【摘要】：截止2011年,我國城市、縣累計(jì)建成城鎮(zhèn)污水處理廠3038座,污水處理能力達(dá)到1.34億M3/日,相應(yīng)城市污泥產(chǎn)生量已達(dá)6×106干噸/年。城市污泥減量化、無害化與資源化是亟待解決的污泥處理處置領(lǐng)域難題。實(shí)現(xiàn)污泥高效脫水得到較低泥餅含水率(含水率小于60%)是解決這一系列難題的關(guān)鍵所在。而有效的污泥調(diào)理卻是實(shí)現(xiàn)污泥高效脫水的前提條件。國內(nèi)外研究者在采用物理、化學(xué)方法提高城市污泥脫水性能方面做了大量的研究,例如對城市污泥進(jìn)行水熱調(diào)理、微波調(diào)理、超聲調(diào)理及化學(xué)調(diào)理等。雖然上述方法對污泥的脫水性能有一定程度的改善,然而卻也存在很大的弊端。例如,水熱調(diào)理需要消耗大量的能量,同時(shí)調(diào)理后污泥脫水的濾液中含有大量的COD與氨氮。適度的超聲調(diào)理與微波調(diào)理可以使得污泥中微生物細(xì)胞裂解,進(jìn)而改善污泥的脫水性能,然而如果超聲與微波能量輸入太多,將使得污泥中微小的顆粒物增加,在實(shí)際工程應(yīng)用中堵塞濾布,使得脫水污泥含水率升高�？梢�,超聲與微波的最優(yōu)作用時(shí)間隨著污泥性質(zhì)的不同也較難掌握,使得此類方法在實(shí)際工程應(yīng)用中難以推廣�；瘜W(xué)調(diào)理雖然可以顯著的改善污泥的脫水性能,調(diào)理后的污泥可通過廂式壓濾機(jī)脫水至含水率60%以下。然而大量無機(jī)物的引入將降低污泥干物質(zhì)中有機(jī)物的含量,不利于污泥后期資源化利用。近20年來,生物瀝浸法被認(rèn)為是一種有效去除污泥重金屬的微生物技術(shù)。另外,本課題組前期實(shí)驗(yàn)室搖瓶實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明,該技術(shù)也可以對城市污泥實(shí)現(xiàn)較好的調(diào)理,顯著降低污泥比阻值,明顯改善其脫水性能。然而,相關(guān)研究中仍然存在很多問題不明朗。與常規(guī)物理、化學(xué)調(diào)理方法相較,生物瀝浸法有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?生物瀝浸過程中供微生物生長的最佳營養(yǎng)物質(zhì)加入量、污泥生物瀝浸中試研究穩(wěn)定性及污泥調(diào)理效果、生物瀝浸后污泥處置途徑等方面更是該技術(shù)實(shí)際工程應(yīng)用需要探明的關(guān)鍵問題。本文對上述迫切需要解答的關(guān)鍵問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究結(jié)論如下：城市污泥生物瀝浸調(diào)理與化學(xué)調(diào)理對城市污泥脫水性能的改善程度要明顯優(yōu)于水熱調(diào)理、超聲調(diào)理及微波調(diào)理。然而,與化學(xué)調(diào)理不同,污泥生物瀝浸后有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷等養(yǎng)分指標(biāo)無明顯降低。從污泥脫水性能及污泥脫水濾液及泥餅的化學(xué)性質(zhì)分析,生物瀝浸是一種可以提高污泥脫水性能,同時(shí)又便于后續(xù)脫水濾液與泥餅處理與處置的微生物技術(shù)。綜合考慮城市污泥生物瀝浸過程中系統(tǒng)酸化速度,體系中最佳營養(yǎng)物質(zhì)(專利號：201010221264)加入量為4g/L。兼顧污泥脫水性能與其重金屬的溶出效率,選擇pH-2.4為污泥生物瀝浸過程的終點(diǎn)比較合適,此時(shí)重金屬Cu的溶出率達(dá)到85%以上。利用工作體積為700 L的污泥生物瀝浸反應(yīng)器對城市污泥進(jìn)行序批式及連續(xù)模式處理。生物瀝浸后污泥經(jīng)過廂式壓濾機(jī)在0.3-0.4 MPa工作壓力下壓濾2h,脫水泥餅的含水率降低至58%,泥餅呈土黃色,無惡臭。同時(shí),污泥有機(jī)質(zhì)無明顯變化。泥餅中重金屬Cu與Zn的含量相對原始污泥分別降低了58%與88%。脫水泥餅在25℃條件下放置15h,泥餅的含水率下降至45%左右,放置96h后,含水率進(jìn)一步降低至10%以下。生物瀝浸反應(yīng)器污泥停留時(shí)間越長,推流式生物瀝浸系統(tǒng)越易達(dá)到穩(wěn)定。城市污泥的脫水性能也將得到較快的改善。兼顧反應(yīng)器利用效率與系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性,工程應(yīng)用時(shí)的較優(yōu)污泥停留時(shí)間(SRT)可以選擇2 d。生物瀝浸后脫水污泥相對于常規(guī)脫水污泥有較低的泥餅含水率與較快的水分蒸發(fā)速度。干基熱值為9250KJ/kg,含水率=32%,顆粒粒徑=8mm的污泥樣品在流化床焚燒爐中可以實(shí)現(xiàn)自持焚燒,爐溫可達(dá)800℃以上,爐渣的熱灼減率為2.36%。污泥高位熱值與污泥有機(jī)質(zhì)含量存在以下關(guān)系式：污泥高位熱值(KJ/kg)=污泥有機(jī)質(zhì)含量(%)×205.57。污泥有機(jī)質(zhì)含量、污泥含水率、污泥的顆粒破碎度、流化床布風(fēng)板風(fēng)量等因素共同決定著城市污泥的自持焚燒效果。論文研究成果對于城市污泥生物瀝浸后期工程化應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：X703
【圖文】：

