濃縮消化一體化反應(yīng)器處理低有機質(zhì)污泥的中試研究.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平的提高以及人們對環(huán)境保護(hù)意識的增強，城市污水處理率在逐年提高，污水處理廠的污泥產(chǎn)量也在急劇增加。目前，許多污水處理廠的污泥處理多采用簡單的濃縮脫水。對于大量中小型污水處理廠，污泥消化系統(tǒng)建設(shè)滯后，污泥中有機物未經(jīng)穩(wěn)定便隨意堆放，在雨水的侵蝕和滲漏作用下，極易對環(huán)境造成二次污染。針對這一情況，開發(fā)適合中小型城鎮(zhèn)污水廠污泥處理的技術(shù)和設(shè)備十分必要。
　　 目前有關(guān)污泥厭氧消化的研究，其污泥有機質(zhì)含量

2、通常較高，但對于有機質(zhì)含量偏低的剩余污泥，其厭氧消化的研究報道較少。為提高城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的減容和穩(wěn)定效果，本研究通過對污泥重力濃縮池、高速消化池及IC反應(yīng)器、UASB反應(yīng)器和EGSB等高速厭氧反應(yīng)器技術(shù)的集成，在小試研究成果的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計出了污泥濃縮消化一體化中試反應(yīng)器。中試反應(yīng)器有效容積1805L，設(shè)計投配率為30％，采用中溫厭氧消化。
　　 研究主要內(nèi)容包括：中試反應(yīng)器水力特性研究、反應(yīng)器的啟動和運行效能研究以及動力學(xué)

3、特征研究。取得的主要成果有：
　　 水力特性實驗表明，內(nèi)循環(huán)氣體回流量從0 L·min-1增加到12 L·min-1的過程中，反應(yīng)器的流態(tài)從推流式趨向混合流；當(dāng)氣體回流為12 L·min-1時，完全混合流態(tài)勢最強；進(jìn)一步增大回流量，混合程度有所降低。通過對中試反應(yīng)器內(nèi)外室取樣口濃度的跟蹤監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)泵射進(jìn)泥方法帶有初始速度，對反應(yīng)器外室會造成沖擊，不利于污泥在外反應(yīng)室的濃縮。
　　 中試反應(yīng)器采用逐漸培養(yǎng)法啟動成功。啟動試

4、驗結(jié)果表明，在35±2℃、投配率為10％的條件下，經(jīng)過約55d的啟動運行，中試反應(yīng)器內(nèi)各項監(jiān)測指標(biāo)逐漸穩(wěn)定。啟動過程中未發(fā)生酸化現(xiàn)象，說明反應(yīng)器啟動選擇有機物含量較低的二沉剩余污泥較為合適。
　　 反應(yīng)器在投配率為12％、18％、24％、30％和40％的情況下分別進(jìn)行了處理效能試驗研究。研究發(fā)現(xiàn)，在投配率為24％時，溫度33～35℃下，最大產(chǎn)氣量達(dá)到340L/kgVSS，均值為231.3L/kgVSS，其中CH4含量為62.66

5、％，經(jīng)過處理后污泥的VS/TS降至0.212，VS/TS減少了21.6％，排泥含水率約90％，污泥體積減至進(jìn)泥體積的1/10，污泥濃縮消化效果顯著。
　　 論文進(jìn)一步研究了溫度變化對反應(yīng)器處理效能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)溫度維持在33～35℃時，反應(yīng)器運行良好，產(chǎn)氣量約300L/d；當(dāng)反應(yīng)器溫度下降到32℃，產(chǎn)氣量開始大幅下降，降幅達(dá)1/3；當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)溫度下降到30℃，產(chǎn)氣量急劇下降，降幅超過2/3；一旦反應(yīng)器溫度低于28℃后，中試

6、反應(yīng)器基本停止產(chǎn)氣。
　　 論文對反應(yīng)器的運行能耗作了分析，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器耗能與生污泥溫度直接相關(guān)，當(dāng)生污泥溫度高于25℃時，能耗約15 kWh/m3污泥；當(dāng)生污泥溫度低于18℃時，能耗將超過40 kWh/m3污泥。
　　 論文對中試反應(yīng)器有機物去除動力學(xué)進(jìn)行了分析?；诿?門公式，結(jié)合分析試驗數(shù)據(jù)求定了中試反應(yīng)器有機物的降解動力學(xué)參數(shù)、。通過對不同投配率下有機物降解速率與產(chǎn)甲烷速率關(guān)系的研究，得到反應(yīng)器的甲烷產(chǎn)率系數(shù)y=0