污泥發(fā)酵產(chǎn)酸條件優(yōu)化研究.pdf

1、面對城市污水處理廠低 C/N比生活污水由于碳源缺乏而導(dǎo)致脫氮除磷效率較低的現(xiàn)狀，開發(fā)利用污泥內(nèi)碳源為BNR（Biological Nutrients Removal）系統(tǒng)進(jìn)行碳源補(bǔ)給成已為目前污水處理領(lǐng)域的研究熱點。污泥在厭氧條件下發(fā)酵可產(chǎn)出大量可溶性有機(jī)質(zhì)，尤其是小分子揮發(fā)酸類物質(zhì)是極易被微生物利用的有利基質(zhì)。
　　本研究著眼于在厭氧條件下對初沉污泥和二沉污泥兩種性質(zhì)不同的污泥進(jìn)行發(fā)酵研究，探索pH和發(fā)酵時間對發(fā)酵溶出各有機(jī)物如

2、SCOD、碳水化合物、蛋白質(zhì)、各種揮發(fā)酸等和發(fā)酵副產(chǎn)物如氨和磷的影響。在此基礎(chǔ)上提出針對不同污泥進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸的較優(yōu)工作參數(shù)；并設(shè)計運行發(fā)酵反應(yīng)器，考察反應(yīng)器內(nèi)有機(jī)物的溶出過程，發(fā)酵混合液的分離及有機(jī)底物的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)化效率。旨在為碳源缺乏的BNR系統(tǒng)最大限度的提供連續(xù)，穩(wěn)定，有效的碳源補(bǔ)給的工程實現(xiàn)提供技術(shù)參考。
　　首先，通過序批試驗研究初沉污泥和二沉污泥在不同pH值和發(fā)酵時間內(nèi)各物質(zhì)的溶出規(guī)律，結(jié)果表明：堿性條件明顯有利于SCOD

3、和VFAs的溶出，且SCOD在發(fā)酵前期迅速溶出，初沉污泥在SRT=2d時達(dá)最高，二沉泥SRT=4d達(dá)最高；較長的SRT有利于VFAs的產(chǎn)生，初沉污泥在SRT=7.5～9.5 d時VFAs產(chǎn)量較大，二沉污泥在SRT=7.5 d時產(chǎn)量較大；結(jié)合SCOD和VFAs兩者的溶出規(guī)律，本研究中得出的初沉污泥最佳的發(fā)酵條件為pH=9，SRT=9.5d，二沉污泥的最佳發(fā)酵條件為pH=10，SRT=7.5d。
　　其次，通過對兩種污泥發(fā)酵的對比研究

4、得出：初沉污泥不僅能在較短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的SCOD和VFAs，而且氨磷的釋放較少，因此在初沉污泥足量的條件下單一利用初沉污泥發(fā)酵是最有效的方式。穩(wěn)定后雖二沉污泥的氨磷釋放率遠(yuǎn)高于初沉污泥（分別高出58.7％，73.1%）但單位二沉污泥發(fā)酵溶出SCOD的量高于初沉污泥單位溶出量（高出25.4%），結(jié)合大多數(shù)污水廠對兩種污泥進(jìn)行混合處理的現(xiàn)實，提出適當(dāng)配比下混合污泥在pH=10，SRT=8d條件下進(jìn)行發(fā)酵也能在溶出大量的SCOD，VFAs的

5、同時減輕對后續(xù)處理單元的影響。
　　再次，通過以二沉污泥為底泥的連續(xù)流堿性發(fā)酵反應(yīng)器的運行研究表明：進(jìn)入穩(wěn)定期后，主體區(qū)內(nèi)的VSS、SCOD及VFAs的產(chǎn)量較穩(wěn)定分別為4079 mg/L、3063 mgCOD/L、1252 mgCOD/L。VFAs中乙酸占了主要部分（41.12%），其次是丙酸（23.57%），異戊酸（15.38%）；發(fā)酵液液相中的氨含量（66.15mg/L）與生活污水中含量接近，因此可以忽略對后續(xù)處理系統(tǒng)的影響，

6、但值得注意的是發(fā)酵液中磷的含量較高（201.4mg/L），因此有必要單獨針對磷進(jìn)行化學(xué)除磷的前處理。
　　最后，通過元素平衡分析了污泥在發(fā)酵過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化規(guī)律，得出C、N和P從污泥固相經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)移到液相中的轉(zhuǎn)移效率分別為3.2%、16.8%和17.3%。可見污泥中的C還有較大的開發(fā)空間。針對發(fā)酵混合泥水分離困難的問題，采用淘洗技術(shù)，SCOD的一次淘洗效率為68%，為提高效率可采用多次淘洗技術(shù)。在淘洗過程中，三種元素的總量基本能