ClO2耦合超声波破解污泥隐性生长在污水处理系统中污泥减量研究

作     者：林嘉添 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡勇有

授予年度：2012年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：污泥减量 隐性生长 ClO2 超声波 

摘      要：剩余污泥的处理处置已凸显为重要的环境问题。常规污泥处理处置方法费用昂贵，因此减少污水处理过程中剩余污泥产量具有重要的经济和环境意义。 通过强化隐性生长，提高微生物的自身降解速率是目前主要的污泥减量技术之一。利用各种溶胞技术使细菌能够迅速死亡并分解成为基质再次被其他细菌代谢利用，其中一部分碳以CO2释放，从而使总污泥产量下降。超声波破解污泥效率高，但是存在高能耗的问题;化学溶胞较为经济，但是可能引进对生物有害的物质。为了寻求经济与安全的平衡点，本研究提出ClO溶胞耦合超声波破解污泥的预处理工艺。 烧杯单因素影响实验和正交实验研究结果表明，采用ClO耦合超声波破解工艺，最佳耦合参数为：ClO投加量4mg/g干泥，ClO处理时间60min，超声声能密度0.5W/ml，超声时间6min。各因素对细胞破解的影响顺序为超声时间ClO投加量声能密度。对含固率为0.5%-2.5%之间的污泥，上清液物质随含固率增加而增加，单位固体溶出物变化不大。污泥破解后生物活性降低96.6%。污泥破解溶出物营养丰富，TP：TN：COD达1:2:20， BOD/COD值达0.4，易生物降解。绝大部分污泥转化为可生物降解的二次基质。 1.8m3/d中试SBR系统的研究表明，可将70%的剩余污泥经ClO耦合超声波破解回流，不会对系统产生明显的影响，并实现减少52.4%剩余污泥排放，污泥自身氧化速率提高0.0107d-1。隐性生长对污水COD和NH4-N去除效果的影响甚微，对TN、SS去除效果影响在10%以内。而对TP去除效果影响较大，出水TP平均升高0.15mg/L，平均升高40.5%。隐性生长对系统污泥SVI影响不大，而污泥活性略有降低，但不会持续降低，可以长期稳定运行。经济评估结果表明，在污泥减量消耗2306元/吨干泥，与常规污泥处理处置成本基本相当。 ClO耦合超声波破解污泥工艺与单ClO溶胞工艺及单超声波破解工艺比较，采用ClO耦合超声波破解污泥工艺污泥破解效率高，污泥减量效果好，可实现52.4%的污泥减量效果。单ClO溶胞效果较差，仅能实现35.5%的污泥减量效果。但是由于超声波能耗大，最经济的污泥减量手段为单ClO溶胞工艺，其次为ClO耦合超声波破解工艺，单超声波破解工艺最不经济。 对某污水处理厂进行隐性生长生产性改造方案设计和减量效果预测。采用单ClO溶胞隐性生长，可减少污水处理厂剩余污泥量为2.22吨/天(折合含水率80%计)。每天可节约污泥处置成本342.5元。动态投资回收期为5.72年(按8%贴现率计)。