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随着社会经济水平的发展,剩余污泥的产量日益升高,如何合理处置剩余污泥,实现其“三化”(无害化、减量化、资源化)已经成为摆在世界各国面前的重要难题之一。常用污泥处置方法包括卫生填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧消化等,目前,厌氧消化已成为国内外处理剩余污泥所采用的积极的生物处理方法。由于剩余污泥中含有大量难降解的有机物,剩余污泥的水解速率和程度是制约剩余污泥厌氧消化效果的重要瓶颈。造纸白泥(Lime mud paper-making,LMP)是制浆造纸中碱回收工序产生的无机碱渣,主要成分包括碳酸钙和氧化钙,碱性氢氧化物,金属元素如铁、铝、镁等的氧化物等,能够起到促进剩余污泥水解和保持消化稳定的作用。本文利用造纸白泥强化剩余污泥生产甲烷,目的是为了实现双废利用提供理论和技术上的支持。本文以剩余污泥为试验原料,利用单相厌氧反应器,添加外源碱性添加剂LMP,进行剩余污泥厌氧消化产甲烷研究,具体探究了固含量,温度,白泥/挥发性组分比(LMP/VS)以及热处理对LMP强化剩余污泥厌氧消化产甲烷的影响。LMP改善高固含量剩余污泥高温(55℃)厌氧消化研究表明,LMP能够提高剩余污泥厌氧消化的累积产甲烷量,当LMP浓度为5 g/L时,400 g剩余污泥厌氧消化体系中获得的最大累积产甲烷量为3286 ml,产甲烷率为96.04 ml/VS,是对照组(没有添加LMP实验组)的1.95倍,并且能够明显降低污泥的挥发性组分(VS)含量,LMP浓度为5 g/L实验组中挥发性组分(VS)去除率达到了17.5%。当LMP浓度≥7.5 g/L时,就会明显抑制厌氧菌群的活性和产甲烷过程。固含量对剩余污泥厌氧消化效果有重要影响,与高固含量剩余污泥厌氧消化相比,低固含量能够明显提高LMP剩余污泥厌氧消化效果,当LMP浓度为2.5g/L时,剩余污泥厌氧消化体系中获得的最大累积产甲烷量为4450 ml,产甲烷率为155.4 ml/VS,VS的去除率达到了30.5%,COD去除率达到84.6%。当LMP浓度超过2.5 g/L时,就会明显抑制厌氧菌群的活性和产甲烷过程。通过与先前的研究结果进行比较,发现低固含量剩余污泥厌氧消化的性能要明显优于高固含量剩余污泥厌氧消化的结果,最优组累积产甲烷率提高了28.5%。与高温剩余污泥厌氧消化相比,剩余污泥中温厌氧消化的效果略低于高温厌氧消化的效果,但反应的稳定性要高于剩余污泥中温厌氧消化。当LMP浓度为2.0 g/L时,剩余污泥厌氧消化体系中获得的最大累积产甲烷量为2239 ml,产甲烷率为153.2 ml/g VS,VS的去除率达到了28.04%,COD去除率达到68%。当LMP浓度超过2 g/L时,就会明显抑制厌氧菌群的活性和产甲烷过程。LMP/VS比过高或过低都会对剩余污泥厌氧消化产生抑制作用。通过比较不同LMP/VS比的剩余污泥厌氧消化效果,可以发现LMP/VS比的最优值为1∶16,在该投加比下,产甲烷率达到了161.2 ml/g VS,VS去除率达到了32.1%。热预处理对剩余污泥厌氧消化有明显的促进作用,剩余污泥经过煅烧LMP,80℃下120 min热处理后,剩余污泥内可溶性有机物含量明显升高,其COD值分别达到了3180,3840,4280,4580和5740 mg/L。初始p H=8.5的实验组,其产甲烷率达到了165.45 ml/g VS,要明显高于空白组的75.64 ml/g VS,产甲烷率提高了118%。通过将剩余污泥进行水热预处理,能够提前第二产气高峰2~3 d,明显缩短消化周期,本批次实验反应时间为16 d,相较于其他条件的20 d消化时间,提前了4 d。