Fenton-NaClO-O3氧化破解二沉池回流污泥的實驗研究.pdf

1、目前，在我國活性污泥法被廣泛運用在生活污水和工業(yè)廢水的處理中，這種方法在污水處理的過程中會產(chǎn)生大量的剩余污泥，而污泥的處理與處置正嚴重困擾著城市的發(fā)展。所以研究污泥減量化，如何讓污水在處理過程中少排泥甚至不排泥，具有非常重要的意義。污水處理過程中產(chǎn)生的污泥主要成分就是細菌等生物體，而細菌就像一個雞蛋一樣，細胞壁像雞蛋殼一樣堅硬，細胞壁內(nèi)的有機質(zhì)（蛋白質(zhì)、核酸、多聚糖等）就像雞蛋內(nèi)部的蛋黃和蛋白，營養(yǎng)豐富。而由于細菌細胞壁的保護作用，存在

2、細胞壁內(nèi)部的豐富的有機質(zhì)無法被活性污泥中的微生物所利用。生物溶胞技術(shù)就是利用物理、化學等方法將污泥中細菌等生物體的細胞壁破壞掉，從而使細胞內(nèi)部的有機質(zhì)（蛋白質(zhì)、多聚糖、核酸等）釋放到污泥液相中，再將這些有機質(zhì)回流到曝氣池中，供活性污泥中的生物體所利用，從而達到污泥減量的效果。
　　本論文研究的對象為某石油化工企業(yè)污水處理廠二沉池的回流污泥，二沉池的污泥一部分回流到曝氣池來補充生物量，另一部分作為剩余污泥經(jīng)脫水后拉走填埋。其剩余污泥

3、中的主要成分就是細菌等生物體，但細菌等生物體細胞的細胞壁是一種穩(wěn)定的半剛性結(jié)構(gòu)，是一種難生物降解的物質(zhì)，自溶非常困難，并且細胞壁的周圍還有很多的胞外聚合物，這種胞外聚合物對細菌細胞有很強的保護作用。本論文就是通過高級氧化的方法，破壞細菌的胞外聚合物，將微生物的細胞壁打破，使細胞內(nèi)的有機質(zhì)釋放到污泥液相中，這樣就可以把污泥中顆粒態(tài)、難生物降解的COD轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿拥?、容易被生物降解的COD。本論文采用Fenton試劑、次氯酸鈉和臭氧對污泥中

4、微生物細胞進行氧化破解實驗，考察其氧化破解反應的影響因子和破解效果，并對其工藝進行優(yōu)化，為后續(xù)本課題的研究和工業(yè)應用提供基礎性數(shù)據(jù)，其主要內(nèi)容如下：
　　（1）采用 Fenton試劑氧化破解石化企業(yè)污水處理廠二沉池回流污泥，分別選取SCOD、多聚糖濃度、污泥混合液懸浮固體濃度（MLSS）和污泥混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）的變化情況來表征Fenton試劑氧化破解污泥的效果，重點考察了反應時間、污泥初始pH、反應溫度、過氧化

5、氫的投加量和Fe2+的投加量對Fenton試劑氧化破解污泥效果的影響并對其工藝進行優(yōu)化，同時對Fenton試劑氧化處理后的污泥性質(zhì)變化進行了測試分析，結(jié)果表明：采用Fenton試劑氧化破解污泥，在污泥初始pH值為2.5，反應溫度為40℃，反應時間為90min，F(xiàn)e2+的投加量（占污泥的質(zhì)量濃度）為0.4g/L，H2O2的投加量（占污泥的質(zhì)量濃度）為10g/L的條件下Fenton試劑氧化破解污泥中微生物細胞的效果最佳，在此條件下污泥經(jīng) F

6、enton試劑氧化處理后，污泥液相中SCOD和多聚糖濃度分別從56.88mg/L和9.33mg/L增加至1183.06mg/L和403.85mg/L，污泥中以固態(tài)存在的MLSS和MLVSS分別由7657.00mg/L和5905.00mg/L減少至4906.00mg/L和2675.00mg/L,污泥減量35.9％，污泥的30分鐘沉降比（V30min）由處理前的95%下降到43%，污泥比阻由處理前的1.12×1010 s2/g下降到1.28

7、×109 s2/g，污泥中顆粒的平均粒徑由處理前的131.98um減小為58.78um。Fenton試劑可以有效破解污泥中微生物細胞，有效改善污泥的沉降性和脫水性。
　?。?）采用次氯酸鈉氧化破解石化企業(yè)污水處理廠二沉池回流污泥，選取 SCOD、多聚糖、污泥混合液懸浮固體濃度（MLSS）和污泥混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）的變化情況來表征次氯酸鈉氧化破解污泥的效果，重點考察了污泥初始pH、反應時間、反應溫度、次氯酸鈉的投加

8、量對次氯酸鈉氧化破解污泥效果的影響并對其工藝進行優(yōu)化，同時對次氯酸鈉試劑氧化處理后的污泥特性變化進行了測試分析，結(jié)果表明：采用次氯酸鈉氧化破解污泥，在污泥初始pH值為7.68（污泥原液值），反應溫度為30℃，反應時間為40min，次氯酸鈉的投加量（占污泥的質(zhì)量濃度）為11.5g/L的條件下次氯酸鈉氧化破解污泥中微生物細胞的效果最佳，在此條件下污泥經(jīng)次氯酸鈉氧化處理后，污泥液相中SCOD和多聚糖濃度分別從56.88mg/L和9.33mg/

9、L增加至4143.79mg/L和750.77mg/L，污泥中以固態(tài)存在的MLSS和MLVSS分別由7657.00mg/L和5905.00mg/L減少至4716.00mg/L和2413.00mg/L,污泥減量38.4%，污泥中顆粒的平均粒徑由處理前的131.98um減小為38.99um。次氯酸鈉可以有效破解污泥中微生物細胞。
　　（3）采用臭氧氧化破解石化企業(yè)污水處理廠二沉池回流污泥，選取 SCOD、多聚糖、污泥混合液懸浮固體濃度（

10、MLSS）和污泥混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）的變化情況來表征臭氧氧化破解污泥的效果，重點考察了污泥初始 pH、臭氧通氣量、過氧化氫對臭氧氧化破解污泥效果的影響，同時對臭氧氧化處理后的污泥特性變化進行了測試分析，結(jié)果表明：采用臭氧氧化破解污泥，在污泥初始pH值為7.68（原液值），臭氧濃度為30mg/L，進氣流量為2.5L/min，臭氧通氣時間為25min的條件下臭氧氧化破解污泥中微生物細胞的效果最佳，在此條件下污泥經(jīng)臭氧氧化處