城市污水处理厂剩余污泥微氧消化研究

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1、摘要摘要城市污水处理厂剩余污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物，剩余污泥在最终处置前一般要经过稳定化处理。目前，我国城市污水厂主要采用好氧和厌氧的传统方法对污泥进行消化，这两种方法由于研究和实际使用时间较长，技术上比较成熟，但与此对应的突出问题是好氧消化能耗高，国内大部分小型污水处理厂大多无力承担高额的运行费用；而厌氧消化则投资费用高、运行管理相对复杂并且存在安全隐患。所以，研究和探索稳定污泥的其他生物学方法对于国内中小型污水处理厂污泥的后续处理是十分必要的。本文针对污泥两种传统消化方式的缺陷，结合污泥A／AD消化工艺，提出了一种新的污泥消化工艺——-污泥微

2、氧消化，污泥微氧消化是指将污泥消化时溶解氧控制在0．5mg／L左右，利用兼性菌特性，即在将氧作为电子受体的同时，还利用硝酸盐作为电子受体分解有机物，从而达到降低污泥消化时动力消耗，维持消化时碱度的目的。本文采用实验室序批式小试和污水处理厂连续流中试的研究方法，在同厌氧消化、好氧消化、添加硝酸盐底物微氧消化、微氧／好氧消化进行对比实验的基础上，优化了污泥微氧消化的各工艺参数，并分析了污泥微氧消化的机理；与此同时，筛选出了评价污泥微氧消化稳定性的适用指标。研究结果表明：1．在污泥初始TS浓度109／L、209／L和309／L左右，消化温度20℃、30℃和40℃时

3、，污泥微氧消化最适工况为：进泥TS浓度209／L左右，消化温度30℃，消化时间20天，此时TVS重量去除率达50．3％，污泥pH基本保持中性，污泥微氧消化完全可行。其消化结果优于同条件下厌氧消化，略低于同条件下好氧消化，动力消耗仅为好氧消化的1／3～l／2。2．添加硝酸盐底物、微氧／好氧消化和常规微氧消化实验对比结果表明，三种消化方式下TVS的降解效率基本接近；污泥CST值均有不同程度升高，在消化尾期提高曝气量至好氧状态可适当改善污泥的脱水效率，但其改观并不显著。对微氧消化后污泥及其上清液中各类氮的监测结果表明：污泥微氧消化具有脱氮作用，在最佳工况下经过20

4、天消化后，约有23％的氮被脱除。3．通过对污泥微氧消化各类指标的监测．分析污泥微氧消化的工作原理为：污泥微氧消化时曝气区周围具有相对较高的溶解氧，这部分污泥进行有氧代谢，摘要并在硝化菌作用下将氨氮转化为硝酸盐氮，随之硝酸盐氮向低浓度的外围扩散，在污泥曝气区外围处，溶解氧含量较低，此时反硝化菌利用硝酸盐进行代谢，并将硝酸哉还原成为氮气和氨氮，达到部分脱氮的效果。随着硝酸盐氮的消耗，该区域又成为硝酸豁氮的低浓度区，促使由好氧消化生成的硝酸盐氮向该区域转移，从而在消化池内部构成好氧——缺氧消化的循环体，不断促使污泥的内源分解，达到污泥减量的效果。4．污泥微氧消化连

5、续流中试实验表明：在进泥浓度20∥L左右，消化温度28℃左右，20天连续消化后，TS重量去除率(平均值)达到36．9％，TvS的重量去除率(平均值)达到51．4％。该工艺具有较好的污泥稳定化效果，投资少，操作简便，具有较好的实际工程应用前景。5．对污泥微氧消化的各类指标分析表明，△TvS(％)、△TvS厂rS(％)和生物可降解度以及1vrC一脱氢酶四项指标，能较好地反应污泥消化时总固体的降解和污泥生物活性，测定相对简单易行，结果重现性好。其中，在污泥微氧消化最佳工况下，当△TVS(％)降解率达到45％、△TvS／TS(％)达到55％、生物可降解度降低率达到6

6、0％、TTC．脱氢酶降低到20～30mg／L时可认为污泥微氧消化达到了基本稳定。在污泥微氧消化可行的结论基础上，论文最后对污泥微氧消化的进一步研究提出了展望。关键词：污泥微氧消化总固体消减污泥稳定化指标ABSTRACTExcesssludgeisthesolidwasteproducedbysewagetreatmentplant．Itshouldbestabilizedbeforedisposal．Aerobicandanaerobicdigestionisthemostcommonwaystostabilizedsludge．Bothofthemares

7、tudiedandusedlongtime．ButtheweakT呤sseSofthosetwomethodsareobviously：aerobicdigestionneedshi曲energyconsumption，anaerobicdigestionneedsexpensiveinstrument．Mostmiddle&smallsizesewageplantcannotaffordbothofthem．Soweneednewmethodstoavoidthosedrawbacks．．IIltbisdissertation，basedonA／ADdig

8、esttechnology,anewmethod——