污泥消化處理試驗(yàn)研究

1、污泥消化處理試驗(yàn)研究             摘要針對(duì)長(zhǎng)春市擬建設(shè)日處理能力為39萬m3一級(jí)污水處理廠投產(chǎn)后產(chǎn)生的初沉池污泥進(jìn)行可消化性的研究，旨在為北郊污水處理廠提供污泥消化處理設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的必要基礎(chǔ)資料。試驗(yàn)結(jié)果表明一級(jí)處理后產(chǎn)生的污泥可消化處理。消化后的污泥中重金屬及其它有害物質(zhì)含量均不超過農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)(GB428484)，可作為農(nóng)業(yè)肥料。 關(guān)鍵詞城市污水 一級(jí)處理 初沉池 污泥消化 Abstract: Sludge digestion experimen

2、t has been conducted on the primary sludge from the Changchun WTP which will be built with capacity of 390 thousand cubic meters per day to investigate the digestibility and to get information for design and operation of sludge digestion facility. The results is fair and approved that the contents o

3、f heavy metals and other hazard substances in the digested sludge is low to meet the requirement of the national standard of pollutants control of agricultural sludge (GB4284-84). It will be best as fertilizer.1消化試驗(yàn)的工藝流程及裝置本次試驗(yàn)采用兩套消化裝置，一套用來作污泥投配比試驗(yàn)，另一套用來作一次加泥的消化歷程試驗(yàn)。1.1消化工藝的流程圖1.2污泥消化試驗(yàn)裝置消化裝置的主體是有機(jī)玻

4、璃柱，有效容積13L，消化柱周圍用電熱絲加熱，用繼電器和節(jié)點(diǎn)溫度計(jì)進(jìn)行恒溫控制，上部用泥斗加泥，下部出泥管排放消化后的污泥，柱中心裝設(shè)攪拌裝置，產(chǎn)生的氣體通過消化柱上端出氣管進(jìn)入集氣瓶，從集氣瓶出來的氣體經(jīng)過氣體流量計(jì)隨時(shí)記錄產(chǎn)氣量。在消化柱內(nèi)設(shè)玻璃連通管用做觀測(cè)柱內(nèi)液面高度和測(cè)定pH值。2試驗(yàn)內(nèi)容、方法及條件試驗(yàn)污泥是取自截流污水沉淀試驗(yàn)每天排放的新污泥。2.1投配比試驗(yàn)消化柱首次加泥13kg，待污泥培養(yǎng)接近成熟后開始每天按投配比例加泥，排泥量按投加量及消化柱的玻璃連通管的液面嚴(yán)格控制。柱內(nèi)保持恒定泥量，隨時(shí)觀測(cè)柱內(nèi)溫度和產(chǎn)氣狀況，柱內(nèi)不斷均勻攪拌，速度為20r/min。2.2消化歷程試驗(yàn)一

5、次性加泥13kg，中間過程不加新泥也不排泥。2.3主要分析項(xiàng)目含水率、pH、VSS、堿度(抽測(cè))、產(chǎn)生的氣體測(cè)定CH4、CO2、CO、H2。表1消化試驗(yàn)控制條件投配比試驗(yàn)(柱)消化歷程試驗(yàn)(柱)4%投配率5%投配率首次投泥量/L131313每日投泥量/mL520650投加時(shí)間每日一次每日一次控制溫度/33±0.533±0.533±0.5攪拌方式連續(xù)連續(xù)連續(xù)消化前后污泥取樣量/g2020203主要考察的內(nèi)容3.1投配比試驗(yàn)(柱)初沉池污泥消化前后含水率；不同投配比情況下的產(chǎn)氣量；氣體成分含量；污泥消化率；單位污泥產(chǎn)氣量(L/L)；初沉池污泥VSS平均含量(g/L)。

6、3.2消化歷程試驗(yàn)(柱)考察消化過程中pH變化；產(chǎn)氣量的變化情況；污泥消化周期。4試驗(yàn)運(yùn)行情況4.1污泥投配比試驗(yàn)(柱)柱從8月22日裝泥，直到8月30日前為污泥培養(yǎng)階段。在此段時(shí)間內(nèi)pH在5.56.8之間，產(chǎn)氣量很少，從8月31日起產(chǎn)氣量逐漸增加，9月1日開始向柱內(nèi)進(jìn)泥和排泥，到9月5日產(chǎn)氣量基本平衡，其pH迅速提高到7.2以上，9月9日氣體成分分析結(jié)果也可看出甲烷比例已達(dá)到43%以上。說明厭氧消化的兩個(gè)階段兼性厭氧菌和甲烷菌的代謝達(dá)到平衡，消化正常運(yùn)行。從9月9日到9月21日，按4%投配比共運(yùn)行16天。柱從9月26日重新裝泥，至10月6日10天時(shí)間為污泥培養(yǎng)階段，在此階段內(nèi)pH在5.55.

