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CaO2對污泥厭氧消化性能的影響

點擊次數(shù):1473 更新時間:2022-04-12

CaO2對污泥厭氧消化性能的影響

 

摘要:近年來,污泥厭氧消化得到了廣泛關注,一方面能夠實現(xiàn)污泥的減量化,另一方面又能得到有價值的消化產(chǎn)品。

 

由于水解過程是限制厭氧反應的重要步驟,因此利用CaO2強化污泥厭氧消化中水解和酸化過程。結果表明,適量的CaO2的投加量能夠顯著促進污泥的水解和酸化過程,但對甲烷化有抑制作用。當CaO2投加量為0.2g/g(污泥以揮發(fā)性懸浮固體(VSS))時,揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的最大積累量為253.6mg/g,但CaO2VFA的組成影響不大。

 

關鍵詞:污泥,CaO2,厭氧消化,水解,酸化,甲烷化

pH做為基本的污水指標,勢必成為供求的熱點,這對廣大的E-1312 pH電極制造商,比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商,必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用,質量可靠,測試準確,廣泛應用于各級環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。

活性污泥法是目前生活污水處理廠中應用*泛的污水處理方法,該方法具有投資低、處理效率高等優(yōu)點。但是該工藝會產(chǎn)生大量的剩余污泥,剩余污泥中含有有毒有害物質,若處置不當會造成環(huán)境的二次污染。另一方面,剩余污泥中含有大量的蛋白質和碳水化合物,是一種可利用資源。污泥厭氧消化技術可以很好地處置污泥,實現(xiàn)污泥的減量化、無害化和資源化[1]

 

厭氧消化過程主要包括水解、酸化和甲烷化3個主要步驟[2]。水解過程是限制污泥厭氧消化的主要步驟,原因在于污泥外包裹的微生物胞外聚合物(EPS)和細胞壁阻止了該步驟中微生物胞內(nèi)物質的釋放,使得揮發(fā)性脂肪酸(VFA)、氫氣和甲烷等的產(chǎn)量很低。

 

YUAN[3]研究發(fā)現(xiàn),pH=10的堿性條件可以強化污泥水解反應,使得VFA大量積累。LI[4]報道,1.8mg/L游離亞硝酸(FNA)能夠有效地破解EPS和細胞壁。YAN[5]應用超聲技術很好地實現(xiàn)了污泥減量和VFA積累。ZHENG[6]發(fā)現(xiàn),堿性消化反應過程中的主要微生物為水解細菌和酸化細菌。CaO2是一種白色或淡黃色的固體,具有高能過氧化共價鍵。CaO2能夠在水化介質中緩慢釋放氧氣,同時生產(chǎn)強氧化性物質H2O2和堿性物質Ca(OH)2

 

在水處理中,CaO2生產(chǎn)H2O2Ca(OH)2的速率比較容易控制,因此投放CaO2比直接投放H2O2效率更高。目前,CaO2已經(jīng)成功應用到地下水的處理,用于氧化分解難降解物質[7]。然而,將其用來處理污泥尚未見文獻報道,因此本研究探究了CaO2對污泥厭氧消化性能的影響。

 

1材料與方法

 

1.1實驗材料實驗中所用污泥取自海口某污水處理廠,污泥取回后在實驗室4℃冰箱內(nèi)沉淀24h。沉淀后污泥基本性質如下:pH=6.8±0.1,總懸浮固體(TSS)=(12130±256)mg/L,揮發(fā)性懸浮固體(VSS)=(9815±240)mg/L,總蛋白質=(8412±125)mg/L,總糖=(1542±82)mg/L

 

CaO2純度≥98%

 

1.2污泥厭氧消化反應

 

5個相同的600mL厭氧反應器中加入500mL污泥,CaO2投加量分別為00.10.20.30.4g/g(污泥以VSS計,下同)。當投加完污泥和CaO2后,充氮氣10min以排出厭氧反應器內(nèi)的空氣,保證厭氧環(huán)境。厭氧反應器內(nèi)置攪拌器,轉速控制為150r/min,初始pH控制為7.0±0.1,溫度為25℃,反應時間為15d

 

1.3分析方法

 

溶解性化學需氧量(SCOD)采用重鉻酸鉀法測定,氨氮采用納氏試劑比色法測定,TSSVSS采用重量法測定。VFA和甲烷的分析采用氣相色譜法[8-9],其中VFACOD計,甲烷以標準狀況下的體積計。總蛋白質和總糖的分析分別以牛血清蛋白和葡萄糖作為標準物,以COD[10]。溶解性總蛋白質和溶解性總糖過濾后測定。

 

2結果與討論

 

2.1CaO2SCOD的影響

 

SCOD的變化能夠反映水解程度的大小。圖1為不同CaO2投加量下SCOD的變化。CaO2投加量為0g/g時,SCOD隨反應時間的延長而緩慢增長。在相同反應時間條件下,SCODCaO2投加量的增加而急速上升,反應時間為3dSCOD出現(xiàn)最大值,而后趨于穩(wěn)定,故而圖1中只給出了08d的數(shù)據(jù)。

 

由此可見,CaO2能夠強化污泥的水解過程,使得消化液中SCOD的含量增加,反應時間為3d時水解達到平衡。

 


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