污泥消化处理试验研究.doc

污泥消化处理试验研究1消化试验的工艺流程及装置本次试验采用两套消化装置，一套用来作污泥投配比试验，另一 套用来作一次加泥的消化历程试验1.1消化工艺的流程图榊沅池「削f |月卜［业‘（播］r I』if*拓it : | | r j t til1.2 污泥消化试验装置消化装置的主体是有机玻璃柱，有效容积 13L,消化柱周围用电热丝加热，用继电器和节点温度计进行恒温控制，上部用泥斗加泥， 下部出泥管排放消化后的污泥，柱中心装设搅拌装置，产生的气体通 过消化柱上端出气管进入集气瓶，从集气瓶出来的气体经过气体流量 计随时记录产气量在消化柱内设玻璃连通管用做观测柱内液面高度 和测定pH值2试验内容、方法及条件试验污泥是取自截流污水沉淀试验每天排放的新污泥2.1 投配比试验消化柱首次加泥13kg，待污泥培养接近成熟后开始每天按投配 比例加泥，排泥量按投加量及消化柱的玻璃连通管的液面严格控制 柱内保持恒定泥量，随时观测柱内温度和产气状况，柱内不断均匀搅 拌，速度为20r/min2.2 消化历程试验一次性加泥13kg，中间过程不加新泥也不排泥2.3 主要分析项目含水率、pH VSS碱度（抽测）、产生的气体测定CH、CQ、COH。

表1消化试验控制条件投配比试验（u柱）消化历程试验（I柱）方式顷目4液配率5液配率首次投泥量/L131313每日投泥量/mL520650投加时间每日一次每日一次控制温度/C33 ± 0.533± 0.533± 0.5搅拌方式连续连续连续消化前后污泥取样量/g2020203主要考察的内容3.1 投配比试验（H柱）①初沉池污泥消化前后含水率；②不同投配比情况下的产气量;③气体成分含量；④污泥消化率；⑤单位污泥产气量 （L/L）;⑥初沉池污泥VSS平均含量（g/L）3.2 消化历程试验（I柱）①考察消化过程中pH变化；②产气量的变化情况；③污泥消化 周期4 试验运行情况4.1 污泥投配比试验（H柱）H柱从8月22日装泥，直到8月30日前为污泥培养阶段在此 段时间内pH在5.5〜6.8之间，产气量很少，从8月31日起产气量 逐渐增加， 9 月 1 日开始向柱内进泥和排泥，到 9月 5 日产气量基本 平衡，其pH迅速提高到7.2以上，9月9日气体成分分析结果也可 看出甲烷比例已达到 43%以上说明厌氧消化的两个阶段兼性厌氧菌 和甲烷菌的代谢达到平衡， 消化正常运行 从 9 月 9 日到 9 月 21 日， 按4%投配比共运行16天。

H柱从9月26日重新装泥，至10月6日 10天时间为污泥培养阶段，在此阶段内 pH在5.5〜5.8之间，产气 量很少，从 10 月 7 日产气量增加， 同时进行 5%投配率的进泥和出泥， 到10月9日产气量已达到平衡，柱内 pH上升到7.2以上，10月9 日气体分析结果甲烷比例已达到 77%，说明代谢平衡，消化正常从 10 月 9 日开始，到 11 月 7 日结束，正常运行 29 天4.2 一次投泥消化历程试验I柱从9月13日加泥，至10月10日基本不产气，共运行28天, 每天测定柱内pH值并记录产气量，监测碱度变化5试验结果统计及分析（见表2）表2污泥消化试验结果统计表投配比试验消化历程试验I柱H柱4液配H柱5液配0平均含进泥95.6495.9591.81水率/%出泥92.4692.6394.45平均VSS进泥45.0849.7031.12含量/%出泥23.2425.5920.08pH范围进泥5.8 〜6.35.9 〜6.86.2出泥7.05 〜7.57.2 〜7.77.15碱度/mg/L2 3002 400 〜2 7000污泥消化率/VSS%48.4548.5635.48日平均产气量/L/d10.8113.300单位污泥产气量/L/L20.7920.460单位VSS产气量/L/g1.061.02美国污水 处理厂设 计手册(0.5 〜0.75)分解单位VSS产气量/L/g2.182.10美国污水 处理厂设 计手册(0.87 〜1.12)单位污泥VSS量/g/L19.6520.130VSS负荷 /g/(L .d)0.791.0105.1 投配率试验结果分析5.1.1 VSS负荷有机物负荷是影响污泥消化的重要因素， 本试验用VSS负荷来分析不同污泥投配率的消化效果。

