微波诱导氧化在处理污泥中的应用
Application of Microwave Induced Oxidation in Sludge Treatment
城市废水处理量的增加,无可避免的产生大量污泥,如何使剩余污泥减量化、资源化已成为国内外学者研究的热点,从现状来看,现有的污泥处理与处置方法在环境和经济方面均存在问题.通过加热、微波和超声波等预处理方法改变污泥的物化和生化特性,结合后续工艺,能够有效提高污泥处理效率.微波预处理作为一种非常快速的细胞水解方法,日益受到人们的关注.本文研究了基于微波技术的两种污泥预处理方法,分别是碱性条件下微波-活性炭纤维预处理方法和微波-过氧乙酸联合预处理方法.研究重点是预处理过程中污泥性质的变化,考察了微波功率、辐照时间以及吸波物质和氧化剂的投加量等对污泥破解效果的影响,分析了污泥破解前后,污泥溶液中SCOD、TN、TP、NH4+-N、蛋白质、多糖等成分浓度的变化.在碱性条件下,以活性炭纤维为催化剂,对微波诱导氧化剩余污泥过程中污泥性质的变化进行了研究.结果表明,在微波功率800W,微波辐照时间110s,加碱量为0.108g/g SS,投加1g/g SS的活性炭纤维条件下,污泥分解率达到55%,与未投加活性炭纤维相比,污泥溶解率增大23%.在此操作条件下,更多的微生物胞外聚合物分解、胞内物质释放到液相中,使污泥上清液中溶解性有机物含量明显增加,污泥溶液中的SCOD浓度由1239mg/L增至3395mg/L.污泥破解后,污泥中的蛋白质、多糖等成分释放到溶液中,与单独微波加碱相比,蛋白质和多糖的浓度分别增加了0.8倍和0.7倍.污泥溶液中的TN、TP浓度也明显增加,分别增加了0.6倍和1.4倍.污泥破解后,释放出的脂肪酸与污泥中的碱反应,使污泥溶液的pH值由9.8降至8.9.过氧乙酸(PeraceticAcid, PAA)联合微波辐射对剩余污泥进行预处理显示出了高效、快速的优势.实验与单独微波辐射作对比,考察了处理前后污泥性质的变化.结果表明,当微波功率600W,辐照时间60s,PAA投加量0.24g/g SS,污泥分解率可达35%以上;微生物胞外聚合物(EPS)被分解、胞内物质释放到液相中,使污泥上清液中SCOD浓度由单独微波时的1040mg/L增至2860mg/L;融胞释放的TN、TP浓度比单独微波处理分别增加了1.3倍和2.9倍,同时污泥溶液中的蛋白质和多糖浓度也显著增加,分别增加了2.7倍和3倍.在高温及氧化剂的作用下,部分有机氮被转化成NH4+-N,使污泥上清液中的NH4+-N浓度由11mg/L增至27mg/L.
- 作者：
- 郭思晓
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 环境科学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 孙德栋
- 中图分类号：
- X703
- 关键词：
- 微波诱导氧化；活性炭纤维；过氧乙酸；剩余污泥预处理
- microwave induced oxidation process；activated carbon fibre；peracetic acid(PAA)；excess sludge pretreatment