濃縮消化一體化反應器處理低有機質污泥的中試研究.pdf

1、隨著我國社會經濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平的提高以及人們對環(huán)境保護意識的增強，城市污水處理率在逐年提高，污水處理廠的污泥產量也在急劇增加。目前，許多污水處理廠的污泥處理多采用簡單的濃縮脫水。對于大量中小型污水處理廠，污泥消化系統(tǒng)建設滯后，污泥中有機物未經穩(wěn)定便隨意堆放，在雨水的侵蝕和滲漏作用下，極易對環(huán)境造成二次污染。針對這一情況，開發(fā)適合中小型城鎮(zhèn)污水廠污泥處理的技術和設備十分必要。
　　 目前有關污泥厭氧消化的研究，其污泥有機質含量

2、通常較高，但對于有機質含量偏低的剩余污泥，其厭氧消化的研究報道較少。為提高城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的減容和穩(wěn)定效果，本研究通過對污泥重力濃縮池、高速消化池及IC反應器、UASB反應器和EGSB等高速厭氧反應器技術的集成，在小試研究成果的基礎上優(yōu)化設計出了污泥濃縮消化一體化中試反應器。中試反應器有效容積1805L，設計投配率為30％，采用中溫厭氧消化。
　　 研究主要內容包括：中試反應器水力特性研究、反應器的啟動和運行效能研究以及動力學

3、特征研究。取得的主要成果有：
　　 水力特性實驗表明，內循環(huán)氣體回流量從0 L·min-1增加到12 L·min-1的過程中，反應器的流態(tài)從推流式趨向混合流；當氣體回流為12 L·min-1時，完全混合流態(tài)勢最強；進一步增大回流量，混合程度有所降低。通過對中試反應器內外室取樣口濃度的跟蹤監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)泵射進泥方法帶有初始速度，對反應器外室會造成沖擊，不利于污泥在外反應室的濃縮。
　　 中試反應器采用逐漸培養(yǎng)法啟動成功。啟動試

4、驗結果表明，在35±2℃、投配率為10％的條件下，經過約55d的啟動運行，中試反應器內各項監(jiān)測指標逐漸穩(wěn)定。啟動過程中未發(fā)生酸化現(xiàn)象，說明反應器啟動選擇有機物含量較低的二沉剩余污泥較為合適。
　　 反應器在投配率為12％、18％、24％、30％和40％的情況下分別進行了處理效能試驗研究。研究發(fā)現(xiàn)，在投配率為24％時，溫度33～35℃下，最大產氣量達到340L/kgVSS，均值為231.3L/kgVSS，其中CH4含量為62.66

5、％，經過處理后污泥的VS/TS降至0.212，VS/TS減少了21.6％，排泥含水率約90％，污泥體積減至進泥體積的1/10，污泥濃縮消化效果顯著。
　　 論文進一步研究了溫度變化對反應器處理效能的影響。結果表明，當溫度維持在33～35℃時，反應器運行良好，產氣量約300L/d；當反應器溫度下降到32℃，產氣量開始大幅下降，降幅達1/3；當反應器內溫度下降到30℃，產氣量急劇下降，降幅超過2/3；一旦反應器溫度低于28℃后，中試

6、反應器基本停止產氣。
　　 論文對反應器的運行能耗作了分析，發(fā)現(xiàn)反應器耗能與生污泥溫度直接相關，當生污泥溫度高于25℃時，能耗約15 kWh/m3污泥；當生污泥溫度低于18℃時，能耗將超過40 kWh/m3污泥。
　　 論文對中試反應器有機物去除動力學進行了分析?；诿?門公式，結合分析試驗數據求定了中試反應器有機物的降解動力學參數、。通過對不同投配率下有機物降解速率與產甲烷速率關系的研究，得到反應器的甲烷產率系數y=0