两种污泥高级厌氧消化工艺的比较:高温热处理和低温热碱处理

1研究亮点*两种预处理导致的污泥破碎程度相似;*两种污泥高级厌氧消化具有相似的甲烷产量和有机物去除率;*两种污泥高级厌氧消化的产甲烷途径不同;*低温热碱处理具有更高的能量效率。2背景污水处理是一个高能耗过程,其能耗占总运行费用的25%~65%。据估计,污泥厌氧消化效率最大时所产生的沼气可代替污水处理厂70%~80%的能耗。然而传统的污泥厌氧消化存在着停留时间长、甲烷产率低等不足。热处理作为一种成熟的强化污泥厌氧消化的预处理技术,其强化效果依赖于热处理温度。

低温热碱破解低有机质污泥及磷形态分析

以低温热碱破解低有机质污泥,考察了不同热碱条件下低有机质污泥破解情况,通过DNA释放量分析了污泥细胞破解效果,同时,研究了污泥中磷形态分布与变化。结果表明,从污泥破解程度(DD)与DNA释放量来看,热碱联合可强化污泥破解,而pH比温度起更重要作用,尤其对污泥破解释磷起关键作用。高pH条件下,污泥中有机磷(OP)和非磷灰石无机磷(NAIP)以磷酸盐的形式大量溶解,而磷酸盐与钙离子反应导致磷灰石(AP)含量升高。研究认为,仅加碱pH=13即可有效破解低有机质污泥,操作简单,有利于污泥减量,且磷回收潜力大。

低温热-碱解改性对污泥与煤共成浆特性的影响

为提高污泥利用效率,采用低温热-碱解方法对污泥进行预处理,利用改性后的污泥与煤掺混制备浆体燃料,研究了低温热-碱解方法对改性前后污泥水煤浆表观黏度、流变性、剪切迟滞性的影响。结果表明,低温热-碱解方法能有效降低污泥水煤浆的黏度,当剪切速率为100 s-1时,原始污泥水煤浆的表观黏度为1 667 m Pa·s,污泥经90℃-Ca(OH)_2改性1、4、24 h后,浆体的表观黏度分别降至1 027.6、698.0、455.8 m Pa·s,污泥经90℃-NaOH改性1、4、24 h后,浆体的表观黏度分别降至674.8、436.3、385.8 m Pa·s。同时,浆体的流变性逐步由假塑性趋近于牛顿流体,浆体的剪切迟滞特性减弱,原始污泥水煤浆的迟滞环面积(Hla)为2 078.0 Pa/s。在90℃-Ca(OH)_2和90℃-NaOH的条件下处理1 h后,污泥水煤浆的迟滞环面积分别降为774.5、664.5 Pa/s。可见,低温热-碱解方法能有效提高污泥水煤浆的成浆性,改善污泥水煤浆浆体流变特性。