但是由于加热过程的高能耗，使得该技术难以实现污泥中的能量回收。本课题组针对上述问题，探究了污泥与餐厨垃圾的高温混合厌氧消化特性、低温水热预处理中污泥浓度对后续高温厌氧消化性能的影响、化学调质对低温水热预处理高浓度污泥高温厌氧消化的影响以及污泥厌氧消化后置水热预处理工艺的处理效果。分析了不同操作方式对污泥高温厌氧消化的影响机理，并对比了不同工艺的能量收支情况。主要研究结果如下：(1)污泥与餐厨混合消化的产气性能明显优于污泥单独厌氧消化，餐厨垃圾在厌氧消化过程中能够快速的完成水解酸化过程，产生的大量有机酸有助于污泥的破壁和水解酸化，并且有机酸可促进产甲烷菌的活性，加快产气速率，从而提高整体处理效率。混合消化过程中，沼气产量和甲烷产量随着有机负荷率的升高而升高，而产甲烷率则是随有机负荷率的增加先升高后减小。过高的有机负荷率将导致甲烷产率和有机质利用率降低。工艺可以选择实验工况：进料由污泥(TS：6％)和餐厨以9：1的配比投加，HRT为16．7d，有机负荷率为2．64kg—VS／(m3．d)，可获得甲烷产率为132．4mL／g．VS，有机质去除率可达47％。(2)水热预处理对改善污泥的厌氧消化性能有显著作用，其中污泥产气速率有了大幅度的提升，累计产气率有一定增长但不显著。浓度为6％的污泥，水热后产气速率提高了45．8％，而累计产气率仅提高了11．3％。样品的最终累计产气率随污泥浓度的增长呈现上升趋势，并且通过增大浓度可显著增加最终累计产气率。而产气速率随着污泥浓度的增加而减少，在9％和12％之间出现了产气速率的骤降，从0．0068h-1下降至0．0040h1。(3)不同化学调质方式对水热污泥的产气性能影响变化较大。产气能力的顺序为：醋酸组>pH3组>pH4．5ER>仅水热组>pH9组>双氧水组>未处理组>pH8组>次氯酸钠组。使用酸预处理水热污泥效果较好，沼气产气率为323．7mL／g—VS，相对于仅水热实验组提高了22．9％。酸预处理是理想的水热污泥厌氧消化化学预处理方式，具有较高的产气率和相对较高的VS去除率，且无明显的抑制作用；醋酸组尽管有最高的产气率，但VS的去除率仅为36．O％；氧化剂组与之相对，产气性能较