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摘 要

本研究通过水热和添加聚丙烯腈的预处理条件在中温37℃下进行石化污泥单相厌氧消化，采用排水集气法测定污泥在消化过程中的产气规律，并通过化学分析、仪器测定等手段研究污泥消化前后污泥性质的变化及对多环芳烃的降解的效果。实验结果表明经过水热预处理和加入聚丙烯腈的污泥，污泥产气效率明显提高了730.67ml。同时，经过水热预处理和加入聚丙烯腈的污泥对PAHs降解效率也有影响。PAHs降解率在7.65%-29.77%之间，均值为15.73%，经过水热预处理的污泥对PAHs的平均降解率比原始污泥高5.45%，加入聚丙烯腈的污泥对PAHs平均降解率比原始污泥高6.29%，经过水热预处理的同时又加入聚丙烯腈的污泥与只加入聚丙烯腈的污泥经过厌氧消化的PAHs的平均降解效率高4.39%。

关键词：石化污泥、厌氧消化、水热预处理、聚丙烯腈、多环芳烃

ABSTRACT

Abstract: In this study, hydrothermal pretreatment and add polyacrylonitrile in petrochemical sludge to single-phase anaerobic digestion, sludge gas production was measured in the digestive process of law adoption drainage collection process, and through chemical analysis, measurement instruments and other means study the effects of changes in the nature of the sludge before sludge digestion and degradation of PAHs. The results show that after the hydrothermal pretreatment and join PAN sludge which gas production efficiency improved significantly. Meanwhile, after the hydrothermal pretreatment and join PAN sludge PAHs degradation rate is also affected. PAHs degradation rate between 7.65%-29.77%, a mean of 15.73%, after the hydrothermal pretreatment , PAHs in sludge degradation rate is higher than the average of 5.45% of the original sludge, adding PAN in sludge whose degradation rate of PAHs than raw sludge on average 6.29%, after the hydrothermal pretreatment while adding PAN sludge than just join PAN average degradation efficiency sludge through anaerobic digestion of PAHs high 4.39 %.

Keywords: Petrochemical sludge, anaerobic digestion, hydrothermal pretreatment, polyacrylonitrile, polycyclic aromatic hydrocarbons

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 文献综述 1

1.1石化污泥的来源及特点 1

1.2石化污泥预处理技术进展 1

1.3污泥厌氧消化对多环芳烃的降解 3

1.3.1污泥厌氧消化的影响因素 5

1.4本课题主要研究内容 7

第2章 实验材料与方法 8

2.1石化污泥厌氧消化的实验设计 8

2.2厌氧消化的污泥来源及处理设计 8

2.3实验仪器及试剂 9

2.4分析方法 10

2.4.1理化性质分析方法 10

2.4.2多环芳烃的提取与测定 11

2.5标准曲线 12

2.5.1标曲回归方程及相关系数见下表： 14

第3章 实验结果及分析 15

3.1污泥的理化性质 15

3.2污泥厌氧消化产气量 15

3.3污泥厌氧消化过程中的甲烷的变化 19

3.4污泥厌氧消化前后pH的变化 21

3.5石化污泥中多环芳烃 21

第4章 结论 27

参考文献 27

致谢 30

第1章 文献综述

1.1石化污泥的来源及特点

石油化工系统污水处理一般采用格栅、沉砂、隔油、均质调节、浮选、曝气、沉淀等工艺，产生的污泥主要有栅渣、沉砂池沉渣、隔油池底泥、浮选池浮渣、二沉池生物污泥和浮渣等。

栅渣来自于格栅，是呈垃圾状的且量少易于处理和处置。沉砂池沉渣一般是比较重的较稳定的无机颗粒，也是易于处置的。

炼油化工污水处理场隔油池的底泥是以有机油泥为主，数量大、含水率高 又难脱水，是污泥处理和处置的主要对象。

浮渣主要来自一级或多级浮选池，主要是乳化油、悬浮小颗粒和使用絮凝剂所产生的浮渣，污水中乳化油含量高，浮选形成的浮渣量就大，是炼油污泥处理的主要部分。

二沉池生物污泥和浮渣基本是生物的残体，极易发臭，含水率高，又难脱水，也是处理与处置的主要对象。它与隔油池底泥、浮选池浮渣统称为炼油化工污水处理系统的三泥（三渣）^[1-2]。

1.2石化污泥预处理技术进展

污泥预处理的方法有很多，在这方面开展了一系列的研究，目前有研究的高级预处理技术主要包括：

(1)酸碱水解法：酸和碱能够抑制微生物细胞的活性，溶解细胞壁和使胞内物质释放出来，使其容易被其他活性污泥所利用。相同pH值条件下，NaOH的效果优于KOH，H₂SO₄的溶胞效果优于HCl。但酸碱法的缺点是：化学药剂易对设备产生腐蚀，因此对设备材料要求较高，运行维护费用也比较。另外，污泥中盐离子浓度的增加，加大了后续工艺处理的难度。

(2)热水解法：污泥中的多糖和类脂容易发生降解，而蛋白质受细胞壁的保护，不容易发生酶水解。而热处理能破坏细胞壁，使得蛋白质容易发生生物降解。水热干化技术通过将污泥加热，在一定温度和压力下使污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的胶体结构，可以同时改善脱水性能和厌氧消化性能。随水热反应温度和压力的增加，颗粒碰撞几率增大，颗粒间的碰撞导致了胶体结构的破坏，

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