污泥與生活垃圾一體化處理中試設(shè)備處理污水廠污泥研究

【摘要】：隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市化進程不斷加快，我國城市生活垃圾和污水廠污泥的產(chǎn)量也在不斷增加，在全國600多座城市中，有200多座包圍在垃圾之中，我國已成為世界上垃圾問題最嚴(yán)重的國家，截至“十一五”末期，全國城鎮(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥無害化處置率小于25%，未經(jīng)處理處置的垃圾和污泥中含有大量的病原微生物、重金屬等污染物，會對環(huán)境產(chǎn)生不可估量的危害，所以如何更好更經(jīng)濟的實現(xiàn)垃圾、污泥的無害化、穩(wěn)定化、減量化成為我國環(huán)境保護領(lǐng)域亟需解決的問題。 污泥和生活垃圾一體化處理設(shè)備可以將城市生活垃圾和污水廠污泥進行聯(lián)合處理，既能實現(xiàn)污泥和垃圾的減量化、無害化、穩(wěn)定化又節(jié)約能源經(jīng)濟環(huán)保。論文在小試設(shè)備的基礎(chǔ)上開發(fā)了中試設(shè)備，并對中試設(shè)備進行了以下試驗：一體化設(shè)備的啟動試驗，不同投配率下一體化設(shè)備的運行試驗，一體化設(shè)備污泥倉生物多樣性研究，并取得了以下研究成果： ①一體化中試設(shè)備污泥倉啟動采用了一次性培養(yǎng)法，并用垃圾堆肥產(chǎn)熱的方式對污泥倉污泥加熱，使其達到中溫消化所需的溫度。在整個啟動階段垃圾倉垃圾堆肥產(chǎn)熱量基本能夠保證污泥倉污泥中溫消化所需的溫度。末期垃圾倉溫度達到了45℃以上，能夠有效殺滅垃圾中的致病菌、蛔蟲卵等有害生物。對啟動階段污泥倉和垃圾倉進行熱量計算，結(jié)果表明垃圾倉垃圾堆肥平均每天為污泥倉提供5266.8KJ熱量。一體化設(shè)備具有良好的濃縮作用，當(dāng)進泥含水率在94%~99%之間時，排泥含水率可降至87%~92%之間。一體化設(shè)備對有機物具有一定的降解作用，啟動階段后期VS/TS去除率維持在15%左右。同時污泥倉pH在反應(yīng)的中后期保持在7.0以上，堿度、VFA、SCOD、產(chǎn)氣量等指標(biāo)均在正常范圍之內(nèi)保持相對穩(wěn)定，可以認(rèn)為一體化中試設(shè)備啟動成功。 ②一體化設(shè)備正常運行階段，對投配率為15%、20%、25%三個工況進行了試驗，在試驗過程中，污泥倉溫度保持在25~40℃，大部分時間維持在30℃以上，基本能夠滿足中溫消化所需的溫度，但是溫度受環(huán)境影響波動較大，對產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)氣活動有一定的抑制作用。在試驗的三個工況中，設(shè)備運行良好，污泥倉的VFA、堿度、pH、SCOD等指標(biāo)正常，具有微生物適宜的生長環(huán)境。通過對比三個工況下的排泥含水率、排泥VS/TS、產(chǎn)氣量等指標(biāo)確定了本反應(yīng)器最佳污泥投配率為20%。對最佳工況下反應(yīng)器產(chǎn)氣進行了成分檢測，發(fā)現(xiàn)其中的甲烷含量大于60%，具有較高的能源利用價值。 ③對一體化設(shè)備不同工況下污泥樣品進行PCR-DGGE圖譜分析發(fā)現(xiàn)，本一體化設(shè)備內(nèi)部微生物種群呈現(xiàn)多樣性分布。與進泥相比，污泥倉內(nèi)室樣本DGGE條帶發(fā)生了改變，反應(yīng)器污泥馴化效果良好。通過分析不同工況污泥倉內(nèi)室的微生物發(fā)現(xiàn)隨著投配率的改變，反應(yīng)器內(nèi)部微生物出現(xiàn)了一定的差異性，但是通過相似矩陣分析發(fā)現(xiàn)，其反應(yīng)器內(nèi)部微生物也具有一定的連續(xù)性。分析不同工況下污泥內(nèi)室物種多樣性指數(shù)和香濃-維納指數(shù)從生物學(xué)角度確認(rèn)本反應(yīng)器最佳投配率為20%。 【關(guān)鍵詞】：污水廠污泥 生活垃圾 一體化處理 微生物多樣性
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-34
• 1.1 課題研究背景10-15
• 1.1.1 生活垃圾的危害10-11
• 1.1.2 生活垃圾處理現(xiàn)狀11-13
• 1.1.3 污水廠污泥的危害13-14
• 1.1.4 污水廠污泥處理現(xiàn)狀14-15
• 1.2 城市生活垃圾與污水廠污泥的基本特征15-22