7、8之間，產(chǎn)氣量很少，從10月7日產(chǎn)氣量增加，同時(shí)進(jìn)行5%投配率的進(jìn)泥和出泥，到10月9日產(chǎn)氣量已達(dá)到平衡，柱內(nèi)pH上升到7.2以上，10月9日氣體分析結(jié)果甲烷比例已達(dá)到77%，說明代謝平衡，消化正常。從10月9日開始，到11月7日結(jié)束，正常運(yùn)行29天。4.2一次投泥消化歷程試驗(yàn)柱從9月13日加泥，至10月10日基本不產(chǎn)氣，共運(yùn)行28天，每天測(cè)定柱內(nèi)pH值并記錄產(chǎn)氣量，監(jiān)測(cè)堿度變化。5試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)及分析(見表2)表2污泥消化試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表投配比試驗(yàn)消化歷程試驗(yàn)柱柱4%投配柱5%投配92.6325.597.27.77.15堿度/mg/L2 3002 4002 700污泥消化率/VSS%48.454

8、8.5635.48日平均產(chǎn)氣量/L/d10.8113.30單位污泥產(chǎn)氣量/L/L20.7920.46單位VSS產(chǎn)氣量/L/g1.061.02美國污水處理廠設(shè)計(jì)手冊(cè)(0.50.75)分解單位VSS產(chǎn)氣量/L/g2.182.10美國污水處理廠設(shè)計(jì)手冊(cè)(0.871.12)單位污泥VSS量/g/L19.6520.13VSS負(fù)荷/g/(L . d)0.791.01 . d)，大于4%投配比0.79g/(L .表3氣體成分分析表日期柱日期柱4%投配比CH4/%CO2/%N2/%H2CH4/%CO2/%N2/%柱5%投配比從本次試驗(yàn)兩種投配比率單位VSS產(chǎn)氣量看，均高于美國污水處理廠設(shè)計(jì)手冊(cè)所提出的值。另外

9、VSS產(chǎn)氣量和分解單位VSS產(chǎn)氣量均高于美國污水處理廠設(shè)計(jì)手冊(cè)所給的值，基本原因是美國污水處理廠污泥是混合污泥，本次試驗(yàn)是初沉池污泥。5.2污泥消化歷程試驗(yàn)結(jié)果分析柱進(jìn)行消化歷程的試驗(yàn)，考察整個(gè)污泥消化周期，并了解污泥消化各時(shí)期產(chǎn)氣及pH值變化規(guī)律。圖1和圖2為全程消化過程產(chǎn)氣量和pH值變化曲線。圖1消化歷程產(chǎn)氣量曲線圖2消化歷程pH變化曲線整個(gè)產(chǎn)氣過程分為兩部分，前一部分產(chǎn)氣量達(dá)到高峰前，產(chǎn)氣量逐日增加。消化過程由酸性發(fā)酵向堿性發(fā)酵階段過渡，開始階段pH值低，酸度高，后一階段堿度升高，pH值升高到7以上，產(chǎn)氣高峰過后實(shí)際上柱內(nèi)有機(jī)物含量下降，營(yíng)養(yǎng)不再過剩，產(chǎn)氣量逐日下降，當(dāng)泥中可分解的有機(jī)物

10、消耗將盡以后，產(chǎn)氣消化過程結(jié)束?？梢娤芷跒?8天29天。從產(chǎn)氣量變化曲線中可以看出消化12天左右產(chǎn)氣量達(dá)到高峰，pH值在7.5左右產(chǎn)氣量最大，說明甲烷菌消化控制pH在7.5左右最為適宜。開始階段抽測(cè)的堿度為170mg/L，后一階段抽測(cè)的堿度為2 700mg/L。分析結(jié)果可見前一階段CH4含量低，N2含量高，中后期CH4含量高，CO2和N2含量低。         6消化后污泥毒害物質(zhì)含量的測(cè)定對(duì)消化后污泥中的毒害物和成分進(jìn)行了分析和監(jiān)測(cè)，結(jié)果見表4。從檢測(cè)結(jié)果可以看出長(zhǎng)春市污水廠消化后的污泥均符合國家規(guī)定的農(nóng)用

11、污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)(GB428484)。污泥中N、P含量較高，重金屬和其它毒害物質(zhì)均較低，因此可作為改良土壤用。表4污泥樣品檢測(cè)結(jié)果7.43.083未檢出14 570P/mg/kg2 689.62 627.04 710.53 324.414.5137污泥消化試驗(yàn)結(jié)論(1)長(zhǎng)春市伊通河截流污水一級(jí)處理的污泥可以消化處理。沉淀污泥有機(jī)物含量較高，VSS含量達(dá)到50%左右，單位污泥VSS可達(dá)到20g/L左右。(2)污泥的可消化率較高，可達(dá)到48%以上(按VSS計(jì))。(3)單位污泥的產(chǎn)氣量較高，可達(dá)到每升濕污泥產(chǎn)氣20L左右(投配率4%5%)。(4)單位VSS的產(chǎn)氣量較高，可達(dá)到1L/g左右。(5)試驗(yàn)4%投配率污泥負(fù)荷為0.79g/(L . d)，5%投配率為1.01g/(L . d)，產(chǎn)氣運(yùn)行良好，可作為污泥消化設(shè)計(jì)的參考。(6)污泥采取中溫消化33±0.5是可行的，可作