城市污泥厭氧消化處理技術(shù)

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1、城市污泥厭氧消化處理技術(shù)彭光霞李彩斌王立寧張曉慧（北京中持綠色能源環(huán)境技術(shù)有限公司北京100192）摘要：隨著我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)的推進(jìn)，城市脫水污泥的處理處置問(wèn)題越來(lái)越凸顯出來(lái)。目前我國(guó)多數(shù)城市污水處理廠多采用濃縮、脫水后外運(yùn)填埋或作農(nóng)肥。城市污泥中的生物質(zhì)能沒(méi)得到充分利用，造成了資源、能源的浪費(fèi)。污泥厭氧消化技術(shù)作為污泥處理處置的處理工藝，可以實(shí)現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化，可與多種工藝相結(jié)合，為現(xiàn)有污水廠污泥處理處置提供了很好的方向。關(guān)鍵詞：污泥處理處置、厭氧消化、分級(jí)分相、土地利用、資源化1概述污泥厭氧消化可以實(shí)現(xiàn)污泥處理的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化。污泥經(jīng)厭氧消化后，體積大

2、大減少，脫水性能大大提高，可實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和穩(wěn)定化；污泥在消化過(guò)程中，產(chǎn)生的甲烷菌具有很強(qiáng)的抗菌作用，可殺死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥衛(wèi)生化。同時(shí)，污泥厭氧消化產(chǎn)生大量的清潔能源--沼氣，可用作鍋爐燃料、直接驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)、沼氣發(fā)電提供污水處理廠的部分用電量、沼氣提純并網(wǎng)、沼氣提純用作汽車燃料等。1.1污泥厭氧處理技術(shù)原理厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行厭氧生化反應(yīng)，分解污泥中有機(jī)物質(zhì)的一種污泥處理工藝。消化過(guò)程中可回收能源，但消化后的污泥含水率較高，仍需進(jìn)一步脫水。厭氧消化可以實(shí)現(xiàn)污泥處理的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化。污泥厭氧消化是一個(gè)由多種細(xì)菌參與的多階段生化反應(yīng)過(guò)程，每一反

3、應(yīng)階段都以某類細(xì)菌為主，其產(chǎn)物供下一階段的細(xì)菌利用。厭氧降解過(guò)程的化學(xué)、生物化學(xué)和微生物學(xué)相發(fā)復(fù)雜，但是可以綜合三階段理論[2]：1）水解階段；2）產(chǎn)酸階段；3）產(chǎn)甲烷階段。9圖1厭氧消化三階段理論1.1污泥厭氧消化處理工藝的優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)2.2.1.污泥厭氧消化工藝主要優(yōu)點(diǎn)1）減少污泥體積：減少污泥中可降的有機(jī)物含量，使污泥的體積減少，與消化前相比，消化污泥的體積一般可減少1/2~1/3。2）穩(wěn)定污泥性質(zhì)：減少污泥中可分解、易腐化物質(zhì)的數(shù)量，使污泥性質(zhì)穩(wěn)定。3）提高污泥的脫水效果：未消化的污泥呈粘性膠狀結(jié)構(gòu)，不易脫水。消化過(guò)的污泥，膠體物質(zhì)被氣化、液化或分解，使污泥中的水分與固體易分離。4）利用

4、產(chǎn)生的甲烷氣體：污泥在消化過(guò)程中產(chǎn)生沼氣，沼氣中有用的甲烷氣體約占2/3，可作為燃料用來(lái)發(fā)電、燒鍋爐、驅(qū)動(dòng)機(jī)械等。5）消除惡臭：污泥在厭氧消化過(guò)程，硫化氫分離出硫分子或與鐵結(jié)合成為硫化鐵，因此消化后的污泥不會(huì)再發(fā)出惡臭。6）提高污泥的衛(wèi)生質(zhì)量：污泥中含有很多有毒物質(zhì)如細(xì)菌、病原微生物、寄生蟲(chóng)卵，極不衛(wèi)生。污泥在消化過(guò)程中，產(chǎn)生的甲烷菌具有很強(qiáng)的抗菌作用，可殺死大部分病原菌以及其它有害微生物，使污泥衛(wèi)生化。2.2.2.污泥厭氧消化處理工藝主要特點(diǎn)1）滿足污泥“四化”處理的要求穩(wěn)定化：通過(guò)厭氧消化，將污泥中揮發(fā)份降解；減量化：通過(guò)厭氧消化，絕干重減量30~40%；通過(guò)深度脫水，總量減量60~75%

5、；無(wú)害化：厭氧消化能夠殺滅絕大多數(shù)的病菌和蛔蟲(chóng)卵；資源化：厭氧消化產(chǎn)生的沼氣能夠用以供熱、發(fā)電等。2）符合“循環(huán)利用、節(jié)能降耗、安全環(huán)保、穩(wěn)妥可靠”的原則3）符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向9通過(guò)厭氧消化處理，回收污泥、糞便及其他有機(jī)廢棄物中的生物質(zhì)能，貫徹了可持續(xù)發(fā)展理念；為生態(tài)城市（Eco-City)、宜居城市的持續(xù)發(fā)展提供支撐和保障；減排的二氧化碳可進(jìn)行碳交易，形成碳匯。4）為區(qū)域內(nèi)的其他有機(jī)物處理提供了高效的厭氧處理基地在歐洲，尤其是德國(guó)，厭氧消化用于污泥處理、有機(jī)垃圾處理、餐廚垃圾處理已有三、四十年的歷史；隨著城市的發(fā)展，厭氧消化裝置將成為城市基礎(chǔ)設(shè)施的一部分。1城市污泥厭氧消化處理技術(shù)發(fā)展趨

6、勢(shì)?40年內(nèi)在池型、攪拌等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，建成的厭氧消化裝置也都能穩(wěn)定運(yùn)行。?70年代初，Ghosh和Pohland提出了兩相理論。Lettinga教授認(rèn)為，分級(jí)的厭氧生物反應(yīng)器將是未來(lái)發(fā)展的方向之一。?從技術(shù)發(fā)展上講，基本形成了下面所示的發(fā)展趨勢(shì)：2.1分級(jí)/分相厭氧消化20世紀(jì)70年代初期，Pohland和Ghosh[4]等人在厭氧消化領(lǐng)域首先提出了“相分離”的概念，即將產(chǎn)酸發(fā)酵菌和產(chǎn)甲烷菌分別富集在分離的環(huán)境中，滿足各自最適的pH、氧化還原電位、負(fù)荷、堿度和溫度等條件，發(fā)揮各自最大的代謝能力。Pohland和Ghosh等提出的兩相厭氧工藝，由兩個(gè)分離的中溫厭氧反應(yīng)器組成，第一個(gè)反應(yīng)

7、器用于水解和酸化，第二個(gè)反應(yīng)器則主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)乙酸化并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)甲烷，最終完成整個(gè)厭氧消化過(guò)程。Dague首先提出了溫度分級(jí)的厭氧消化工藝，即由在高溫下運(yùn)行的第一級(jí)厭氧消化反應(yīng)器和在中溫下運(yùn)行的第二級(jí)厭氧消化反應(yīng)器組成，使污泥首先在高溫下得以厭氧消化，隨后繼續(xù)在中溫下進(jìn)行厭氧消化。為了給產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌提供各自的最佳生長(zhǎng)環(huán)境，產(chǎn)酸/9產(chǎn)氣兩相厭氧消化在兩個(gè)反應(yīng)池中進(jìn)行。這種組合工藝優(yōu)點(diǎn)：?提高有機(jī)物降解率