初沉污泥厌氧发酵产酸条件优化及发酵液碳源利用研究

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1、硕士学位论文初沉污泥厌氧发酵产酸条件优化及发酵液碳源利用研究OPTIMIZATIONOFACIDPRODUCTIONCONDITIONSBYANAEROBICFERMENTATIONOFPRIMARYSLUDGEANDSTUDYOFFERMENTATIONLIQUIDCARBONSOURCEUTILIZATION冯洋洋哈尔滨工业大学2017年12月国内图书分类号：X703.1学校代码：10213国际图书分类号：504密级：公开工程硕士学位论文初沉污泥厌氧发酵产酸条件优化及发酵液碳源利用研究硕士研究生：冯

2、洋洋导师：王宏杰副研究员申请学位：工程硕士学科：环境工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2017年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:X703.1U.D.C:504AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringOPTIMIZATIONOFACIDPRODUCTIONCONDITIONSBYANAEROBICFERM

3、ENTATIONOFPRIMARYSLUDGEANDSTUDYOFFERMENTATIONLIQUIDCARBONSOURCEUTILIZATIONCandidate：YangyangFengSupervisor：AssociateResearchProf.HongjieWangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：EnvironmentalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolD

4、ateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要针对众多污水厂存在的碳源不足问题，目前有较多的研究采用污泥发酵液用于碳源补充。但现有的研究主要集中于二沉污泥的发酵产酸，而对初沉污泥发酵产酸的研究较少。同时，现有针对初沉污泥发酵的研究中还存在以下两大难点：一是发酵过程中生成的高浓度氮磷的去除；二是发酵后污泥脱水性能的改善。针对以上问题，本课题提出了NaOH

5、和Ca（OH）2混合碱投加改善初沉污泥发酵性能、同步提高污泥脱水性能及控制磷的方式，对该方法的主要参数进行了优化，在此基础上，进行了沸石强化脱氮效能研究。并利用发酵液中的碳源考察其对多级AO工艺脱氮除磷的效果。首先，通过小试试验，对初沉污泥厌氧发酵产酸条件进行优化，包括反应时间、温度和pH，在此基础上，优化了NaOH和Ca（OH）2混合比例。试验结果表明：温度为35℃、反应时间为6d和pH值等于10时，采用NaOH和Ca（OH）2混合比例为1:3作为初沉污泥碱调节剂，具有最好的综合处理效果。此时VFAs

6、产量可达到4538mgCOD/L，PO-4-P含量可降至2.7mg/L，污泥的CST可低至280s。其次，在对天然沸石改性和粒径优选的基础上，考察了改性沸石同步投加于发酵污泥或后续投加于发酵液中两种沸石强化去除NH+4-N方法的特性。试验结果表明：最适宜的改性方式为沸石在2mol/L的H2SO4中浸泡8h，沸石较适宜的粒径40~60目。相比于改性沸石后续投加于发酵液强化去除NH+4-N，改性沸石同步投加于发酵污泥的方法具有工艺简单和同步改善污泥脱水性能等优势，较宜用于NH+4-N去除。在改性沸石同步投加

7、量为200g/L的条件下，具有较好的综合效果。此时发酵液中的NH+4-N可控制在88.8mg/L，TP可降至2.8mg/L，污泥的CST值可进一步降至202s，同时有效保证VFAs产量，为4249mgCOD/L。最后，通过连续动态试验，考察了发酵液作为碳源用于多级AO工艺强化脱氮除磷效果。试验结果表明：发酵液是较好的碳源，在原水TN和TP分别为58mg/L和5mg/L的条件下，将发酵液投加于多级AO工艺原水中，原水C/N比由4.3:1提高至8时，出水的COD、NH+4-N、TN和TP分别为30mg/L、

8、0.4mg/L、8.0mg/L和0.5mg/L，均能达到一级A标准。关键词：初沉污泥；厌氧发酵产酸；混合碱；改性沸石；碳源I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAimingattheshortageofcarbonsourcesinmanysewageplants,therearemanystudiesontheuseofsludgefermentationascarbonsourcesupplementation.However