市政污泥資源化新技術

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 污水處理廠的污泥 1
1.1.1 污泥的性質(zhì) 1
1.1 2 污泥的構成 2
1.2 市政污泥的環(huán)境問題 5
1.2.1 有機污染物 5
1.2.2 病原微生物 5
1.2.3 重金屬 6
1.2.4 其他危害 6
1.3 市政污泥的處理處置 7
1.3.1 污泥處理的基本方法 7
1 3.2 污泥處置的基本方法 10
1.4 市政污泥資源化利用概況 15
1.4.1 厭氧消化產(chǎn)沼氣 17
1.4.2 發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性短鏈脂肪酸 19
1.4.3 污泥焚燒發(fā)電 19
1.4.4 污泥制氫 21
1.4.5 污泥熱解制油 23
1.4.6 制備生物炭 24
1.4.7 制備可降解塑料 25
1.4.8 制各肥料 26
1.4.9 其他資源化技術 27
第2章 市政污泥的產(chǎn)生與性質(zhì) 29
2.1 市政污泥的來源與分類 29
2.2 市政污泥的產(chǎn)生量 30
2.2.1 初沉污泥量計算 30
2.2.2 剩余污泥量計算 31
2.2.3 污泥量計算
2.3 市政污泥的基本特性 34
2.3.1 物理特性 35
2.3.2 化學特性 36
2.3.3 生物特性 39
2.4 市政污泥的常規(guī)特性 40
2.4.1 污泥中營養(yǎng)物質(zhì)含量 40
2.4.2 污泥中重金屬離子含量 41
2.4.3 污泥中的病原微生物 42
2.4.4 污泥的碳氮比 43
2.4.5 污泥的pH和堿度 43
2.4.6 污泥的可燃性和熱值 44
第3章 市政污泥成分的測定 45
3.1 常規(guī)指標 45
3.1.1 含水率 45
3.1.2 揮發(fā)性固體含量 46
3.1.3 灰分含量 46
3.1.4 總堿度及pH的測定 47
3.2 有機組分 48
3.2.1 有機氯和蛋白質(zhì)含量 48
3.2.2 碳水化合物含量 50
3.2.3 脂類含量 51
3.3 總磷、總鉀和重金屬 52
3.3.1 總磷濃度 52
3.3.2 總鉀濃度 53
3.3.3 重金屬含量 54
3.4 揮發(fā)性短鏈脂肪酸和沼氣組分 56
3.4.1 揮發(fā)性短鏈脂肪酸濃度 56
3.4.2 沼氣及其組分 57
第4章 市政污泥的預處理及處置案例分析 59
4.1 預處理的目的 59
4.2 預處理的方法與原理 60
4.2.1 化學預處理 60
4.2.2 物理預處理 61
4.2.3 生物預處理 65
4.2.4 聯(lián)合預處理 66
4.3 市政污泥處置實例分析 68
4.3.1 市政污泥處置主要方式及特點 68
4.3.2 市政污泥一體化處理典型案例 69
4.3.3 石油化工污泥處理案例分析 73
第5章 市政污泥厭氧消化產(chǎn)沼氣 77
5.1 市政污泥厭氧消化產(chǎn)沼氣的基本原理 77
5.1.1 厭氧消化產(chǎn)沼氣代謝機理 77
5.1.2 厭氧消化微生物學機理 79
5.1.3 厭氧消化工藝分類 79
5.1.4 厭氧消化的優(yōu)缺點 84
5.2 厭氧消化產(chǎn)沼氣主要工藝 85
5.3 厭氧消化系統(tǒng)的運行控制和管理 88
5.3.1 運行控制要點 88
5.3.2 安全管理要點 89
5.3 二次污染控制和要求 90
第6章 市政污泥發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性短鏈脂肪酸 92
6.1 市政污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的基本原理 92
6.1.1 市政污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的代謝機理 92
6.1.2 市政括泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的微生物學機理 94
6.2 影響市政污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的主要因素 95
6.2.1 溫度 96
6.2.2 pH 96
6.2.3 常量元素 97
6.2.4 微量元素 97
6.2.5 水力停留時間 98
6.2.6 污泥停留時間 98
6.2.7 氧化還原電位 99
6.2.8 有機負荷 99
6.2.9 預處理 99
6.3 微量金屬元素對市政污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的作用 100
6.3.1 微量金屬元素的作用 100
