论文部分内容阅读
厌氧消化可以实现污泥的减量化和资源化,但传统污泥厌氧消化的进泥浓度仅3~5%,这就需要较大体积的消化池,占地面积大,加热能耗高。采用高含固污泥厌氧消化,可以缩减设施体积、降低保温能耗。然而,高含固污泥黏度高,搅拌困难,再加上我国污泥有机质含量偏低,这些因素都会影响高含固污泥厌氧消化的性能。目前,高含固污泥厌氧消化性能及其影响因素还缺乏研究。针对这一实际需求,以昆明市污泥处理项目为背景,进行了高含固污泥厌氧消化实验,提出了低温热预处理优化的方法,主要研究结论如下:(1)高含固污泥厌氧消化要达到与传统厌氧消化类似的效果,需要更长的消化时间。传质困难是影响序批式高含固污泥厌氧消化性能的主要原因。搅拌不充分时,中间产物容易产生积累,游离氨是对消化系统产生抑制的关键因素。(2)逐渐提高进泥浓度,低浓度厌氧消化系统可成功过渡到高固体厌氧消化系统,并能从不稳定状态恢复到稳定状态。搅拌充分的高含固污泥厌氧消化系统中,挥发性脂肪酸浓度为200~400 mg/L,游离氨浓度低于250 mg/L,中间产物没有积累,具有与低浓度消化相当的有机质降解率和沼气产率。污泥有机质降解率与进泥有机质含量近似成正比。(3)低温热处理可以有效溶出高含固污泥中有机质,并降低污泥黏度。热处理后形成的高浓度挥发性脂肪酸和低pH不会对后续厌氧消化产生抑制。采用70°C对高含固污泥进行30 min预处理,可以有效提升消化性能。在污泥停留时间同样为22天时,沼气产率提高14.5%,有机质降解率提高9.5%;在达到同样消化效果时,污泥停留时间可以从22~30天缩短为15~22天。(4)通过能耗的分析发现高含固污泥厌氧消化的主要能耗在于搅拌,当进泥有机质含量大于40%时,大部分产能可用于发电。加70°C热预处理后,消化系统的输出能量下降5.6%,但考虑有机质降解率的提高,节约了干化系统的能耗,所以综合考虑“消化系统+干化系统”,70°C热预处理在经济上是可行的。(5)对消化污泥进行调理脱水时,有热预处理时的消化污泥需要更多的混凝剂。用三氯化铁调理比用聚丙烯酰胺调理的效果更好。消化污泥中总养分含量和重金属含量可满足园林绿化用的要求;消化污泥中无机物成分主要是二氧化硅和氧化铝,按一定比例与黏土混合后可用于制陶。