臭氧催化氧化破解污泥及處理污水的效能研究

【摘要】：剩余污泥是污水生物處理過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，由于含水率高、成分復(fù)雜，除包含大量有機質(zhì)之外，還含有很多病原微生物和寄生蟲卵等，并且多伴有惡臭，如不妥善處置，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染。如何經(jīng)濟有效的處理處置污泥已成為各方廣泛關(guān)注的問題，并不斷努力研發(fā)各種新型污泥處理技術(shù)。近年來，中外學(xué)者提出了臭氧氧化破解污泥的處理技術(shù)，并取得了一定的研究成果，但是仍然有許多技術(shù)和工程方面的問題需要進一步深入研究和探討。 為了利用臭氧催化氧化技術(shù)研究和探討破解污泥的效能與可行性，制備了以聚合氧化鋁為載體的銅、鎳雙組份催化劑，并對其進行了掃描電子顯微鏡SEM（Scanning Electron Microscope）和電子探針顯微分析EDMA（Electron Probe Microanalysis）微觀表征分析，以從微觀角度分析催化劑結(jié)構(gòu)特性；在此基礎(chǔ)上通過試驗研究了在臭氧催化氧化處理污泥過程中，不同催化劑投量對臭氧吸收率、COD、氨氮、總磷、pH等指標(biāo)的影響；同時為了比較分析污泥與污水臭氧催化氧化的效能，在相同試驗環(huán)境下，對垃圾滲濾液和生活污水也進行了臭氧催化氧化試驗，重點考察了不同催化劑投量和不同臭氧氧化時間對污泥、垃圾滲濾液及生活污水處理效果的影響。 試驗研究結(jié)果表明，在臭氧氧化過程中投加催化劑，可以提高污泥從固相向液相的轉(zhuǎn)換，促進污泥絮體的破解；對于污泥、垃圾滲濾液、生活污水而言，投加催化劑，均可以有效的提高COD的去除效果；在相同試驗條件下，最佳質(zhì)量比為3時，臭氧催化氧化處理污水的COD效果最好，去除率可達68.29％；而在污泥的臭氧催化氧化過程中，由于所投加的臭氧更多的是消耗在污泥絮體的破解，使COD去除率只能達到34.16％；無論是污泥還是垃圾滲濾液、生活污水，臭氧催化氧化對NH4+-N的去除效果均沒有顯現(xiàn)，且因臭氧優(yōu)先氧化有機氮使其轉(zhuǎn)化為氨氮，而氨氮又難以被臭氧進一步氧化，所以導(dǎo)致體系內(nèi)氨氮不降反升，表明即便有催化劑存在，氨氮也是難臭氧氧化物質(zhì)；隨著催化劑投加，對污泥和垃圾滲濾液的pH值變化不大，但由于污水的有機物濃度相對較低，在臭氧氧化過程中可能產(chǎn)生部分堿性中間產(chǎn)物，污水的pH值隨著催化劑投量增加呈少量上升趨勢。 催化劑主要作用是促進臭氧氧化的進行，吸附作用十分有限，臭氧反應(yīng)時間對臭氧催化氧化效果有一定影響；臭氧催化氧化處理污泥時，投加催化劑后，臭氧與污泥接觸時間并非越長氧化效果越好，有一個最佳接觸時間，超過這一時間則氧化效果變差；臭氧氧化時間對污泥、垃圾滲濾液和生活污水對COD，TP的去除效果有重要影響，在一定時間范圍內(nèi)，隨著時間延長去除效果較好，超過這一時間則不會進一步提高其去除效果。 【關(guān)鍵詞】：臭氧 催化氧化 污泥 銅鎳催化劑 活性氧化鋁
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 研究背景13-15
• 1.1.1 污泥處置面臨的問題13-14
• 1.1.2 污泥的處理與處置現(xiàn)狀14-15
• 1.2 高級臭氧氧化技術(shù)15-22
• 1.2.1 臭氧的物理化學(xué)性質(zhì)15-18
• 1.2.2 高級臭氧氧化技術(shù)機理18-19
• 1.2.3 高級臭氧氧化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀19-21
• 1.2.4 臭氧催化氧化技術(shù)的研究現(xiàn)狀21-22
• 1.3 研究目的及研究內(nèi)容22-25
• 1.3.1 研究目的22-24
• 1.3.2 研究內(nèi)容24-25
• 第2章 試驗材料與試驗方法25-31
• 2.1 試驗材料25-26
• 2.1.1 試驗處理對象來源及其指標(biāo)25
• 2.1.2 試驗藥品及儀器25-26
• 2.2 試驗裝置26-28
• 2.3 分析方法28
• 2.4 試驗方法28-29
• 2.4.1 不同催化劑投加量試驗28-29
• 2.4.2 不同臭氧通入時間試驗29
• 2.5 催化劑的制備29-31
• 2.5.1 載體的選擇29-30
• 2.5.2 制備方法30-31
• 第3章 催化劑投加量對催化氧化效果的影響31-51
• 3.1 催化劑的表征與分析33-38
• 3.1.1 SEM 表征與分析33-35
• 3.1.2 EPMA 表征與分析35-38
• 3.2 催化劑投加量對污泥 MLVSS、MLSS 的影響38
• 3.3 催化劑投加量對污泥 SVI 的影響38-40
• 3.4 催化劑投加量對 COD 去除率的影響40-42
• 3.5 催化劑投加量對 TP 去除率的影響42-43
• 3.6 催化劑投加量對 NH4+-N 去除率的影響43-45
• 3.7 催化劑投加量對 pH 的影響45-47
• 3.8 催化劑投加量對臭氧吸收率的影響47-49
• 3.9 本章結(jié)論49-51
• 第4章 反應(yīng)時間對催化氧化效果的影響51-66
• 4.1 反應(yīng)時間對污泥 MLSS、MLVSS 的影響52-53
• 4.2 反應(yīng)時間對污泥 SV 的影響53-54
• 4.3 反應(yīng)時間對 COD 去除率的影響54-56
• 4.4 反應(yīng)時間對 TP 去除率的影響56-58
• 4.5 反應(yīng)時間對 NH4+-N 去除率的影響58-60
• 4.6 反應(yīng)時間內(nèi)對 pH 的影響60-62
• 4.7 反應(yīng)時間對臭氧吸收率的影響62-64
• 4.8 本章結(jié)論64-66
• 第5章 污泥中的催化臭氧反應(yīng)動力學(xué)66-73
• 5.1 多相催化臭氧分解動力學(xué)66-67
• 5.2 多相催化臭氧氧化動力學(xué)67-71
• 5.3 本章小結(jié)71-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻75-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84
• 攻讀學(xué)位期間參與的科研項目84-85
• 致謝85

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