生物沥浸法促进城市污泥脱水的效果与优化运行研究

发布时间：2020-08-13 03:56

【摘要】：截止2011年,我国城市、县累计建成城镇污水处理厂3038座,污水处理能力达到1.34亿M3/日,相应城市污泥产生量已达6×106干吨/年。城市污泥减量化、无害化与资源化是亟待解决的污泥处理处置领域难题。实现污泥高效脱水得到较低泥饼含水率(含水率小于60%)是解决这一系列难题的关键所在。而有效的污泥调理却是实现污泥高效脱水的前提条件。国内外研究者在采用物理、化学方法提高城市污泥脱水性能方面做了大量的研究,例如对城市污泥进行水热调理、微波调理、超声调理及化学调理等。虽然上述方法对污泥的脱水性能有一定程度的改善,然而却也存在很大的弊端。例如,水热调理需要消耗大量的能量,同时调理后污泥脱水的滤液中含有大量的COD与氨氮。适度的超声调理与微波调理可以使得污泥中微生物细胞裂解,进而改善污泥的脱水性能,然而如果超声与微波能量输入太多,将使得污泥中微小的颗粒物增加,在实际工程应用中堵塞滤布,使得脱水污泥含水率升高。可见,超声与微波的最优作用时间随着污泥性质的不同也较难掌握,使得此类方法在实际工程应用中难以推广。化学调理虽然可以显著的改善污泥的脱水性能,调理后的污泥可通过厢式压滤机脱水至含水率60%以下。然而大量无机物的引入将降低污泥干物质中有机物的含量,不利于污泥后期资源化利用。近20年来,生物沥浸法被认为是一种有效去除污泥重金属的微生物技术。另外,本课题组前期实验室摇瓶实验结果初步表明,该技术也可以对城市污泥实现较好的调理,显著降低污泥比阻值,明显改善其脱水性能。然而,相关研究中仍然存在很多问题不明朗。与常规物理、化学调理方法相较,生物沥浸法有哪些优缺点?生物沥浸过程中供微生物生长的最佳营养物质加入量、污泥生物沥浸中试研究稳定性及污泥调理效果、生物沥浸后污泥处置途径等方面更是该技术实际工程应用需要探明的关键问题。本文对上述迫切需要解答的关键问题进行了系统的研究。主要研究结论如下：城市污泥生物沥浸调理与化学调理对城市污泥脱水性能的改善程度要明显优于水热调理、超声调理及微波调理。然而,与化学调理不同,污泥生物沥浸后有机质、全氮、全磷等养分指标无明显降低。从污泥脱水性能及污泥脱水滤液及泥饼的化学性质分析,生物沥浸是一种可以提高污泥脱水性能,同时又便于后续脱水滤液与泥饼处理与处置的微生物技术。综合考虑城市污泥生物沥浸过程中系统酸化速度,体系中最佳营养物质(专利号：201010221264)加入量为4g/L。兼顾污泥脱水性能与其重金属的溶出效率,选择pH-2.4为污泥生物沥浸过程的终点比较合适,此时重金属Cu的溶出率达到85%以上。利用工作体积为700 L的污泥生物沥浸反应器对城市污泥进行序批式及连续模式处理。生物沥浸后污泥经过厢式压滤机在0.3-0.4 MPa工作压力下压滤2h,脱水泥饼的含水率降低至58%,泥饼呈土黄色,无恶臭。同时,污泥有机质无明显变化。泥饼中重金属Cu与Zn的含量相对原始污泥分别降低了58%与88%。脱水泥饼在25℃条件下放置15h,泥饼的含水率下降至45%左右,放置96h后,含水率进一步降低至10%以下。生物沥浸反应器污泥停留时间越长,推流式生物沥浸系统越易达到稳定。城市污泥的脱水性能也将得到较快的改善。兼顾反应器利用效率与系统运行稳定性,工程应用时的较优污泥停留时间(SRT)可以选择2 d。生物沥浸后脱水污泥相对于常规脱水污泥有较低的泥饼含水率与较快的水分蒸发速度。干基热值为9250KJ/kg,含水率=32%,颗粒粒径=8mm的污泥样品在流化床焚烧炉中可以实现自持焚烧,炉温可达800℃以上,炉渣的热灼减率为2.36%。污泥高位热值与污泥有机质含量存在以下关系式：污泥高位热值(KJ/kg)=污泥有机质含量(%)×205.57。污泥有机质含量、污泥含水率、污泥的颗粒破碎度、流化床布风板风量等因素共同决定着城市污泥的自持焚烧效果。论文研究成果对于城市污泥生物沥浸后期工程化应用具有重要指导意义。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【图文】：

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化学污泥逦用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物称为化学污泥或化学沉渣逡逑图１－１城市奇巧简单填坑处置现场口ｏｉｌ年江苏省？吉泥处置调查照片）逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｉｍｐｌｅ邋＜ｉｉｓｐｏｓａｌ邋ｆｉｌｌ邋ｓｉ把邋ｏｆ邋ｓｅｗａｇｅ邋ｓｌｕｄｇｅ逡逑全国仅有２０％污泥进行制肥、安全填埋、焚烧等安全处置（见图１－２）。然而，逡逑随着人们对环境问题的不断认识Ｗ及对环境质量要求的逐渐提高，污泥合理处置问题逡逑己经受到社会各界的广泛关注，污泥处理处置作为限制污水处理事业健康发展的薄弱逡逑环节及挑战课题展现在污水污泥处置领域。逡逑３逡逑

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【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 周克钊;;城市污水氧化沟生物除磷脱氮处理技术综述[J];西南给排水;2005年02期

2 刘晓娟,张宁生;油田含油污泥微波处理实验研究[J];油田化学;2004年03期

本文编号：2791489