高含固率高氮污泥厭氧消化工藝的研究.pdf

1、隨著我國環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的完善,在污水處理效率不斷提高的同時(shí),污泥的產(chǎn)量也急劇增加,未經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥給水體和大氣帶來二次污染,嚴(yán)重威脅環(huán)境和人類活動(dòng),因此,對(duì)污泥的處理和資源化成為目前研究的熱點(diǎn)。在眾多的污泥處理處置方法中,厭氧消化工藝由于具有耗能低、處理效果好、能夠產(chǎn)生沼氣等優(yōu)勢(shì)得到廣泛應(yīng)用。目前,厭氧消化工藝已經(jīng)成為一種比較成熟的污泥處理技術(shù),但是高含固率污泥的厭氧消化工藝仍存在很多難點(diǎn),比如攪拌條件難以控制、氨氮和重金屬濃度高容易對(duì)

2、微生物活性產(chǎn)生抑制等。
　　本課題的研究對(duì)象即水產(chǎn)品加工廠的脫水污泥,具有含固率高、含氮量高的特點(diǎn)。課題主要研究含固率(TS)、碳氮比(C/N)、接種量和攪拌頻率對(duì)高含固率、高氮污泥厭氧消化過程的影響,通過分析揮發(fā)性脂肪酸(VFA)、揮發(fā)性固體(VS)、氨氮濃度、總有機(jī)碳(TOC)含量和產(chǎn)氣量等各項(xiàng)指標(biāo)的變化以及微生物群落結(jié)構(gòu),探索高含固率高氮污泥厭氧消化系統(tǒng)快速啟動(dòng)的可行性,分析不同條件下的厭氧消化效能和產(chǎn)氣效果,確定高含固率、

3、高氮污泥厭氧消化系統(tǒng)最佳運(yùn)行條件。
　　結(jié)果表明,高含固率、高氮污泥在接種量為20％時(shí),起始氨氮濃度超過氨氮抑制濃度,但系統(tǒng)在8~10d仍然能順利啟動(dòng)產(chǎn)氣,且啟動(dòng)階段沒有出現(xiàn)酸抑制現(xiàn)象。VFA濃度在前10d有所升高,但尚未達(dá)到抑制濃度。厭氧消化的周期分別為70d到90d不等,相比低含固率污泥和碳氮比適中的污泥而言,消化周期較長。
　　系統(tǒng)穩(wěn)定產(chǎn)氣后的微生物群落結(jié)構(gòu)分析說明污泥含氮量越高、C/N越低,消化系統(tǒng)內(nèi)的菌落越多。不同

4、C/N的污泥消化系統(tǒng)中,優(yōu)勢(shì)種群不同,C/N越高,優(yōu)勢(shì)菌群種類越少,共有的優(yōu)勢(shì)菌群密度越低。
　　起始氨氮濃度為1439mg/L的污泥在TS10%條件下進(jìn)行中溫厭氧消化,消化過程中氨氮濃度逐漸升高,結(jié)束時(shí)高達(dá)3420mg/L,運(yùn)行過程中日產(chǎn)氣量變化同低氨氮濃度的對(duì)照組產(chǎn)氣量變化規(guī)律一致。證明產(chǎn)甲烷菌在啟動(dòng)過程中已經(jīng)適應(yīng)了高濃度氨氮的環(huán)境,逐漸升高的氨氮濃度沒有對(duì)甲烷菌產(chǎn)生抑制,厭氧消化系統(tǒng)能夠穩(wěn)定產(chǎn)氣。消化過程中TN濃度沒有明顯的

5、變化,說明有機(jī)氮分解為氨氮后,多數(shù)存在于消化液中,基本沒有氮素的損失。
　　接種量20%和30%的反應(yīng)組日產(chǎn)氣量和有機(jī)物去除效率相差不大,為了提高污泥單位容積處理量和產(chǎn)氣量,確定接種量為20%更符合經(jīng)濟(jì)性的要求。綜合四組不同影響因素的對(duì)比實(shí)驗(yàn),得出采用連續(xù)攪拌,工藝條件參數(shù)為TS10%、C/N12(即浮渣和剩余污泥混合)、接種量20%時(shí),高含固率、高氮污泥在進(jìn)行厭氧消化時(shí)能夠得到較高的產(chǎn)氣量和較好的消化效果,且 VS產(chǎn)氣量達(dá)到57