自熱式高溫（微）好氧消化對城市污水污泥處理研究.pdf

1、上海市中心城區(qū)中小型污水廠缺少污泥處理設(shè)施，需要改建，由于污水廠處于中心城區(qū)，周邊被居民區(qū)包圍，用地緊張，所以需要構(gòu)筑物體積小、處理效率高、環(huán)境衛(wèi)生條件好的污泥消化工藝。厭氧消化池體積龐大、散發(fā)臭氣、衛(wèi)生條件差，故不能被采納。而傳統(tǒng)好氧消化存在停留時(shí)間長、受冬季低溫影響、不能有效殺滅污泥中病原菌的缺點(diǎn)，也不能使用。自熱式高溫好氧消化(AutothermalThermophilicAerobicDigestion，ATAD)技術(shù)適用于中小

2、污水廠的污泥處理，在不外加熱源的情況下能自升溫至45°C-65℃的高溫，其降解速率快、停留時(shí)間短，體積只有好氧消化池和厭氧消化池的1/6-1/2，耐低溫沖擊，尤其是能夠有效滅菌，能產(chǎn)生穩(wěn)定的、巴氏消毒的污泥。 ATAD工藝在國內(nèi)沒有相關(guān)研究，但在歐洲已有二十多年的工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。本課題為避開現(xiàn)有的ATAD工藝的知識產(chǎn)權(quán)，自主開發(fā)研制了一套新型的、已獲得專利權(quán)的單級自熱式高溫微好氧消化反應(yīng)器(0ne-stageAutotherma

3、lThermophilicMicro-aerobicDigestion，ATMD)，采用污泥循環(huán)回流混合系統(tǒng)，并配有高效充氧裝置和消泡裝置。在上海城市污水廠進(jìn)行了中試運(yùn)行，經(jīng)過泥齡為10天的半間歇式運(yùn)行，出泥達(dá)到穩(wěn)定化和無害化標(biāo)準(zhǔn)。通過間歇式和半間歇式運(yùn)行獲得了最佳工藝參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上對污泥性質(zhì)的變化進(jìn)行了研究，對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。 試驗(yàn)表明：進(jìn)泥含固率的最適宜濃度為5-8﹪；停留時(shí)間為10-11d，污泥循環(huán)攪拌流量為12

4、—14m3/h，曝氣量為0．8-1.8m3/m·h。運(yùn)行過程中污泥性質(zhì)發(fā)生變化，氧化還原電位ORP受污泥濃度、曝氣量和污泥液中氨氮濃度的影響，先下降至-400mv—300my之間，然后回升至Omv—+150mv，表明體系中污泥不是完全的好氧狀態(tài)而是先厭氧后微好氧再好氧的狀態(tài)，自熱式高溫好氧消化(ATAD)工藝應(yīng)改為白熱式高溫微好氧消化(ATMD)工藝；洲值受曝氣量及溶胞作用導(dǎo)致氨氮濃度變化的影響，先上升然后下降，若曝氣量較低，pH值則一

5、直為上升趨勢；污泥上清液總磷、總氮等值偏高，這是溶胞作用所導(dǎo)致。 對二沉泥和初沉泥分別在45℃和58℃溫度下進(jìn)行動力學(xué)研究表明：二沉泥的VSS去除符合一級動力學(xué)方程；58℃高溫對二沉泥VSS降解有利，而對初沉泥效果不明顯；在同一溫度下二沉泥的VSS去除率比初沉泥高。 對單級ATMD反應(yīng)器進(jìn)行了熱量平衡計(jì)算，預(yù)測了影響反應(yīng)器自升溫的主要因素。結(jié)果說明機(jī)械產(chǎn)熱不到總產(chǎn)熱量的15﹪，反應(yīng)器為自熱式；反應(yīng)器在全年中大部分時(shí)間

6、內(nèi)都能達(dá)到高溫，在冬季最低溫度-5℃時(shí)反應(yīng)器處于中溫狀態(tài)(35-40℃)，但不影響VSS的去除率；反應(yīng)器的表面積與體積之比越小，散熱越少，越能抵抗低溫環(huán)境；反應(yīng)器體積增加到一定程度后再增加體積對反應(yīng)器自升溫幾乎沒有影響，因此ATAD反應(yīng)器體積小巧適于中小型污水廠。 二沉泥經(jīng)高溫好氧消化后脫水性能會下降，但初沉泥脫水性能變化不大。通過投加調(diào)理劑可有效改善污泥脫水性能。 試驗(yàn)證明單級ATMD工藝具有反應(yīng)器體積小巧、占地少