剩余污泥超聲破解的性能與機理研究.pdf

1、污泥厭氧消化過程中,污泥水解是限速步驟.如在厭氧消化前,對污泥進行破解預處理,即使細胞壁破裂,細胞內(nèi)含物溶出,可以加速污泥的水解過程,從而達到縮短消化時間,減少消化池容積,提高甲烷產(chǎn)量的目的.該課題采用超聲波技術,破解人工配水條件下培養(yǎng)的污泥.主要研究內(nèi)容是:不同聲強、聲能密度、破解時間、污泥濃度對污泥破解效果的影響;通過投加自由基消除劑碳酸氫鈉的試驗,探討超聲波破解污泥的反應機理;研究超聲波與堿協(xié)同作用對污泥破解效果的影響;建立與驗證

2、以SCOD增加值、SCOD溶出率為因變量的超聲破解污泥的動力學模型.試驗結果表明,采用超聲波技術破解污泥,可以破壞污泥絮體及污泥細胞,使胞內(nèi)物質(zhì)由污泥相進入水相,導致水相中SCOD值增加.SCOD增加值隨聲強、超聲作用時間、聲能密度及污泥濃度的增加而增加.在一定聲強與聲能密度下,SCOD增加值隨時間延長線性增長.即在一定試驗時間范圍內(nèi),污泥破解反應相對于時間符合一級反應動力學規(guī)律.但是,在較高聲強與較低污泥濃度下,SCOD增加值隨時間延

3、長不再呈線性增長趨勢,而是隨超聲作用時間的延長,增長速度減緩.超聲波與堿協(xié)同作用可以明顯提高超聲波的作用效果.該研究通過投加羥基消除劑NaHCO<,3>以消除羥基氧化影響,分析超聲破解污泥的機理.結果發(fā)現(xiàn),聲能密度為0.096W/ml時,超聲破解污泥過程中,起主要作用的是水力剪切力,羥基氧化幾乎不起作用;聲能密度為0.384W/ml時,水力剪切力與自由基氧化在超聲破解污泥反應中所占比例分別為80.85％與19.15％;而聲能密度為0.7