囊式污泥厌氧消化和脱水工艺的运行与优化研究

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1、硕士学位论文（工程硕士）囊式污泥厌氧消化和脱水工艺的运行与优化研究RESEARCHONTHEOPERATIONANDOPTIMIZATIONOFBLADDER-TYPEANAEROBICSLUDGEDIGESTIONANDDEWATERING张永炜哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU992.3学校代码：10213国际图书分类号：628.356密级：公开工程硕士学位论文囊式污泥厌氧消化和脱水工艺的运行与优化研究硕士研究生：张永炜导师：李欣副教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在

2、单位：环境工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU992.3U.D.C:628.356DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEOPERATIONANDOPTIMIZATIONOFBLADDER-TYPEANAEROBICSLUDGEDIGESTIONANDDEWATERINGCandidate：ZhangYongweiSupervisor：AssociateProf.L

3、iXinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitectureandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：July,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着我国污水处理量的大幅增加，剩余污泥的年产量也大幅提高，而污泥

4、如果不进行处理会导致土壤和水体的污染。然而我国的北方地区由于特殊的气候条件，污泥厌氧消化池的运行很不稳定、效果较差，导致大多水厂都仅对污泥进行脱水处理。为此，设计了囊式污泥厌氧消化池来解决以上问题，对其进行参数优化使其能稳定运行有着实际意义，并且对于厌氧污泥进行脱水性能的同时进行优化构成了一个完整的流程，具有一定的参考价值。囊式污泥厌氧消化池的启动过程分为三个阶段，启动前期，反应器中产甲烷菌还未驯化成熟，主要是产酸菌在活动，因此容器内pH值较低。启动中期，产甲烷菌开始大量生长，pH值有所升高，沼

5、气产量也明显增大。启动后期，产甲烷菌驯化成熟，pH值在7.1左右，沼气产率也保持在较高的水平。在囊池稳定运行期间，有机物消减率始终保持在45%以上，消化液的pH值始终保持在6.5-7.4之间，沼气产率也高于预期的0.75m³/kg，因此可以认为囊池运行稳定且运行效果良好。通过调试囊池的运行条件可知，随着温度升高，VSS消减率有明显的提高，在32±1℃的时VSS消减率比26±1℃时提升了大约15%，同时，沼气产期率则高出25%左右。搅拌时间对有机物消减率影响不大，而随着搅拌时间的提高，沼气产率则先

6、增大后减小，在搅拌时间为14h/d的时候沼气产率最大，比其他情况下高出大约25%。随着污泥负荷的增加，有机物消减率降低约8%，但沼气的产气率则提升了约18%。消化后污泥的含水率在97%左右，且仍较难脱水，因此需要通过调理来提升污泥脱水效果。对消化污泥采用化学调理的方式提升脱水性能时，选取聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸铁、氧化钙和硫酸铝作为絮凝剂，使用单一药剂时，CPAM效果最好，药剂最佳投加量为160mg/L。将药剂以两种或两种以上组合投加时，脱水效果明显好于药剂单独使用，最佳的药剂组合为80mg

7、/L的CPAM、2g/100mL的氧化钙和1.8g/L的PAC。对消化污泥采用复合调理时，选取淘洗调理和冷冻调理做为预处理方式。经复合调理后的污泥，加药量有明显的降低，且污泥脱水效果也有明显的提升，淘洗调理的效果略好于冷冻调理。确定污泥消化—脱水方案为囊池在32℃条件下运行，每日投泥量为15t，搅拌时间为14h/d，脱水设备选用螺旋压榨脱水机，每吨污泥中投加0.08kgCPAM。每吨污泥的处理成本预估为51.51元。关键词：囊式；厌氧消化；污泥调理；污泥比阻；污泥含水率I哈尔滨工业大学工学硕士学

8、位论文AbstractWiththedramaticincreaseinthevolumeofsewagetreatmentinChina,theannualoutputofexcesssludgeisalsogreatlyincreased.Ifthesludgeisnottreated,itwillleadtosoilandwaterpollution.However,duetospecialclimaticconditionsinnorthernChina,theoperationofsl