污泥高温好氧消化技术研究

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1、污泥高温好氧消化技术研究　　本文以污泥高温好氧消化技术为研究对象，针对相关问题展开了讨论。文章主要介绍了污泥好氧消化的原理、污泥好氧消化工艺及研究现状、缺氧好氧消化工艺以及污泥高温好氧消化工艺等内容。　　　【关键词】污泥消化；好氧；缺氧；　　　一、污泥好氧消化的原理　　污泥好氧消化的本质就是对污泥进行长时间的曝气，污泥中的微生物分解代谢污泥中有机底物，在有机底物耗尽时，微生物进入内源呼吸阶段，分解代谢自身细胞原生质，使有机物转化为CO2，H2O，NH3等稳定的物质，从而使污泥得到稳定化和减量化。如果以C5H7NO2表示细胞原生质，则污泥好氧消化的生化反应可表示为：　　C

2、5H7NO2+7O2→5CO2+3H2O+H++NO3-　　1、好氧消化的优点有：　　基建费用低，前期投资少：　　操作简单，运行管理方便；　　生成的产物类似腐殖质，肥效高；　　处理后的污泥上清液BOD5较低(小于10mg／L)；　　对悬浮固体的去除率与厌氧法大致相等。　　2、缺点有：　　需要曝气，运行费用较高；　　不能产生甲烷等有用的副产物；　　污泥消化后的机械脱水性能变差。　　二、污泥好氧消化工艺及研究现状　　1、污泥稳定指标　　污泥好氧消化的主要目的就是稳定污泥中可生物降解的有机物。污泥稳定的定量评价指标主要包括挥发性固体(VSS)去除率和消化污泥的比耗氧速率(SO

3、UR)。一些国家对病原菌的去除率也作了相应的规定。当VSS去除率达到38％和(或)当消化污泥的SOUR降低到～／VS・h时，可以认为污泥已经达到稳定。尽管现在还普遍采用这两种指标，但在应用中也存在一些不足，例如在低温时，用SOUR的数值无法确定污泥是否达到稳定。　　2、温度和固体停留时间　　同其他好氧生物处理一样，污泥好氧消化的速率受处理温度的影响很大。温度高时，微生物代谢活性强，达到要求的VSS去除率所需的固体停留时间(SRT)短，当温度提高至中温范围(30℃左右)时，SRT=15d即可完成污泥的稳定。当温度降低时，为达到污泥稳定处理的目的，则要延长污泥停留时间，而且

4、低温时去除病原微生物的效果很不稳定。VSS的去除率随SRT的增大而提高，但是反应器中的惰性成分也随之不断增加，当SRT增大到某一特定值时，即使再增大SRT，VSS的去除率也不会明显提高。对SOUR也存在着相似的规律，SOUR随SRT的增大而逐渐下降，当SRT增大到某一特定值，即使再增大STR，SOUR也不会有明显下降。这一特定的值与污泥的性质、可生物降解性等有关。因此在一定温度应选择合适的SRT，避免SRT过长造成基建及运行费用的提高。　　3、污泥的来源及类型　　CAD(传统污泥好氧消化，ConventionalAerobicDigestion)处理污泥需要的停留时间与

5、污泥的来源有关。一般认为，CAD适用于处理剩余污泥，而对初沉污泥，则需要更长的停留时间。这是因为初沉污泥以可降解颗粒有机物为主。微生物首先要氧化分解这部分有机物，合成新的细胞物质，只有当有机物不足时，才会消耗自身物质，进入内源呼吸阶段。对于初沉池污泥、二沉池污泥、初沉及二沉池混合污泥应通过试验确定各自适宜的SRT。D．S．Bhargava通过二沉池污泥的好氧消化试验，提出了适用于剩余污泥的动力学方程，并确定了相应的动力学参数。　　4、初始污泥浓度　　GanczarczykandHamoda于1980年研究发现初始固体浓度较高时，污泥好氧消化反应速率快，对VSS的去除率高

6、。这可能是由于较高浓度的污泥，在单位体积污泥中含有较多活性细菌数，从而表现出较高的生物活性。他们认为对污泥进行适当的预压缩可以提高进入消化池污泥的浓度，从而加快消化反应速率，提高消化池的有效容积利用率，节省基建投资。另外由于有机物氧化为放热反应，提高污泥浓度，可以减少污泥中的含水量，有利于提高整个反应器的温度，从而提高处理效果。　　三、缺氧好氧消化工艺　　1、工艺原理　　缺氧／好氧消化工艺(A／AD，anoxic／aerobicdigestion)即在CAD工艺中引入缺氧段，使污泥在该段发生反硝化反应，其产生的碱度可补偿硝化反应中消耗的碱度，所以不必另行投碱就可使pH值

7、保持在中性范围。A／AD工艺的总反应方程式为：　　C5H7NO2+→5CO2++　　由于A／AD工艺的缺氧段中，是以硝酸盐代替O2作为最终电子受体，故从整体上看来，去除每千克有机物(VSS)只需O2,需氧量比CAD工艺节省18％。A／AD工艺反应器内污泥浓度、污泥停留时间、对VSS的去除率等都与CAD基本相似。CAD和A／AD工艺的主要缺点是供氧的动力费用较高、污泥停留时间较长、特别是对病原菌的去除率较低。　　2、研究现状　　通常A／AD可以通过两种方法实现。工艺I：通过间歇曝气，产生好氧和缺氧段交替。缺氧段发生反硝化，反硝化过程产生的碱