污泥厌氧消化流变特性变化规律的研究

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1、分类号TU99学号1108140312007学位论文污泥厌氧消化流变特性变化规律的研究Researchontherheologicalcharacterizationandvariationregulationoftheanaerobicdigestedsludge王远指导教师姓名曹秀芹教授北京建筑大学申请学位级别硕士学位类别工学硕士专业名称市政工程年级2012论文答辩时间2015年6月学位授予单位和日期北京建筑大学2015年7月答辩委员会主席杨琦教授论文评阅人杨琦教授、李彩斌教授级高工北京建筑大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研

2、究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签字：日期：年f月对日北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文

3、的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名；H校内导师签名：年6月处曰广年石月;^校外导师签名：年月日摘要摘要污泥厌氧消化技术作为一项使污泥稳定化和资源化的有效措施，在污泥的处理处置中得到很大的重视和应用。污泥作为非牛顿流体，其流变特性在厌氧消化过程中起着关键性的作用，影响着搅拌、传质、泵送和运输等方面。因此，将流变特性作为污泥在厌氧消化过程中的一项控制参数，能够对污泥厌氧消化有更全面的认识，从而对厌氧消化工艺的控制和发展起到相应的指导作用。本文首先对进料污泥和消化后的污泥进

4、行了流变特性的研究，特别关注污泥在消化前后污泥的EPS含量和污泥絮体结构的变化对污泥流变特性的影响，分别讨论了污泥在三种不同的反应温度20℃､35℃､55℃下消化前后污泥的触变性和理论搅拌功率的计算。然后通过小试实验启动厌氧消化反应装置，测量污泥在中温厌氧消化过程中污泥的黏度和pH、ORP的变化规律，并通过扭矩传感器实时测量在搅拌过程中扭矩的变化规律，计算出搅拌的能耗。现得出以下结论：(1)与浓缩污泥相比较，温度升高使消化污泥的剪切应力降低的程度更大，而此结果也可以表明，污泥经过厌氧消化之后，在管道运输中，通过升温使流动性增强相对于消化前的污泥能够有更大的优势性，说明消化后的污泥

5、更适合在管道流动运输方面。(2)消化污泥的流动指数大于浓缩污泥，稠度系数小于浓缩污泥，说明消化后的污泥更加接近牛顿流体，也就是说流动性会更大。(3)污泥在经过厌氧消化后，平均絮体直径从100um降低至50um，分子间间距缩小，但是由于有机物含量的减少，分子絮体明显减少，絮体结构之间的相互作用力减小；而且EPS总量增加，主要是固着性EPS转化为溶解性EPS，消化污泥的触变环要大于浓缩污泥的触变环，且出现在剪切速率较大的区域，且随着温度越高，两种污泥的触变环的面积差异越明显。(4)温度的升高，同一种污泥的黏度降低，流动性增强，所以高温厌氧消化系所需的搅拌功率相对降低，随着污泥的流动黏

6、度降低，所需的搅拌功率也随着减小。在实验室条件下污泥在厌氧消化运行稳定下其搅拌功率是9.921W。(5)在运行稳定的厌氧消化反应器内污泥的黏度相对稳定，极限黏度稳定在300mPa·s左右，可以用黏度来表征厌氧消化运行稳定的指标。关键词：污泥，厌氧消化，流变特性，扭矩，搅拌功率IAbstractAbstractAsaneffectivemeasurestomakesludgestabilizationandresourcerecovery，sludgeanaerobicdigestiontechnologyhasderivedalotofattentioninthetreatmen

7、tanddisposalofsludgeandtheapplication.Civilsludgeisnon-newtonianfluidanditsrheologicalpropertiesinplayakeyroleintheprocessofanaerobicdigestion,affectsthemixing,masstransfer,pumpingandtransportation,etc.Therefore,throughtheResearchonvariationo