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間長、受冬季低溫影響、不能有效殺滅污泥中病原菌的缺點，也不能使用。自熱式高溫好氧消化(AutothermalThermophilicAerobicDigestion，ATAD)技術適用于中小

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工藝在國內沒有相關研究，但在歐洲已有二十多年的工程運行經(jīng)驗。本課題為避開現(xiàn)有的ATAD工藝的知識產(chǎn)權，自主開發(fā)研制了一套新型的、已獲得專利權的單級自熱式高溫微好氧消化反應器(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行了中試運行，經(jīng)過泥齡為10天的半間歇式運行，出泥達到穩(wěn)定化和無害化標準。通過間歇式和半間歇式運行獲得了最佳工藝參數(shù)，并在此基礎上對污泥性質的變化進行了研究，對反應機理進行了探討。 試驗表明：進泥含固率的最適宜濃度為5-8﹪；停留時間為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。運行過程中污泥性質發(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，這是溶胞作用所導致。 對二沉泥和初沉泥分別在45℃和58℃溫度下進行動力學研究表明：二沉泥的VSS去除符合一級動力學方程；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反應器進行了熱量平衡計算，預測了影響反應器自升溫的主要因素。結果說明機械產(chǎn)熱不到總產(chǎn)熱量的15﹪，反應器為自熱式；反應器在全年中大部分時間

6、內都能達到高溫，在冬季最低溫度-5℃時反應器處于中溫狀態(tài)(35-40℃)，但不影響VSS的去除率；反應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；反應器體積增加到一定程度后再增加體積對反應器自升溫幾乎沒有影響，因此ATAD反應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。通過投加調理劑可有效改善污泥脫水性能。 試驗證明單級ATMD工藝具有反應器體積小巧、占地少