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我公司加大ATAD工藝研發力度
作者:清水環保 ?? ??發布日期:2017-05-26

城市污水處理廠是解決水污染問題的重要手段,是改善城市水環境的重要手段。然而,大量的剩余污泥在處理過程中產生。剩余污泥中含有大量的微生物、致病菌、難降解有機物、金屬離子、植物營養物質等,因此剩余污泥極不穩定,容易導致二次污染,故城市污水處理廠污泥無害化處理成為日益突出的問題。

污泥中含有的有害病原體主要:細菌、病毒和寄生蟲卵,細菌有巴氏桿菌(沙門氏菌)、志賀氏菌、致病性大腸桿菌等。由于病原細菌主要是沙門氏菌和大腸桿菌,因此檢測糞大腸桿菌(糞便大腸)更加準確和有代表性的,糞鏈球菌(fecalstreptococci)在數量上僅次于糞大腸桿菌,和寄生蟲的殺傷活性溫度及糞大腸菌群的滅活溫度接近,方便檢測糞大腸菌群等三項指標,糞鏈球菌、多殺性巴氏桿菌的細菌病原體的代表。好氧消化,病原菌的滅活率高,根據美國epa503條款,確定病原菌達到一類污泥病原菌滅活標準為糞大腸桿菌<1000CFU/gTS,巴氏細菌<3MPN/4gTS,糞鏈球菌<1MPN/4gTS。

目前較為成熟的污泥穩定化技術是厭氧消化,但由于厭氧消化技術反應效率低、結構復雜、運行條件嚴格,致使其應用難度加大。

清水環保裝備有限公司致力于研發的ATAD工藝無害化處理設備又稱自熱高溫好氧消化(auto—heatedthermophilicaerobicdigestion,ATAD)技術是近年來備受關注的污泥無害化處理新技術,由于剩余污泥中含有多種微生物,如果保持好氧環境,污泥中的微生物可發生放熱反應,部分熱量用于自身的能量消耗、富余熱量積累后將導致反應系統溫度升高,在高溫條件下引起細胞溶解,細胞內物質釋放到溶液中,與細胞分泌物一起形成胞外聚合物(EPS),這些聚合物對污泥的脫水性能有顯著的影響,系統在高溫條件下還能實現滅菌、降低寄生蟲數量等功效,同時嗜熱菌在高溫條件下生長繁殖旺盛,嗜熱菌以死亡的細胞為基質,通過代謝作用達到降解有機物并滅活病源菌的目的,從而實現污泥穩定和減量。該技術在國內外已有報道,但是,由于不同地區污水處理廠的剩余污泥成分和性質差異較大,因而對污泥進行ATAD處理的效果相差甚遠。我公司研究針對特定泥源,通過實驗確定自熱高溫好氧消化技術處理該剩余污泥的最佳運行參數。

1材料與方法

1.1實驗無害化處理設備和流程實驗裝置系統見圖1。

 

無害化處理設備裝置由雙層有機玻璃制成,下部設計為圓錐體,方便排泥。反應器尺寸為300millX600mlTI,有效容積3OL。外裹厚約4cm的保溫材料,中下部設有取樣口。反應器的底部設置了微孔曝氣盤,曝氣泵通過氣體流量計調節后向污泥進行供氧,氣體流量計可有效控制供氧量;在反應器頂部插有帶探頭的在線溫度計,隨時監測反應溫度的變化。整個反應過程中反應器始終處于密封狀態,廢氣由頂部排氣口經過外置的洗氣裝置排放。每個反應周期結束,污泥由排泥口排放。

1.2實驗方法本實驗所用污泥為脫水污泥,其含固率為17%~19%。實驗開始前,先用水將污泥含固率調配到5%~8%,再用篩網篩泥,濾掉混在污泥中的大顆粒、雜質等。實驗采用間歇式反應系統,在反應開始前將調配好的3OL污泥一次性全部裝入反應器后,開啟攪拌和曝氣裝置,至溫度升至最高并達到穩定,結束反應周期。

1.3分析項目每天取樣測定樣品溫度、TSS、VSS、TOC、氨氮、比阻。

2實驗結果與討論

2.1實驗系統的最佳運行條件及效果通常來講,ATAD反應系統運行正常的基本衡量標準為反應溫度升高至45cI=以上、VSS去除率超過38%-1引,通過多次實驗摸索,確定本實驗系統的最佳運行條件為:進泥TSS質量分數為5%~8%,攪拌強度120r/min,曝氣量0.4—0.8l_Vmin,污泥停留時間12—15天。在最佳運行條件下,反應器對污泥的好氧消化處理效果如表1所示。

 

由表1可知,在最佳運行條件下,反應器中污泥VSS去除率>38%,無害化處理效果滿足美國EPA503的標準;DHA的去除率為94.33%,說明反應器中污泥的生物活性下降程度顯著,微生物滅活情況很好。消化后污泥的糞大腸菌、糞鏈球菌及巴氏細菌均未檢出,表示污泥已處于穩定狀態。然而,經過在反應器中的消化,污泥比阻增加3倍多,導致了污泥的脫水性變差。

ATAD系統的最佳運行條件進泥TSS質量分數為5%一8%、曝氣量為0.4—0.8L/min、機械攪拌強度為120r/min、污泥停留時間為l2—15天時,運行效果最佳。在此條件下,好氧消化可以使污泥溫度自動升至48℃、VSS的去除率達到40.2%,污泥趨于穩定,且滅菌效果好,污泥穩定程度達到美國EPA的A級標準。

我公司將繼續攻關,解決無害化處理設備的缺陷,提高設備自動化程度,增加無害化處理設備適用種類,帶領我國無害化技術提升到新的臺階。

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