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畜禽粪便中的重金属污染问题日益受到人们的关注,如何提高畜禽粪便的处理能力同时将畜禽粪便中的重金属去除,是亟待解决的问题。本文将重金属的去除问题融合到高固含率畜禽粪便两相厌氧发酵工艺的研究中,提出了加酸强化水解酸化同步沥滤重金属的技术,一方面提高了水解酸化反应速率,一方面使畜禽粪便中的重金属溶出,沥滤出的重金属可以通过结晶的方式去除和回收,酸化液进入产甲烷阶段产气,形成两相厌氧发酵同步沥滤重金属的工艺系统,这样不仅提高了处理效率,而且达到了畜禽粪便中重金属去除的目标。本文主要研究成果如下:(1)研究了温度和固含率对鸡粪和鸡饲料两种复杂物料水解酸化过程的影响,同时考虑反应效果和能耗,TS为10%的复杂物料的最佳温度条件为中温35℃,酸化率随着TS增加而降低。(2)TS为10%的鸡粪加酸强化水解酸化的最佳反应条件为:20%HCL初始加酸量为2.1%,初始pH为5,温度为35℃,停留时间3d,在该条件下鸡粪水解酸化产生的CODs和VFA分别较不加酸时提高了15%和20%,酸化液的产气量较不加酸时提高了15.5%。(3)加酸强化水解酸化重金属沥滤的最佳反应条件为:20%HCL添加量为3.5%,初始pH为4,停留时间为3d。和传统的化学沥滤和生物沥滤相比,加酸强化水解酸化重金属沥滤方法可以达到相同的处理效果,而且能够有效的减少药剂投加量,缩短停留时间,降低处理成本。(4)从反应机理和动力学两方面提出ADM1中引入分解过程是不合理的,水解过程是厌氧降解的第一阶段。根据本文提出的观点利用Monod方程对不同加酸量条件下TS为10%的鸡粪的水解酸化过程进行模拟,从动力学角度证明了加酸可以提高水解酸化速率和重金属沥出率,得出了不同加酸量条件下的动力学方程。(5)考察了酸化段加酸后两相厌氧反应器的实际运行效果,酸化反应器进料TS为10%的鸡粪,初始pH值为5,温度为35℃,反应3d后平均酸化率为14.9%,Cu、Zn和Cd的平均总沥出率分别为31%、47%和40%,平均非稳定态沥出率分别为70%、74%和60%。产甲烷反应器COD去除率达到80%以上,VFA去除率达到95%,产甲烷颗粒污泥运行前后产甲烷菌数量增加,粒径增大,无机化程度增加,加酸没有对产甲烷段的运行效果产生影响。