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            臭氧產品
            首頁 > 臭氧知識 > 臭氧應用 > 對厭氧污泥進行臭氧曝氣試驗的研究
            2021-09-10????來源:http://www.mysticalroads.com/???瀏覽量:????
            對厭氧污泥進行臭氧曝氣試驗的研究
             
                    隨著城市人口的不斷增長,城市剩余污泥每年以大約10% 的速率增長,總量達到2. 2 × 107 t,其中,有80%的污泥未經穩定處理,致使污泥中帶有惡臭,并含有大量的病原體、寄生蟲、重金屬、有機物等,如未能及時有效處理,很容易造成嚴重的環境污染。同時污泥中也含有豐富的氮、磷、少量鉀、有機質和植物生長所需要的微量營養元素,它能夠補充土壤養分、改善土壤物理性狀、提高土壤肥力、增加土壤微生物的多樣性和提高酶的活性。將污泥厭氧消化和農田利用結合是實現污泥的減量化、穩定化和資源化的重要技術。
             
                   臭氧作為除氟以外氧化還原電位 很高的氧化劑,已被廣泛運用于各種領域中;利用臭氧處理厭氧污泥可促進細胞的裂解,減少剩余污泥量,降低污泥的COD值、色度、濁度4等;通過破壞分解細菌的細胞壁,氧化分解產生酶;直接與細菌、病毒發生作用,破壞大分子聚合物,使細菌的代謝和繁殖過程遭到破壞。
             
                    臭氧處理污泥過程中會改變氮素形態,進而改變養分利用效率,以致影響后期污泥的農田利用。本文通過自行設計的臭氧曝氣裝置對厭氧污泥進行處理,探索曝氣時間對厭氧污泥氮素形態和含量作用特征的影響,以期為農業高效利用提供理論依據和技術支撐。
             
            1、材料與方法
            1.1材料
            供試生活污泥取自天津市冀莊子污水處理廠的厭氧污泥,其理化性質如表1所示。實驗裝置為自行研制的臭氧曝氣裝置(圖1),其中,臭氧氧化反應器直徑為12cm、高50cm。氣體流量3~3.5L/min,

            表1

            圖1
             
            03質量濃度38~60mg/L,出氣經過置于反應器底部的鈦合金微孔曝氣頭進入臭氧氧化反應器,以20g/L的硼酸為吸收液,啟動臭氧發生器后淀粉碘化鉀試劑開始變藍時計時,臭氧尾氣由碘化鉀吸收后排放。
            1.2方法
            (1)檢測方法:樣品污泥2L,在曝氣0、10、20、30、40、50min時取樣300mL,記l;10、l20、l30、l40、l50。
            測定各處理的總氮(TN)、可溶態總氮(DTN)、顆粒態有機氮(PON)、亞硝態氮(NO,N)、銨態氮(NHN)、硝態氮(NO,N)、總凱氏氮(TKN)、可溶性凱氏氮(DKN)、可溶態有機氮(DON)。其中,TN采用堿性過硫酸鉀消煮后比色測定;DTN是將通過0.45um濾膜后的水樣用堿性過硫酸鉀消煮比色測定;NO2N用N-(1奈基)乙二胺光度法;NHN用納氏試劑光度法;NO,N用紫外分光光度法;TKN包括以溶解態存在的NHN和有機氮]。
            (2)關系計算方法:溶解態有機氮質量濃度
            (DON)等于DKN質量濃度減去NHN質量濃度;溶解態無機氮質量濃度(DIN)等于NHN質量濃度加上NO3N質量濃度和NO2N質量濃度;顆粒態有機氮質量濃度(PON)等于TKN質量濃度減去DKN質量濃度。
            (3)數據處理與分析:數據采用DPS9.5進行差異顯著性分析,用Tukey法在0.05水平上檢測。
             
            2.討論
            (1)總氮在整個曝氣體系中降低了124.76mg/L,原因在于污泥中一些懸浮顆粒在曝氣過程中被破解,使得污泥絮狀體的固液接觸面積增大,吸附了污水中的顆粒態有機氮;部分有機氮被臭氧氧化成無機氮或進入液相或以N2、NH,形式逸失。
            (2)在臭氧曝氣過程中,可溶性的凱氏氮降低11.45mg/L,銨態氮降低191.28mg/L。原因在于臭氧首先作用于細胞壁、細胞膜,使其結構受損而穿透膜,破壞膜內脂蛋白和脂多糖,以致新陳代謝障礙改變細胞的通透性06-11,促使細胞質中的酶類物質釋放;同時在臭氧強烈的氧化作用下,將污泥中的懸浮態有機物轉化為溶解態有機物。
            (3)在臭氧曝氣過程中,銨態氮在整個反應體系中降低了191.28mg/L。導致其損失的原因在于一部分銨態氮以氨氣揮發,另一部分是因為被臭氧氧化,促進反應體系中銨態氮向硝態氮的轉化。
            (4)在臭氧曝氣過程中,亞硝態氮減少了4.35mg/L,硝態氮增加了29.42mg/L,原因在于少量的銨態氮被氧化所致,二者會發生一定的氧化還原反應;亞硝態氮的轉化量,因為亞硝態氮不穩定,當遇到臭氧會被氧化為硝態氮;臭氧對污泥有機物質減量化,臭氧可直接將污泥中的碳水化合物、蛋白質、脂肪等大分子有機物質氧化成CO2、H20、NO3等,也就等同于直接將污泥無機化。
             
            3.結論
            (1)臭氧曝氣對厭氧污泥氮素形態以及含量的影響顯著??偟?、總凱氏氮、溶解性凱氏氮、銨態氮、亞硝態氮、顆粒態有機氮、顆粒態總氮均隨曝氣時間延長而減少,連續曝氣50min后,分別降低124.76、232.51、11.45、191.28、4.35、221.06、286.06mg/L;可溶態總氮、硝態氮和溶解態有機氮隨曝氣時間延長而增加,持續臭氧曝氣50min,分別增加161.29、29.42和179.83mg/L。
            (2)隨著曝氣時間的增加,整個反應體系中厭氧污泥的氮總量保持平衡,在反應過程中以氣態形式存在的氨達到12.79%。
            (3)在臭氧曝氣過程中,只有亞硝態氮與其他指標之間的相關性沒有達到顯著性水平,其他各氮素形態之間均達到顯著或極顯著水平。

            作者:邱凌, 張容婷
            ( 1. 西北農林科技大學機械與電子工程學院,陜西楊凌712100;
            (2. 農業部農村可再生能源開發利用重點實驗站,陜西楊凌712100)

            標簽:臭氧曝氣(1)厭氧污泥(1)


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