圖１－１城市奇巧簡單填坑處置現(xiàn)場口ｏｉｌ年江蘇��？吉泥處置調(diào)查照片）逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｉｍｐｌｅ邋＜ｉｉｓｐｏｓａｌ邋ｆｉｌｌ邋ｓｉ把邋ｏｆ邋ｓｅｗａｇｅ邋ｓｌｕｄｇｅ逡逑全國僅有２０％污泥進(jìn)行制肥、安全填埋、焚燒等安全處置（見圖１－２）。然而，逡逑隨著人們對環(huán)境問題的不斷認(rèn)識Ｗ及對環(huán)境質(zhì)量要求的逐漸提高，污泥合理處置問題逡逑己經(jīng)受到社會各界的廣泛關(guān)注，污泥處理處置作為限制污水處理事業(yè)健康發(fā)展的薄弱逡逑環(huán)節(jié)及挑戰(zhàn)課題展現(xiàn)在污水污泥處置領(lǐng)域。逡逑３逡逑

化學(xué)污泥邐用化學(xué)沉淀法處理污水后產(chǎn)生的沉淀物稱為化學(xué)污泥或化學(xué)沉渣逡逑圖１－１城市奇巧簡單填坑處置現(xiàn)場口ｏｉｌ年江蘇��？吉泥處置調(diào)查照片）逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｉｍｐｌｅ邋＜ｉｉｓｐｏｓａｌ邋ｆｉｌｌ邋ｓｉ把邋ｏｆ邋ｓｅｗａｇｅ邋ｓｌｕｄｇｅ逡逑全國僅有２０％污泥進(jìn)行制肥、安全填埋、焚燒等安全處置（見圖１－２）。然而，逡逑隨著人們對環(huán)境問題的不斷認(rèn)識Ｗ及對環(huán)境質(zhì)量要求的逐漸提高，污泥合理處置問題逡逑己經(jīng)受到社會各界的廣泛關(guān)注，污泥處理處置作為限制污水處理事業(yè)健康發(fā)展的薄弱逡逑環(huán)節(jié)及挑戰(zhàn)課題展現(xiàn)在污水污泥處置領(lǐng)域。逡逑３逡逑

邐生物衡浸法促進(jìn)城市污泥脫水的效果與優(yōu)化運(yùn)斤研究逡逑圖１－２城市再泥規(guī)范處置現(xiàn)場口ｏｉｌ年江蘇省巧泥處置調(diào)查照片）逡逑Ｆ＂ｉｇ．邋１－２邋民ｅｇｕｌａｔｅ邋ｄｉｓｐｏｓａｌ邋ｓｉ化Ｓ邋ｏｆ邋ｓｅｗａｇｅ邋ｓｌｕｄｇｅ逡逑１．２城市巧泥處理處置難題逡逑污泥處理處置包含Ｈ方面內(nèi)容（秦俊芳，２０１０；馮凱和黃歐，２０１１；邋Ｎｅｙｅｎｓｅｔａｌ．，逡逑２００３；邋Ｗｏｊｃｉｅ沈ｏｗｓｋａ，邋２００５）：逡逑（１）

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 周克釗;;城市污水氧化溝生物除磷脫氮處理技術(shù)綜述[J];西南給排水;2005年02期

2 劉曉娟,張寧生;油田含油污泥微波處理實(shí)驗(yàn)研究[J];油田化學(xué);2004年03期

本文編號：2791489