折流板Fenton反应器氧化生污泥对厌氧消化的影响研究

针对目前污水处理领域中，剩余污泥处理成本高和资源化利用率的问题，本项目提出以Fenton工艺预氧化生污泥以提高污泥厌氧消化产沼气量的方法。通过研发折流板Fenton反应器，并引入惰性颗粒作为晶核，优化设计出能大大减少含铁污泥产生的新型折流板Fenton反应器，达到药剂的节省和氧化处理高效的目的。在此基础上，利用FeSO4改用Fe(NO3)2、硝酸部分替代硫酸的少硫酸盐Fenton工艺预氧化生污泥（包括初沉池糟渣污泥和二沉池好氧剩余污泥），探讨Fenton在最少加药量的条件下取得最佳厌氧消化产沼气效果的工艺参数。该项目的成功实施，将进一步丰富和完善现有的Fenton处理理论，为Fenton预处理技术的优化奠定理论基础；为我国的污泥处理和资源化利用提供一条切实可行的新途径。

本课题按照原研究计划要点执行，并且适当补充了些相关研究内容，使得研究目标更适合于研究结果的实际应用。.课题主要针对目前污水处理领域中，剩余污泥处理成本高和资源化利用率低的问题，研究了以Fenton工艺预氧化剩余污泥以提高污泥厌氧消化产沼气量，及对于高悬浮物废水先厌氧消化以减少剩余污泥产生再以Fenton工艺预氧化剩余污泥的技术。首先设计了折流板Fenton反应器，通过引入惰性颗粒作为晶核，以减少含铁污泥产生的新型折流板Fenton反应器，达到药剂的节省和氧化处理高效的目的。试验表明：剩余污泥的固含量约为4%，初始pH值达到3.0，反应温度为 60℃，反应时间为 60min，H2O2用量为40%，Fe2+投加0.5g/L时，造纸剩余污泥的氧化破解效果最佳，此时SCOD是3306.24 mg/L，SCOD/TCOD是36.7%，VS为39.4%,VSS为2.35g/L。.调节pH至3时，硫酸的消耗量与污泥的质量比是：1：30。远小于文献所报道的2.7的临界点。所以只需对特殊污泥考虑，利用FeSO4改用Fe(NO3)2、硝酸部分替代硫酸的少硫酸盐。Fenton预处理剩余污泥后厌氧消化产沼气试验表明，29天后反应完全，总产气量852.4mL，未经Fenton预处理的原污泥厌氧消化产气只有65.4mL。.本课题同时也研究了Fenton预处理剩余污泥后，作为微生物燃料电池MFC原料产电的情况，研究结果表明：Fenton试剂破解污泥后的MFC稳态输出电压高于MFC启动期的稳态输出电压，其整个过程中，电压输出在175mV以上的总时间为140h。在输出电压到达稳定值后，当电流达到0.6mA时，输出功率密度达到最大，其值为37.5mW/m2。.对于高悬浮物(SS)废水先厌氧消化以减少污泥产生的研究，以SS平均高达32406±2734 mg/L的棕榈油废水为研究对象，试验表明，废水COD从平均71179降低到12341 mg/L，出水平均COD为3587 mg/L，COD去除效率达到94.89%。产生的沼气27.65 m3/ m3棕油废水，产气量比其它厌氧反应器 (约25 m3/ m3棕油废水) 有一定程度的增加，且所产剩余污泥量减少50%以上。.通过Fenton 预处理污泥与厌氧消化处理系统优化组合，降低污泥处理成本，提高能源回收效率，将为污泥处理和资源化利用提供了新的选择。