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七乐彩近100期开奖码:超声波与次氯酸钠耦合技术在污泥预处理方面的应用

发布日期:2016年11月8日 点击:639

快甘肃快三走势图今天 www.cczyw.tw 厌氧消化是目前国内外最为常用的污泥稳定处理工艺。但污泥属于难生物降解物质,故厌氧消化存在污泥停留时间长、产气速率慢和消化池体积庞大等缺点。污泥超声波破解技术,可有效改善污泥生物降解性能,提高厌氧消化速率。虽然超声波技术能够显著提高污泥的厌氧消化性能,但是高能耗限制了该项技术的工程应用。近年来,研究人员尝试采用超声波技术与氧化剂联用,以降低能耗,提高污泥处理效率。

超声波与氧化剂联用技术中比较典型的氧化剂是臭氧及芬顿试剂。超声与臭氧及芬顿试剂的联用提高了污泥处理效果,但是臭氧不稳定,易自行分解,且运行成本较高;芬顿试剂氧化一般在pH为3.5下进行,对设备要求较高,同样增加了处理成本,限制了该技术的广泛应用。

次氯酸钠消毒是目前广泛应用的一种杀菌技术,具有操作简单,成本低廉等优点,但是次氯酸钠的加入可能导致消毒副产物的产生。国内外研究表明,超声空化作用可有效去除消毒过程中产牛的氯代有机物。因此,可尝试将超声波与次氯酸钠耦合技术用于污泥预处理。

目前,国内关于超声与次氯酸钠耦合对污泥预处理的报道还比较少,通过本实验研究了超声与次氯酸钠耦合作用对污泥破解及后续厌氧消化的影响。

1、材料与方法

实验所用污泥取自天津泰达污水处理厂二沉池的回流污泥,经重力浓缩后污泥性质如下:悬浮固体(SS)含量为24860mg/L,挥发性悬浮固体(VSS)含量为12625mg/L,溶解性化学需氧量(SCOD)154mg/L,置于4℃冰箱中保存待用,存放时间控制在一周以内。

消化实验的厌氧接种污泥取自天津咸阳路污水处理厂,污泥总固体(TS)约为24000mg/L,VS约为12000mg/L。

2、超声波实验装置

超声波发生装置为宁波新芝JY99-Ⅱ超声波细胞粉碎机,超声发生频率为20KHZ,功率400~1800W可调,钛合金探头直径为25mm。

3、实验方法

3.1超声波与次氯酸钠耦合污泥预处理实验分为2个阶段:

第1阶段:确定最佳耦合预处理工况。向污泥中投加3.594mg/g SS次氯酸钠,在不同的超声声能密度(0.2、0.6、1和1.5W/ml)和不同作用时间(0~90min)下,对污泥进行耦合预处理,通过对处理后污泥中SCOD的测定,以及能量效率分析,确定最佳的处理工况。

第2阶段:采用第1阶段确定的最佳耦合预处理条件,并在此基础上改变次氯酸钠投加量(为了不影响预处理后污泥的厌氧消化性能,次氯酸钠的投加量较低,其有效氯投加量分别控制在2.011、4.023和8.045mg/g SS)对污泥进行预处理,之后与未经处理的污泥同时进行厌氧消化,在此过程中每24h测定污泥产气量,同时测定生物气中甲烷

3.2污泥厌氧消化

厌氧消化反应器为锥形瓶(有效容积为1200ml)。实验中取500ml污泥样品,500ml接种污泥混合装入密封瓶中,置于搅拌器上在35±2℃恒温条件下培养,每日测定产气量及甲烷含量。

4、测定项目及分析方法

TSS、VSS采用重量法测定;COD采用哈希COD(DR890)测定仪。样品离心30min(13000r/min)后,经0.45μm滤膜过滤测定SCOD;TCOD为被处理污泥混合液的COD值。PH值采用雷磁PHS-3C型PH计测定。

生物气组分采用GC-1100型气相色谱仪,热导检测器。担体为TDX-01,60至80目;载气为氩气;载气流率为30ml/min,柱温80℃,面积归一法定量。

实验结论表明:

(l)污泥超声波预处理过程中,在一定声能密度范围内,SCOD随破解时间的延长而提高,但是过高的声能密度导致能量利用效率下降,能耗升高。污泥超声波与次氯酸钠耦合预处理最优声能密度与时间分别为1.0W/mL和50min。

(2)次氯酸钠的投加量对污泥厌氧消化过程产牛重要影响,投加量过高或过低均不利于厌氧消化反应的进行。与原污泥直接进行厌氧消化相比,采用超声与4.023mg/g SS次氯酸钠耦合预处理对污泥厌氧消化的改善效果最为明显,产气率、甲烷含量较对照组分别提高了69.7%和10%。

(3)厌氧消化过程中,对照组vss去除率为11.11%,而超声波与4.023mg/g  SS次氯酸钠耦合处理后污泥vss去除率可达21.24%,在一定程度上实现了污泥减量。

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