臭氧产品
首页 > 臭氧知识 > 臭氧应用 > 对厌氧污泥进行臭氧曝气试验的研究
2021-09-10    来源:北京同林臭氧发生器   浏览量:    
对厌氧污泥进行臭氧曝气试验的研究
 
        随着城市人口的不断增长,城市剩余污泥每年以大约10% 的速率增长,总量达到2. 2 × 107 t,其中,有80%的污泥未经稳定处理,致使污泥中带有恶臭,并含有大量的病原体、寄生虫、重金属、有机物等,如未能及时有效处理,很容易造成严重的环境污染。同时污泥中也含有丰富的氮、磷、少量钾、有机质和植物生长所需要的微量营养元素,它能够补充土壤养分、改善土壤物理性状、提高土壤肥力、增加土壤微生物的多样性和提高酶的活性。将污泥厌氧消化和农田利用结合是实现污泥的减量化、稳定化和资源化的重要技术。
 
       臭氧作为除氟以外氧化还原电位最高的氧化剂,已被广泛运用于各种领域中;利用臭氧处理厌氧污泥可促进细胞的裂解,减少剩余污泥量,降低污泥的COD值、色度、浊度4等;通过破坏分解细菌的细胞壁,氧化分解产生酶;直接与细菌、病毒发生作用,破坏大分子聚合物,使细菌的代谢和繁殖过程遭到破坏。
 
        臭氧处理污泥过程中会改变氮素形态,进而改变养分利用效率,以致影响后期污泥的农田利用。本文通过自行设计的臭氧曝气装置对厌氧污泥进行处理,探索曝气时间对厌氧污泥氮素形态和含量作用特征的影响,以期为农业高效利用提供理论依据和技术支撑。
 
1、材料与方法
1.1材料
供试生活污泥取自天津市冀庄子污水处理厂的厌氧污泥,其理化性质如表1所示。实验装置为自行研制的臭氧曝气装置(图1),其中,臭氧氧化反应器直径为12cm、高50cm。气体流量3~3.5L/min,

表1

图1
 
03质量浓度38~60mg/L,出气经过置于反应器底部的钛合金微孔曝气头进入臭氧氧化反应器,以20g/L的硼酸为吸收液,启动臭氧发生器后淀粉碘化钾试剂开始变蓝时计时,臭氧尾气由碘化钾吸收后排放。
1.2方法
(1)检测方法:样品污泥2L,在曝气0、10、20、30、40、50min时取样300mL,记l;10、l20、l30、l40、l50。
测定各处理的总氮(TN)、可溶态总氮(DTN)、颗粒态有机氮(PON)、亚硝态氮(NO,N)、铵态氮(NHN)、硝态氮(NO,N)、总凯氏氮(TKN)、可溶性凯氏氮(DKN)、可溶态有机氮(DON)。其中,TN采用碱性过硫酸钾消煮后比色测定;DTN是将通过0.45um滤膜后的水样用碱性过硫酸钾消煮比色测定;NO2N用N-(1奈基)乙二胺光度法;NHN用纳氏试剂光度法;NO,N用紫外分光光度法;TKN包括以溶解态存在的NHN和有机氮]。
(2)关系计算方法:溶解态有机氮质量浓度
(DON)等于DKN质量浓度减去NHN质量浓度;溶解态无机氮质量浓度(DIN)等于NHN质量浓度加上NO3N质量浓度和NO2N质量浓度;颗粒态有机氮质量浓度(PON)等于TKN质量浓度减去DKN质量浓度。
(3)数据处理与分析:数据采用DPS9.5进行差异显著性分析,用Tukey法在0.05水平上检测。
 
2.讨论
(1)总氮在整个曝气体系中降低了124.76mg/L,原因在于污泥中一些悬浮颗粒在曝气过程中被破解,使得污泥絮状体的固液接触面积增大,吸附了污水中的颗粒态有机氮;部分有机氮被臭氧氧化成无机氮或进入液相或以N2、NH,形式逸失。
(2)在臭氧曝气过程中,可溶性的凯氏氮降低11.45mg/L,铵态氮降低191.28mg/L。原因在于臭氧首先作用于细胞壁、细胞膜,使其结构受损而穿透膜,破坏膜内脂蛋白和脂多糖,以致新陈代谢障碍改变细胞的通透性06-11,促使细胞质中的酶类物质释放;同时在臭氧强烈的氧化作用下,将污泥中的悬浮态有机物转化为溶解态有机物。
(3)在臭氧曝气过程中,铵态氮在整个反应体系中降低了191.28mg/L。导致其损失的原因在于一部分铵态氮以氨气挥发,另一部分是因为被臭氧氧化,促进反应体系中铵态氮向硝态氮的转化。
(4)在臭氧曝气过程中,亚硝态氮减少了4.35mg/L,硝态氮增加了29.42mg/L,原因在于少量的铵态氮被氧化所致,二者会发生一定的氧化还原反应;亚硝态氮的转化量,因为亚硝态氮不稳定,当遇到臭氧会被氧化为硝态氮;臭氧对污泥有机物质减量化,臭氧可直接将污泥中的碳水化合物、蛋白质、脂肪等大分子有机物质氧化成CO2、H20、NO3等,也就等同于直接将污泥无机化。
 
3.结论
(1)臭氧曝气对厌氧污泥氮素形态以及含量的影响显著。总氮、总凯氏氮、溶解性凯氏氮、铵态氮、亚硝态氮、颗粒态有机氮、颗粒态总氮均随曝气时间延长而减少,连续曝气50min后,分别降低124.76、232.51、11.45、191.28、4.35、221.06、286.06mg/L;可溶态总氮、硝态氮和溶解态有机氮随曝气时间延长而增加,持续臭氧曝气50min,分别增加161.29、29.42和179.83mg/L。
(2)随着曝气时间的增加,整个反应体系中厌氧污泥的氮总量保持平衡,在反应过程中以气态形式存在的氨达到12.79%。
(3)在臭氧曝气过程中,只有亚硝态氮与其他指标之间的相关性没有达到显著性水平,其他各氮素形态之间均达到显著或极显著水平。

作者:邱凌, 张容婷
( 1. 西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西杨凌712100;
(2. 农业部农村可再生能源开发利用重点实验站,陕西杨凌712100)

标签:臭氧曝气(1)厌氧污泥(1)


相关文章:

  • 臭氧连续流光催化实验装置及流程2021-09-14
  • 对厌氧污泥进行臭氧曝气试验的研究2021-09-10
  • 臭氧高级氧化去除废水中BTEX实验材料与方法2021-09-01
  • 煤制气企业碎煤气化酚氨回收后废水中试试验情况2021-08-25
  • 臭氧催化试验装置处理焦化废水的效果分析2021-08-18
  • 臭氧标准参考光度计的性能核查记录表格下载2021-08-04
  • 聊聊“氮”元素2021-07-20
  • HJ 1096-2020 环境空气臭氧监测一级校准技术规范下载2021-07-15
  • 硅片清洗的几种方法2021-07-05
  • 臭氧尾气处理器分解效果视频2021-06-29
  • 3S-T小型实验用臭氧发生器介绍视频2021-06-29
  • 臭氧实验一体化装置2021-06-29
  • 紫外线臭氧发生器300ppb臭氧浓度测试现场2021-06-28
  • 关于高级氧化后废水的可生化性问题2021-06-15
  • 铁基催化剂催化臭氧氧化的工程化成果与实践2021-06-09
  • ×
    • 免费电话咨询

    010-82461830