造紙白泥強化剩余污泥厭氧消化產甲烷研究.pdf

1、隨著社會經濟水平的發(fā)展，剩余污泥的產量日益升高，如何合理處置剩余污泥，實現其“三化”（無害化、減量化、資源化）已經成為擺在世界各國面前的重要難題之一。常用污泥處置方法包括衛(wèi)生填埋、焚燒、好氧堆肥、厭氧消化等,目前，厭氧消化已成為國內外處理剩余污泥所采用的積極的生物處理方法。由于剩余污泥中含有大量難降解的有機物，剩余污泥的水解速率和程度是制約剩余污泥厭氧消化效果的重要瓶頸。造紙白泥（Lime mud paper-making，LMP）是制

2、漿造紙中堿回收工序產生的無機堿渣，主要成分包括碳酸鈣和氧化鈣，堿性氫氧化物，金屬元素如鐵、鋁、鎂等的氧化物等,能夠起到促進剩余污泥水解和保持消化穩(wěn)定的作用。本文利用造紙白泥強化剩余污泥生產甲烷，目的是為了實現雙廢利用提供理論和技術上的支持。
　　本文以剩余污泥為試驗原料，利用單相厭氧反應器，添加外源堿性添加劑LMP，進行剩余污泥厭氧消化產甲烷研究，具體探究了固含量，溫度，白泥/揮發(fā)性組分比（LMP/VS）以及熱處理對 LMP強化剩

3、余污泥厭氧消化產甲烷的影響。
　　LMP改善高固含量剩余污泥高溫（55℃）厭氧消化研究表明，LMP能夠提高剩余污泥厭氧消化的累積產甲烷量，當LMP濃度為5 g/L時，400g剩余污泥厭氧消化體系中獲得的最大累積產甲烷量為3286 ml，產甲烷率為96.04 ml/VS，是對照組（沒有添加LMP實驗組）的1.95倍，并且能夠明顯降低污泥的揮發(fā)性組分（VS）含量，LMP濃度為5 g/L實驗組中揮發(fā)性組分（VS）去除率達到了17.5％。

4、當LMP濃度≥7.5 g/L時，就會明顯抑制厭氧菌群的活性和產甲烷過程。
　　固含量對剩余污泥厭氧消化效果有重要影響，與高固含量剩余污泥厭氧消化相比，低固含量能夠明顯提高LMP剩余污泥厭氧消化效果，當LMP濃度為2.5 g/L時，剩余污泥厭氧消化體系中獲得的最大累積產甲烷量為4450 ml，產甲烷率為155.4 ml/VS，VS的去除率達到了30.5%，COD去除率達到84.6%。當LMP濃度超過2.5 g/L時，就會明顯抑制厭氧

5、菌群的活性和產甲烷過程。通過與先前的研究結果進行比較，發(fā)現低固含量剩余污泥厭氧消化的性能要明顯優(yōu)于高固含量剩余污泥厭氧消化的結果，最優(yōu)組累積產甲烷率提高了28.5%。
　　與高溫剩余污泥厭氧消化相比，剩余污泥中溫厭氧消化的效果略低于高溫厭氧消化的效果，但反應的穩(wěn)定性要高于剩余污泥中溫厭氧消化。當LMP濃度為2.0 g/L時，剩余污泥厭氧消化體系中獲得的最大累積產甲烷量為2239 ml，產甲烷率為153.2 ml/g VS，VS的去

6、除率達到了28.04%，COD去除率達到68%。當LMP濃度超過2 g/L時，就會明顯抑制厭氧菌群的活性和產甲烷過程。
　　LMP/VS比過高或過低都會對剩余污泥厭氧消化產生抑制作用。通過比較不同LMP/VS比的剩余污泥厭氧消化效果，可以發(fā)現LMP/VS比的最優(yōu)值為1∶16，在該投加比下，產甲烷率達到了161.2ml/g VS，VS去除率達到了32.1%。
　　熱預處理對剩余污泥厭氧消化有明顯的促進作用，剩余污泥經過煅燒LM

7、P，80℃下120 min熱處理后，剩余污泥內可溶性有機物含量明顯升高，其COD值分別達到了3180，3840，4280，4580和5740 mg/L。初始pH=8.5的實驗組，其產甲烷率達到了165.45 ml/g VS，要明顯高于空白組的75.64 ml/g VS，產甲烷率提高了118%。通過將剩余污泥進行水熱預處理，能夠提前第二產氣高峰2～3d，明顯縮短消化周期，本批次實驗反應時間為16 d，相較于其他條件的20 d消化時間，提前