论文部分内容阅读
厌氧消化中的水解阶段通常进行缓慢,公认是厌氧消化过程中的限速阶段。污泥的预处理,通过化学和物理作用破坏污泥的结构和细胞壁,使污泥的细胞内物质溶解,从而让污泥迅速水解为溶解的小分子有机物,可以加速水解的过程。活性污泥主要是由微生物和细胞外聚合物(EPS,Extracellular Polymeric Substances)以活性污泥细菌胶束结合活性的形式存在。传统上,微生物细胞壁是污泥预处理的唯一且重要的障碍。目前,污泥厌氧消化预处理效果的评价仍处于分析溶解性EPS(例如直接使用s COD等指标)的水平,对污泥结构的影响和分析被忽略。焦化污泥具有颗粒细,密度低和浓度高的特点。高粘度,高毒性,组成复杂且难以处理。焦化污泥的特性决定了其后续处理需要进一步探索适合的方法。在本研究中首次从污泥提取物的角度,对焦化污泥的结构和性质进行了分析和评价,加深了对焦化污泥性质的认识,为其后续处理方案的科学性和合理性提供了基础资料。首次采用了EPS提取方法对经过厌氧消化预处理过程的污泥进行污泥提取物的分析,按污泥中组分经过预处理后的提取难度进行新的污泥提取物的定义。证明了从污泥提取物的角度可以更加完善的分析污泥厌氧消化预处理对污泥造成的影响,可以进一步启发和深入污泥厌氧消化预处理的方法研究。其主要研究内容和研究结果如下:(1)研究了焦炭污泥的性质和特性,并且通过热提取法第一次检测了焦化废水活性污泥法产生的污泥EPS性质。焦化污泥是一种具有更高s COD、氨氮含量,更低表面蛋白质和多糖的一种污泥。焦化污泥的表面构成具有紧密的EPS结构,焦化污泥表面的元素还可以检测出Fe等金属元素,这可能会是焦化污泥在后续厌氧消化过程中的阻碍。(2)对焦化污泥进行了碱、高温热解和高温加铁粉三种预处理方法的实验研究。用EPS提取方法对预处理后的污泥进行组分变化的检测。对污泥预处理前后提取物的组成变化进行了检测,并分析了污泥结构性质的变化。提取物中的蛋白质分别占污泥总蛋白提取量的40%,61%和65%,多糖占28%,51%和83%。证明了在污泥提取物中存在以提取难度为区别的不同层营养物质,对其进行分析是进一步评估厌氧消化预处理和产甲烷潜力的需要。(3)对经过三种预处理方法后的焦化污泥进行了厌氧消化产甲烷潜力测试。通过分析比较,获知高温加铁粉的污泥的预处理方法适用于焦化污泥。在经过高温加铁粉预处理之后,焦化污泥产生的甲烷能力为257.45 m L/g VSS,具有作为回收能源方法的潜力。