高锰酸钾-亚硫酸钠预处理对剩余污泥发酵产酸的影响及其机理

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SCY512355337
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
发酵产酸是剩余污泥资源化处置的重要途径之一。通过剩余污泥发酵产酸,不但能够得到具有高附加值的挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs),还可实现剩余污泥的减量化。由于剩余污泥中大部分有机质是由胞内有机物和大分子胞外聚合物组成,很难被水解酸化细菌利用,导致发酵周期过长,剩余污泥产酸率低。通过氧化剂预处理,可以提高剩余污泥可生化性,从而促进其发酵产酸过程。高锰酸钾-亚硫酸钠(PM/SF)联用具有氧化能力强,氧化速度快的特点,有望用于剩余污泥的预处理,以强化其厌氧发酵产酸的效能。本文对PM/SF体系预处理剩余污泥发酵产酸效果和作用机理进行了研究。通过序批实验研究了高锰酸钾与亚硫酸钠投加比例和投加量对剩余污泥及其发酵产酸能力的影响。通过分析不同价态的锰对各处理阶段的影响,研究了PM/SF影响剩余污泥发酵产酸的机理。通过半连续实验研究了PM/SF预处理对半连续发酵产酸的影响,以及污泥停留时间(Sludge Retention Time,SRT)和排泥策略对剩余污泥发酵产酸的影响。具体的研究内容及结果如下。(1)利用不同比例的PM/SF对剩余污泥进行预处理,结果表明,PM/SF比例在1:2-1:3区间预处理剩余污泥有较好的产酸效果,在发酵第3 d产酸量迅速达到9776 mg COD/L,是对照组的2.17倍,且PM/SF 1:3实验组乙酸产量更高,第9 d达到6006 mg COD/L。该组发酵液中蛋白和碳水化合物浓度是不添加氧化剂对照组的2.54和5.63倍,说明氧化剂的加入可增加发酵液中有机物的含量,从而促进污泥发酵产酸。第9 d发酵液VSS为15.40 g/L,低于未添加氧化剂对照组的17.12 g/L。(2)在PM/SF固定为1:3的前提下,对药剂投加量进行优化。结果表明,PM/SF添加量为2/6 mmol/g VSS实验组发酵产酸效果最佳,第7 d VFAs浓度最大达到10555 mg COD/L,是对照组的2.22倍。(3)分别在预处理和发酵阶段添加不同价态的锰,对PM/SF影响剩余污泥发酵产酸的作用机理进行了研究。结果表明,Mn(II)和Mn(IV)对污泥有机质释放和发酵过程无明显影响,对VFAs的产量也无促进作用,说明PM/SF不是通过生成Mn(II)和Mn(IV)来促进污泥产酸,而是通过氧化作用加速污泥中有机质的释放,从而促进VFAs的生成。此外,预处理过程中氧化剂也可直接氧化有机质生成VFAs。三维荧光光谱表明PM/SF实验组可生物利用有机质大幅增加,这可能是发酵初期PM/SF产酸较快的原因。(4)半连续实验结果表明,PM/SF预处理剩余污泥可显著提高VFAs浓度,是未预处理组的2.41倍左右。VFAs浓度随SRT增加而增加,SRT为4-8 d实验组VFAs浓度相差无几,相较于PM/SF预处理SRT对剩余污泥产酸的影响较小。在SRT相同的条件下,排泥频率越短越有利于VFAs累积。
其他文献
水体砷污染已成为一个亟待解决的全球性环境问题。因其痕量毒性大且易致癌,进入食物链后会严重危害人类生命健康,因此受到了研究人员的广泛关注。吸附法由于操作简便,成本低廉等特点而成为砷污染治理使用最为广泛的有效途径,然而,由于低分离效率和吸附性能不强的问题,制约了吸附法在As(V)去除领域的进一步发展,因此有必要寻找更为高效的As(V)污染吸附材料并进行合适的结构调控。镧作为过渡金属,活性高且对As有特
学位