6.3.2 微量金屬元素的生物可利用度 101
6.4 單一微量金屬元素對市政污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的影響 101
6.4.1 微量元素Co2+對VFA產(chǎn)量和組成的影響 101
6.4.2 微量元素Cu2+對VFA產(chǎn)量和組成的影響 103
6.4.3 微量元素Mo7+對VFA產(chǎn)量和組成的影響 105
6.4.4 微量元素Mn2+對VFA產(chǎn)量和組成的影響 107
6.4.5 微量元素Fe2+對VFA產(chǎn)量和組成的影響 109
6.4.6 微量元素Zn2+對VFA產(chǎn)量和組成的影響 111
6.5 不同微量金屬元素對厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸影響的比較 113
6.5.1 微量金屬元素對總酸產(chǎn)量影響的比較 113
6.5.2 微量金屬元素對單酸組成影響的比較 114
6.5.3 微量金屬元素對總酸產(chǎn)率影響的比較 115
6.6 響應面優(yōu)化市政污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的微量元素復配條件 115
6.6.1 響應面優(yōu)化產(chǎn)總酸分析 116
6.6.2 響應面優(yōu)化產(chǎn)乙酸分析 121
6.6.3 響應面優(yōu)化產(chǎn)丁酸分析 127
第7章 市政污泥產(chǎn)沼氣與磷回收 133
7.1 磷回收的主要方法 133
7.1.1 沉淀法 133
7.1.2 結晶法 135
7.1.3 吸附-解吸法 135
7.2 影響磷回收的主要困素 136
7.2.1 pH 136
7.2.2 構晶離子比例 136
7.2.3 反應時問 136
7.2.4 晶種 137
7.2.5 有機物及Ca2+ 137
7.3 市政污泥產(chǎn)沼氣與磷回收實驗方案 137
7.3.1 實驗內(nèi)容 137
7.3.2 實驗材料 139
7.3.3 實驗步驟 139
7.4 溫度對市政污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣和磷釋放的影響 140
7.4.1 溫度對污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣率的影響 140
7.4.2 溫度對污泥厭氧發(fā)酵過程磷釋放的影響 142
7.4.3 發(fā)酵過程中NH4+-N和VFA濃度的變化 143
7.4.4 不同溫度條件下污泥產(chǎn)氣特性和磷釋放率的比較 145
7.5 厭氧發(fā)酵液中磷的回收 146
7.5.1 不同厭氧發(fā)酵液磷回收率的比較 146
7.5.2 磷回收產(chǎn)物的結構表征 148
7.5.3 發(fā)酵液磷回收前后的三維熒光光譜特征 149
第8章 市政污泥制備生物活性炭吸附材料 153
8.1 生物活性炭吸附材料的制備方法 153
8.1.1 熱解法 154
8.1.2 物理活化法 154
8.1.3 化學活化法 155
8.1.4 化學物理活化法 158
8.2 污泥基碳吸附材料的制備及應用 158
8.2.1 直接碳化法 159
8.2.2 催化活化法 159
8.2.3 添加碳源法 160
8.2.4 污泥基碳吸附材料的環(huán)境修復應用 161
8.3 介孔碳材料的制備 162
8.4 類模板法制備污泥基介孔碳材料的工藝條件 164
8.4.1 模板劑濃度的影響 164
8.4.2 SS/模板劑劑量比的影響 165
8.4.3 制備干化條件的影響 167
8.4.4 碳化溫度的影響 169
8.4.5 類模板法制備工藝條件的確定 170
8.5 白云石石灰活化法制備SMC材料工藝 171
8.5.1 DLUSS的影響 171
8.5.2 DLL組分的影響 171
8.5.3 制備干化條件的影響 173
8.5.4 碳化溫度的影響 174
8.5.5 DLL活化法制備工藝條件的確定 175
8.6 污泥基介孔碳材料污水處理應用 175
8.6.1 對DMP的吸附研究 176
8.6.2 對苯酚的吸附研究 176
8.6.3 對菌的吸附研究 177
第9章 市政污泥資源化利用環(huán)境管理 179
9.1 惡臭控制方法 179
9.1.1 掩蔽劑法與稀釋法 179
9.1.2 濕式吸收氧化法 180
9.1.3 化學洗滌法 180
9.1.4 生物過濾法 181
9.1.5 常用的惡臭控制法 181
9.2 資源化利用的風險分析與管理 182
9.2.1 安全風險分析與管理 182
9.2.2 安全風險管理措施 182
9.2.3 環(huán)境風險分析與管理 183
9.2.4 環(huán)境風險管理措施 184
參考文獻 185
彩圖