生化污泥流變行為及其影響因素的研究.pdf

1、作為非牛頓流體，污泥的流變特性影響著污水處理廠的各道工序，比如流體輸送、攪拌混合、氧擴(kuò)散、傳質(zhì)、厭氧消化、化學(xué)調(diào)理和機(jī)械脫水。這些環(huán)節(jié)決定著整個(gè)污水處理過(guò)程的運(yùn)行效率和能量耗散。另外，考慮到污泥流變行為在污泥的管理、處理和處置等方面的重要性，本課題主要對(duì)生化污泥流變行為及其影響因素作了探討性研究。旨在將流變特性作為指導(dǎo)和預(yù)測(cè)生化過(guò)程的一項(xiàng)重要參數(shù)，為優(yōu)化污水處理廠的運(yùn)行和管理提供重要的依據(jù)。
　　本文主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容:其一，

2、探究了厭氧消化反應(yīng)器長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中污泥的流變行為，并通過(guò)扭矩傳感器實(shí)時(shí)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器中扭矩值，以觀察反應(yīng)器中扭矩分布情況。從研究厭氧消化反應(yīng)器對(duì)人工模擬廢水的處理效果和運(yùn)行狀況出發(fā)，主要分析了該系統(tǒng)的COD去除率、生物質(zhì)增殖情況、揮發(fā)性脂肪酸(VFA)以及胞外聚合物(EPS)變化情況;然后對(duì)厭氧消化污泥一般流變行為進(jìn)行了模型擬合，并分析相關(guān)流變參數(shù)（屈服應(yīng)力、稠度系數(shù)和流動(dòng)指數(shù)）的變化規(guī)律，并重點(diǎn)分析了消化污泥觸變性隨運(yùn)行時(shí)間的變化

3、。同時(shí)，結(jié)合宏觀流變行為和微觀生物構(gòu)成的關(guān)系，分析污泥濃度TS和EPS這兩個(gè)因素對(duì)污泥極限粘度的影響。最后考察了扭矩和流變行為的關(guān)系，以期為簡(jiǎn)化復(fù)雜的流變學(xué)研究提供一個(gè)可靠便捷的途徑。其二，研究了微波預(yù)處理對(duì)污泥流變特性的影響，主要圍繞兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):(1)通過(guò)表觀粘度、屈服應(yīng)力、觸變性等流變參數(shù)的變化來(lái)表征微波作用后污泥的流變特性;(2)通過(guò)污泥粒徑及其分布、zeta電位、TS以及污泥固體中蛋白質(zhì)和多糖等指標(biāo)的變化來(lái)探究微波作用對(duì)污泥微觀

4、物化性質(zhì)的影響。此外，通過(guò)幾種流變模型定量描述污泥的流變行為。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　(1)扭矩傳感系統(tǒng)可以有效獲得實(shí)時(shí)扭矩值，此外，污泥極限粘度和扭矩之間密切相關(guān)，這意味著在線扭矩傳感系統(tǒng)是獲得反應(yīng)器內(nèi)流體流變行為實(shí)時(shí)信息的可靠手段。
　　(2)長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，污泥觸變性變化顯著，觸變指數(shù)隨運(yùn)行時(shí)間指數(shù)型下降，表明厭氧消化過(guò)程中污泥顆粒之間恢復(fù)到原有結(jié)構(gòu)的能力越來(lái)越差。
　　(3)在反應(yīng)器整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中（