单级自养脱氮(CANON)工艺相比于传统脱氮工艺可以减少对氧和有机物的需求,但处理城市污水时还面临着低温、低氨氮的挑战。越来越多的研究表明颗粒-絮状耦合CANON系统具有较强的低温抵御能力,但其对于长期低温和季节性低温的抵御能力还需要进一步探究。本研究以低氨氮污水为处理对象,构建了不同污泥形态及比例的CANON系统,对系统快速启动的脱氮性能、功能菌丰度和分布特性进行研究,同时探究了不同比例耦合系统
学位
石油开采运输过程中各种石油泄漏事故会造成严重的土壤污染,对生态环境及农作物生产造成严重威胁,给生态环境带来巨大污染负荷,寻找一种高效修复石油污染土壤的方法是十分必要的。石油成分复杂,其主要成分可分为芳香族化合物和饱和烃两部分,本文利用机械化学法修复石油烃污染土壤,选择石油烃代表性成分多环芳烃和直链烷烃为研究对象,讨论球磨转速、球磨时间等参数条件对石油污染物降解效果影响,探究污染物的降解途径与机理。
学位
随着社会和经济的快速发展,我国对于钒和氧化铝的需求量逐渐增大,造成了大量页岩提钒尾渣和赤泥的产生。堆积或填埋是页岩提钒尾渣和赤泥目前主要的处理与处置方式,这不仅造成了土地资源的大量浪费,还会对水土产生污染,给当地生态环境和周边居民健康带来了严重的威胁。本研究在分析页岩提钒尾渣和赤泥特性的基础上,以页岩提钒尾渣和赤泥作为主要硅铝原料来制备页岩提钒尾渣-赤泥基地聚物,以期实现两种固体废物的高效综合利用
学位
在社会工业的飞速发展下,带来了许多水环境污染问题,危害了人体健康和生态环境。高级氧化法(Advanced Oxidation Process,AOPs)是高效的废水处理技术之一,有着诸多优势。高级氧化技术易于操作,稳定的催化活化氧化剂产生羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO4-·)等强氧化自由基,快速降解废水中可生化性差的有机污染物。近20多年来,人们已经开展了许多关于探索高级氧化技术的研究,
学位
蛭石因具有吸附性能强、吸附容量大、化学稳定性强及生态友好等特点,目前在环境治理中主要将其作为吸附剂广泛应用于污水净化及土壤修复等领域,而将其作为底质改良剂应用于富营养化湖泊的生态修复有关方面的研究则鲜有报道。因此本研究通过在湖泊底质中设置不同比例的蛭石,探讨其对沉水植物恢复过程的影响。通过分析苦草和黑藻的生长及生理生态指标的变化,确定其最适生长环境条件;通过根系微生物群落对比分析,探讨其对底质微环
学位
湖泊的富营养化现象不仅会破坏水体的生态环境,造成水生生物的大量死亡,而且也会危害到人类的身心健康。磷元素作为湖泊富营养化的限制因素,即使在外源磷得到有效的控制下,沉积物中的内源磷也会持续向水体释放,使富营养化问题难以解决。因此,为从根本上治理湖泊的富营养化问题,本研究首先探究了不同环境因子对湖泊沉积物内源磷的释放影响,然后基于凹凸棒土进行改性处理,制备了镧改性凹凸棒土(La-TCAP)这一新型固磷
学位
水和土壤中的重金属(特别是汞和镉)污染是一个全球性的重大环境问题。因其易积累、难挥发、毒性大且不能被生物降解,对生态环境和人类健康存在重大威胁,所以对重金属的固定具有非常重要的意义。利用微生物对重金属进行吸附、累积和矿化等固定的研究及应用受到越来越多关注,特别是微藻因其自养、生物量大、种类多易培养的特性在重金属固定中发挥越来越大的作用。本研究拟用高浓度的磷酸盐来培养改性微藻制备表面高载磷微藻,研究
学位
砷具有高毒性,砷污染会带来一系列高危害环境问题,土壤中的砷会通过食物链累积到人体中,对人体造成伤害。面对日益严重的土壤砷污染问题,寻找经济高效、安全、无二次污染的修复技术已刻不容缓。本课题主要研究了高效钝化剂(氨水+硫酸亚铁+海泡石)对土壤中砷的稳定性及其机理。实验期间,通过对九种钝化剂组合对含砷土壤的稳定化效果比较、抗浸出实验、体外模拟消化实验,筛选确定钝化剂组合,并进行了正交实验确定钝化剂组合
学位
随着新高考改革进程的有序推进,初高中数学教学面临新的要求.如何做好初高中数学教学的衔接,让学生适应新高考,使学生在高考中取得好成绩,是新高考背景下广大中学数学教师需要探讨和解决的问题.
期刊