城市污水厌氧处理工艺其中污泥稳定化问题研究

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1、城市污水厌氧处理工艺其中污泥稳定化问题研究[我要评论]   [返回]出　　自：专家稿件发表时间：王凯军1LastA．R．M．Vander2和G．Lettinga21．北京市环境保护研究院，中国北京阜外北二巷，1000372．WageningenAgricultralUniversity，Biotechnion，Bomenarg2，6703HD，Wageningen，theNetherlands—、引言　　厌氧工艺已成功应用于热带地区的城市污水处理（1）（2）。为改善厌氧工艺在低温条件下的处理效率，作者们开发了水解池和颗粒污泥膨胀床（EG

2、SB）反应器串联的厌氧系统（3）。水解池用于去除悬浮物（SS）、提高出水COD溶解性、可生化性和去除污泥的稳定化，EGSB反应器起着转化VFA为甲烷的作用。水解池运行在相对高的水力负荷（1.0m3/m2.d）和SS负荷（2.1kgSS／m3.d）条件下，污泥在水解池中稳定化程度，特别是在低温条件下可能会受到影响。对屠宰废水的研究表明在温度低于20℃，由于废水中胶体和悬浮性组分存在，特别是高负荷条件下，去除的SS和胶体COD的水解率在低温条件下较低。一级的絮状和颗粒污泥UASB反应器仅能提供部分或相当低的污泥稳定化（4）。因此，本研究对厌

3、氧反应器中污泥稳定性问题的进行研究。　　化学上和工程上对污泥的定义是不同的，化学家对水中颗粒尺寸的定义如下：溶解性（＜0.001μm）、胶体（0.001-1.0μm），超胶体（1-100μm）和可沉（＞100μm）（5），因此只有沉淀下来的才形成污泥。工程上是通过采用的分离方法来定义污泥，本研究用孔径为4．4urn滤纸过滤污水，来确定悬浮物或污泥浓度。因此污泥是大于4．4μm的颗粒物质，包括部分超胶体和可沉物。对水解和液化的定义也有同样问题，虽然液化和水解两词在描述污泥液化之前产生的中间产物是可互用的，但它们不是严格的同义词。水解是有明

4、确定义的化学名词，是指复杂化合物加水分解为小分子的过程（可以用于超胶体、胶体和溶解性物质）。而液化的定义是相当任意的，液化仅涉及到将固体物质转移到液相，因此液化的对象是污泥。本文将大于4．4μm的污泥颗粒转化为小于4．4μm的颗粒尺寸的过程称为液化（或水解），在本文污泥定义下两者可互换。二、实验方法和装置1、分析方法　　化学分析取24，48和72小时混合样（保持在4℃冰箱内的）。SS的测定采用滤纸（孔径4．4μm）过滤，VFA采用上述的过滤液采用气相色谱法。COD的分析采用微量COD方法（6），其他全部按标准方法测定。CODt为原污水或

5、污泥-COD、CODd为离心样品COD。甲烷活性实验采用30℃条件混合VFA，即C2:C3：C4=600：600：600mg/L的标准活性实验方法（7）。２、稳定性测试方法　　传统的污泥稳定性实验是将污泥放入30℃的培养瓶内，在100天的实验期间测量甲烷产量。用单位重量挥发性悬浮固体所产生的甲烷来评价污泥的稳定性（8）。由于该实验相当耗时（需100天）因此需要开发一种较快的评价污泥稳定性的方法。本研究提出采用污泥液化率评价污泥稳定性的测试方法，实验是用5升温控反应器，温度控制在20℃和30℃。由于污泥液化时间短，可以忽略甲烷的产生，反应

6、器是敞开并带有搅拌装置进行。为了比较实验数据同时采用污泥化学水解实验，这一测试是在20℃时采用氢氧化钠（700mg/L）试剂在厌氧条件下搅拌反应24小时，测定液化COD的变化，被有些研究者用来做为评价污泥可以达到的最大液化程度（9）。3、污泥稳定工艺实验　　水解和EGSB反应器体积分别为200L和120L，水力停留时间分别为3.0和2.0h。在第一阶段的污泥稳定实验中，从水解池排放的污泥经过2h．的沉淀后投入污泥稳定池。污泥稳定池体积为12L，停留时间是2天，温度为20℃。污泥稳定池配有搅拌装置并不密闭其仅仅用于剩余污泥的稳定化而不回流

7、：在第二阶段，采用90L的稳定池将水解池的污泥不经沉淀打入其中，经稳定和再生后的污泥连续回流至水解池，其他条件与第一阶相同；第三阶段的实验开始于寒冷季节，最初污泥稳定池没有运行，经过一个月的运转之后启动污泥稳定池并运转在最佳温度范围（T=35℃）其他条件与第二阶段同，工艺流程如图1所示。三、污泥的特性1、甲烷活性的变化　　为使水解池的反应控制在水解和酸化阶段采用了动力学控制措施。为此水解池运行在高的水力负荷（1.0m3＼m2.h，HRT=3h．）。运行两个月后甲烷活性从0.14gCH4-COD／gVSS.d（接种物）降到小于0.01gC

8、H4－COD／gVSS.d，污泥甲烷活性几乎完全丧失。尽管甲烷活性降低，水解池对于SS和CODt的去除效率几乎不受影响。水解池内污泥甲烷活性的逐渐丧失要归于高的SS负荷下（2.1IkgSS／m3.d）不可降