城市污水處理廠剩余污泥微氧消化研究.pdf

1、城市污水處理廠剩余污泥是污水處理過程中產生的固體廢棄物，剩余污泥在 最終處置前一般要經過穩(wěn)定化處理。目前，我國城市污水廠主要采用好氧和厭 氧的傳統(tǒng)方法對污泥進行消化，這兩種方法由于研究和實際使用時間較長，技 術上比較成熟，但與此對應的突出問題是好氧消化能耗高，國內大部分小型污 水處理廠大多無力承擔高額的運行費用；而厭氧消化則投資費用高、運行管理 相對復雜并且存在安全隱患。所以，研究和探索穩(wěn)定污泥的其他生物學方法對 于國內中小

2、型污水處理廠污泥的后續(xù)處理是十分必要的。 本文針對污泥兩種傳統(tǒng)消化方式的缺陷，結合污泥A/AD消化工藝，提出了 一種新的污泥消化工藝——污泥微氧消化，污泥微氧消化是指將污泥消化時溶 解氧控制在0.5mg/L左右，利用兼性菌特性，即在將氧作為電子受體的同時， 還利用硝酸鹽作為電子受體分解有機物，從而達到降低污泥消化時動力消耗， 維持消化時堿度的目的。 本文采用實驗室序批式小試和污水處理廠連續(xù)流中試的研究方法，在同厭 氧消化、

3、好氧消化、添加硝酸鹽底物微氧消化、微氧/好氧消化進行對比實驗的 基礎上，優(yōu)化了污泥微氧消化的各工藝參數，并分析了污泥微氧消化的機理； 與此同時，篩選出了評價污泥微氧消化穩(wěn)定性的適用指標。研究結果表明： 1.在污泥初始TS濃度10g/L、20g/L和30g/L左右，消化溫度20℃、30℃ 和40℃時，污泥微氧消化最適工況為：進泥TS濃度20g/L左右，消化溫度30 ℃，消化時間20天，此時TVS重量去除率達50.3％，污泥pH基

4、本保持中性，污 泥微氧消化完全可行。其消化結果優(yōu)于同條件下厭氧消化，略低于同條件下好 氧消化，動力消耗僅為好氧消化的1/3～1/2。 2.添加硝酸鹽底物、微氧/好氧消化和常規(guī)微氧消化實驗對比結果表明，三 種消化方式下TVS的降解效率基本接近；污泥CST值均有不同程度升高，在消 化尾期提高曝氣量至好氧狀態(tài)可適當改善污泥的脫水效率，但其改觀并不顯著。 對微氧消化后污泥及其上清液中各類氮的監(jiān)測結果表明：污泥微氧消化具有脫 氮作用

5、，在最佳工況下經過20天消化后，約有23％的氮被脫除。 3.通過對污泥微氧消化各類指標的監(jiān)測，分析污泥微氧消化的工作原理為： 污泥微氧消化時曝氣區(qū)周圍具有相對較高的溶解氧，這部分污泥進行有氧代謝， 并在硝化菌作用下將氨氮轉化為硝酸鹽氮，隨之硝酸鹽氮向低濃度的外圍擴散， 在污泥曝氣區(qū)外圍處，溶解氧含量較低，此時反硝化菌利用硝酸鹽進行代謝， 并將硝酸鹽還原成為氮氣和氨氮，達到部分脫氮的效果。隨著硝酸鹽氮的消耗， 該區(qū)域又成為硝酸

6、鹽氮的低濃度區(qū)，促使由好氧消化生成的硝酸鹽氮向該區(qū)域 轉移，從而在消化池內部構成好氧——缺氧消化的循環(huán)體，不斷促使污泥的內 源分解，達到污泥減量的效果。 4.污泥微氧消化連續(xù)流中試實驗表明：在進泥濃度20g/L左右，消化溫度 28℃左右，20天連續(xù)消化后，TS重量去除率(平均值)達到36.9％，TVS的重 量去除率(平均值)達到51.4％。該工藝具有較好的污泥穩(wěn)定化效果，投資少， 操作簡便，具有較好的實際工程應用前景。 5

7、.對污泥微氧消化的各類指標分析表明，△TVS(％)、△TVS/TS(％)和 生物可降解度以及TTC-脫氫酶四項指標，能較好地反應污泥消化時總固體的降 解和污泥生物活性，測定相對簡單易行，結果重現(xiàn)性好。其中，在污泥微氧消 化最佳工況下，當△TVS(％)降解率達到45％、△TVS/TS(％)達到55％、 生物可降解度降低率達到60％、TTC-脫氫酶降低到20～30mg/L時可認為污泥微 氧消化達到了基本穩(wěn)定。 在污泥微氧消化可行