热水解对剩余污泥脱水和生物降解性能影响研究

• 作 者: 袁彧
• 出 处: 北京化工大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 热水解 剩余污泥 厌氧消化 产甲烷潜力 GC-MS

现今我国越来越重视污水的处置与处理,建设了很多污水处理厂。但与此同时污泥作为污水处置处理的副产品也随之增加。污泥中含有大量有害物质、细菌、有机和无机颗粒以及胶体,如果不能妥当的处理污泥势必会造成严重的污染。通过热水解后可以有效的提高污泥的脱水性和可生化性,可以有效的促进后续的厌氧消化性能。本文重点研究了热水解对污泥中固体性质、脱水性能和可生化性的影响以及热水解后全量污泥、泥饼和滤出液的产甲烷性能变化。通过设置120、135、150、165、180、195 和 210℃不同温度和 30、45、60 和 75 min不同时间的热水解。通过对热水解后污泥的TS、VS、SS和VSS的测定,发现TS、VS、SS、VSS随着温度和时间增长而降低,损失率分别为30.25%、39.10%、49.55%和62.18%。污泥在经过热水解后毛细吸水时间减少,粒径分布降低,有效的提高了污泥的脱水性能。热水解有效的促进了污泥滤出液中蛋白质、糖类和VFAs的溶解。糖类在150℃时大量溶出,此后逐渐分解成VFAs,糖类在COD的占比从17%降至5%,VFAs在污泥滤出液中不断累积,COD的占比从6.7%升至16.0%。蛋白质占COD的比值在31%～57%之间。蛋白质在150～180℃时,蛋白质浓度随着温度和时间的提高而增多。当温度超过180℃时,蛋白质由于参与了美拉德反应而逐渐减少。通过GC-MS手段研究有机物在热水解过程中发生的反应。热水解后污泥中出现大量杂环化合物和芳香族化合物,在热水解提高污泥可生化性的同时,也为后续厌氧消化带来了更多难降解性有机物。利用热水解滤出液、泥饼和全量污泥的生化产甲烷潜能实验对比了三种不同组分的产气性能影响。结果发滤出液、泥饼和全量污泥厌氧消化产气性能分别在180℃60min、150℃75min和180℃60min达到最大值602.020 mL、281.59 mL和572.28 mL。产气性能的表现为全量污泥>滤出液>泥饼。滤出液的产气性能随着热水解温度和时间的增长而逐渐提高,泥饼厌氧消化产气性能逐渐降低。TCOD降解率的表现为滤出液>全量污泥>泥饼。通过RDA分析发现蛋白质与污泥滤出液产气性能相关性最大。