污泥穩定的相關(guān)名詞解釋
污泥穩定是指通過(guò)物理化學(xué)和生物過(guò)程被氣化、污泥中的有機物或揮發(fā)物液化、礦化或轉變?yōu)楦臃€定的有機物的過(guò)程。其目的是減少各種病原體,消除臭味,抑制減輕或消除腐化的可能性,同時(shí)減輕污泥質(zhì)量。
《室外排水設計規范》7.3.1條規定:根據污泥性質(zhì)、環(huán)境要求、工程條件和污泥處置方式,選擇經(jīng)濟適用、管理方便的污泥消化工藝,可采取污泥厭氧消化或污泥好氧消化工藝。
污泥厭氧消化系統由于投資和運行費用相對較省、工藝條件(污泥溫度)穩定、可回收能源(污泥氣綜合利用)、占地較小等原因,采用比較廣泛;但工藝過(guò)程的危險性較大。
污泥好氧消化系統由于投資和運行費用相對較高、占地面積較大、工藝條件(污泥溫度)隨氣溫變化波動(dòng)較大、冬季運行效果較差、能耗高等原因,采用較少;但好氧消化工藝具有有機物去除率較高、處理后污泥品質(zhì)好、處理場(chǎng)地環(huán)境狀況較好、工藝過(guò)程沒(méi)有危險性等優(yōu)點(diǎn)。污泥好氧消化后,氮的去除率可達60%,磷的去除率可達90%,上清液回流到污水處理系統后,不會(huì )增加污水脫氮除磷的負荷。
一般在污泥量較少的小型污水處理廠(chǎng)(國外資料報道當污水廠(chǎng)規模小于1.8萬(wàn)m3/d時(shí),好氧消化的投資可能低于厭氧消化),或由于受工業(yè)廢水的影響,污泥進(jìn)行厭氧消化有困難時(shí),可采用好氧消化工藝。
02、厭氧消化工藝
厭氧消化的作用,是為了污泥穩定化、污泥減量化、消化過(guò)程能夠產(chǎn)生沼氣,以利于能源回收。
對于厭氧消化的分類(lèi),可以分為中溫厭氧消化(35±2℃)、高溫厭氧消化(55±2℃)。對于厭氧消化工藝流程與系統組成,包括污泥進(jìn)出料系統、污泥加熱系統、消化池攪拌系統及沼氣收集、凈化利用系統。
對于厭氧消化工藝,還需要注意一個(gè)熱水解預處理技術(shù),該技術(shù)的原理是將微生物的細胞膜破壞,經(jīng)過(guò)熱水解預處理后的污泥,更加容易被厭氧消化。
03、影響厭氧消化工藝的因素
對于厭氧消化的影響因素,主要包括以下8個(gè)方面:
1.溫度:按產(chǎn)甲烷菌對溫度的適應性,可將其分兩類(lèi):中溫產(chǎn)甲烷菌、高溫產(chǎn)甲烷菌,溫度在兩區之間時(shí),隨著(zhù)溫度的上升,反應速度反而降低;
2.生物固體平均停留時(shí)間(泥齡)與負荷;
3.投賠率:每日投加新鮮污泥體積占消化池有效容積的百分率。投配率的倒數就是污泥在消化池中停留的時(shí)間;
4.營(yíng)養與C/N:厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌將污泥進(jìn)行厭氧生化處理的工藝。細菌生長(cháng)所需營(yíng)養由污泥提供C/N比10~20:1為宜。如C/N太高,合成細胞的氮源不足,消化液緩沖能力低,pH容易降低;C/N太低,氮量過(guò)多,pH可能上升,銨鹽容易積累,會(huì )抑制消化;
5.消化過(guò)程要控制氮的平衡:理由是雖然厭氧消化過(guò)程中硝酸鹽可被還原成氮氣存在于消化氣中,但大部分氮轉化為消化液中的NH3,氮量過(guò)多,銨鹽積累,pH上升抑制消化;
6.有毒物質(zhì);
7.酸堿度和消化液的緩沖作用;
8.攪拌、混合。
04、污泥厭氧消化技術(shù)選擇
如果污水處理工藝為延時(shí)曝氣氧化溝,則不宜選擇污泥厭氧消化工藝。因為延時(shí)曝氣使污泥進(jìn)行了部分自身氧化,從而使剩余污泥已較穩定,沒(méi)有必要再進(jìn)行厭氧消化處理。
高溫消化比中溫消化分解速率快,產(chǎn)氣速率高,所需要的消化時(shí)間短,對寄生蟲(chóng)卵的殺滅率高。但高溫消化消耗熱量大,能耗高。因此,只有在衛生要求嚴格,或對污泥氣產(chǎn)生量要求較高時(shí)才選用。與高溫消化相比,中溫消化速度稍微慢一些,產(chǎn)氣率要低一些,但維持中溫消化的能耗較少,整體上能維持在一個(gè)較高的消化水平,可保持常年穩定運行。因此多選用中溫消化。
單級消化對于有機物的分解率可達90%,二級消化產(chǎn)氣率一般比單級消化只高約10%,為減少污泥處理總投資,采用一級消化工藝比較好。
對于消化池的攪拌方式,多采用的是沼氣攪拌和機械攪拌,泵循環(huán)攪拌因為耗電量大且攪拌效果不好已較少使用。
05、污泥厭氧消化污泥氣的處理
《室外排水設計規范》7.3.12條規定:污泥氣貯罐的容積宜根據產(chǎn)氣量和用氣量計算確定,缺乏相關(guān)資料時(shí),可按6~10h的平均產(chǎn)氣量設計。污泥氣貯罐內、外壁應采取防腐措施。污泥氣管道、污泥氣貯罐的設計,應符合現行國家標準《城鎮燃氣設計規范》GB50028的規定。
7.3.13條規定:污泥氣貯罐超壓時(shí)不得直接向大氣排放,應采用污泥氣燃燒器燃燒消耗,燃燒器應采用內燃式。污泥氣貯罐的出氣管上,必須設置回火防止器。
7.3.15條規定:根據污泥氣的含硫量和用氣設備的要求,可設置污泥氣脫硫裝置。脫硫裝置應設在污泥氣進(jìn)入污泥氣貯罐之前。為什么要脫硫?主要考慮以下2點(diǎn):
1.防止與水汽形成氫硫酸腐蝕管道及設備。
2.防止沼氣中的硫在發(fā)動(dòng)機或鍋爐內燃燒后轉化成SO2污染大氣。經(jīng)調查,有些污水廠(chǎng)由于沒(méi)有設置污泥氣脫硫裝置,使污泥氣內燃機(用于發(fā)電和驅動(dòng)鼓風(fēng)機)不能正常運行或影響設備的使用壽命。當污泥氣的含硫量高于用氣設備的要求時(shí),應當設置污泥氣脫硫裝置。