• 1.2.1 城市生活垃圾的基本特征15-18
• 1.2.2 污水廠污泥的基本特征18-22
• 1.3 生活垃圾與污泥的處理處置工藝22-25
• 1.3.1 生活垃圾的處理處置工藝22-23
• 1.3.2 污水廠污泥的處理處置工藝23-25
• 1.4 厭氧消化技術(shù)25-31
• 1.4.1 厭氧消化的機理25-28
• 1.4.2 影響厭氧消化的因素28-29
• 1.4.3 污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷工藝29-31
• 1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀31-32
• 1.5.1 國內(nèi)外污水廠污泥與生活垃圾一體化處理的研究現(xiàn)狀31-32
• 1.5.2 污泥厭氧消化反應(yīng)器外源加熱的研究現(xiàn)狀32
• 1.6 課題的提出32-34
• 1.6.1 課題研究的目的32
• 1.6.2 課題研究的內(nèi)容32-33
• 1.6.3 技術(shù)路線33
• 1.6.4 課題來源33-34
• 2 一體化中試設(shè)備的設(shè)計構(gòu)造與試驗設(shè)計34-42
• 2.1 一體化中試設(shè)備的設(shè)計與構(gòu)造34-37
• 2.1.1 一體化中試設(shè)備的設(shè)計原理34-35
• 2.1.2 一體化小試設(shè)備存在的問題與中試設(shè)備的改進措施35-36
• 2.1.3 中試設(shè)備的構(gòu)造及主要設(shè)計參數(shù)36-37
• 2.2 一體化中試設(shè)備的試驗設(shè)計37-42
• 2.2.1 試驗場地37-38
• 2.2.2 試驗進泥和垃圾的性質(zhì)38
• 2.2.3 試驗流程38-39
• 2.2.4 試驗測試項目及流程39-40
• 2.2.5 試驗儀器及相關(guān)設(shè)備40-42
• 3 一體化設(shè)備的啟動試驗42-56
• 3.1 啟動方式的選擇42-43
• 3.1.1 垃圾倉啟動方式的選擇42
• 3.1.2 污泥倉啟動方式的選擇42-43
• 3.2 反應(yīng)器的啟動43-44
• 3.2.1 反應(yīng)器污泥倉的啟動43
• 3.2.2 反應(yīng)器垃圾倉的啟動43-44
• 3.3 啟動試驗監(jiān)測結(jié)果44-54
• 3.3.1 垃圾倉監(jiān)測結(jié)果44-47
• 3.3.2 垃圾倉的監(jiān)測結(jié)果47-49
• 3.3.3 污泥倉監(jiān)測結(jié)果49-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 4 一體化設(shè)備運行效能的研究56-66
• 4.1 試驗運行工況的選擇與運行方法56
• 4.1.1 試驗運行工況的選擇56
• 4.2 反應(yīng)器運行的操作方式56-57
• 4.3 反應(yīng)器在不同工況下的試驗結(jié)果57-63
• 4.3.1 試驗運行中反應(yīng)器各倉溫度的變化情況57
• 4.3.2 試驗運行中污泥倉的監(jiān)測情況57-63
• 4.4 最優(yōu)工況的確定63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 5 一體化中試設(shè)備內(nèi)部微生物種群多樣性研究66-74
• 5.1 材料與方法66-69
• 5.1.1 污泥總 DNA 的提取66-67
• 5.1.2 PCR 擴增67-68
• 5.1.3 變性梯度凝膠電泳和產(chǎn)物分析68-69
• 5.1.4 數(shù)據(jù)分析方法69
• 5.2 結(jié)果與分析69-73
• 5.2.1 污泥總 DNA 提取及 V3 區(qū) PCR 擴增產(chǎn)物分析69-70
• 5.2.2 反應(yīng)器微生物多樣性分布70-73
• 5.3 本章小結(jié)73-74
• 6 結(jié)論與建議74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 存在的問題與建議75-76
• 致謝76-78
• 參考文獻78-82
• 附錄82
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文82
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目82

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