从表2中可见5液配比的VSS负荷为1.01g/(L - d)，大于4液配比0.79g/(L . d)的污泥负荷4液配率的消化时间为25天，5%殳配率的消化时间为20天根据资料介绍，最佳消化时间为25天左右5.1.2 pH值和碱度从理论上看消化反应的两个阶段， 第一阶段主要是兼性厌氧菌起 作用，首先是细菌表面和周围介质中的酶将高分子有机物水解成水溶 性简单有机物，兼性菌将这些简单有机物通过细胞膜的选择吸收并在 细胞膜内代谢，产生的挥发性脂肪酸、醇、醛、酮等都是第二阶段甲 烷菌的养分，产酸菌和甲烷菌必须在适当 pH值和碱度范围内才能保持代谢平衡，消化才能正常进行，试验中两种投配比正常运行时 pH 均在7.05〜7.5之间，碱度超过2 300mg/L说明此时pH值范围和 碱度是较合适的5.1.3 VSS的消化率有机物的消化率随时间的延长而增加但本次试验 4%投配率时 VSS的消化率仅为48.45%,反略低于5液配率VSS的48.56%消化率 其主要原因是 4%投泥是在 8 月下旬和 9 月上旬，这一季节雨量较大， 截流污水沉淀试验污泥中 VSS含量较低，仅为45.08%,在含水率相 同时，自然VSS低时会使消化率有一定下降。

因此在试验结果中并没 有表现出 4%投配率的消化率高5.1.4 含水率消化污泥的含水率均较低,为 91.81%〜95.95%是因为沉淀试验 每天排一次污泥,污泥在池底沉积时间较长,有一定的浓缩因此提 高了污泥有机质的含量，使 VSS的量增加，单位污泥产气量达 20.79L/L，但单位VSS产气量为1.02L/g〜1.06L/g另外含水率低 使容积负荷加大5.1.5 产气量日平均产气量实际是单位污泥在整个消化过程产气时的积分和,可用公式表示式中V产气量；f(t)――是随时间、有机物浓度、成分、温度等变化的产气量的函 数；n――停留天数在单位污泥VSS含量相等、消化条件相同时，污泥负荷大，日平 均产气量高，单位污泥产气量低；污泥负荷小，日平均产气量低，单 位污泥产气量高因此在设计中应综合考虑单位污泥产气量和平均产 气量，以合理发挥消化设备的处理效果5.1.6 气体成分污泥消化产生的气体中主要成分有 CH、CO、N2、CO等，在试验 过程中对气体成分的含量做了多次测定，其测定结果统计于表 3中表3气体成分分析表日期I柱日期H柱4液配比CH4/%CO/%N/%CK4/%CO/%N2/%H29.142.1 0.1373.1微量9.943.710.139.2微量9.176.80.1 63.3微量汁52.6 6.：2 17.2微量9.2111.40.2367.3微量9.17 85.7 6.4.5微量9.2377.911.58.0微量9.20 8,4.2 9.(6.2微量9.2578.016.07.0微量日期H柱5液配比9.2783.00.6 12.0微量10.9 77.0 9.(6.2微量9.2884.35.86.5微量10.1176.59.55.4微量10.573.55.1 22.0微量10.2081.35.96.2微量10.965.03.3 2C.9微量11.3 68.5 9.：4.6微量从本次试验两种投配比率单位 VSS产气量看，均高于美国污水处 理厂设计手册所提出的值。

另外VSS产气量和分解单位VSS产气量均 高于美国污水处理厂设计手册所给的值，基本原因是美国污水处理厂 污泥是混合污泥，本次试验是初沉池污泥5.2 污泥消化历程试验结果分析I柱进行消化历程的试验，考察整个污泥消化周期，并了解污泥 消化各时期产气及pH值变化规律图1和图2为全程消化过程产气 量和pH值变化曲线图1消化历程产气量曲线图2消化历程pH变化曲线整个产气过程分为两部分，前一部分产气量达到高峰前，产气量 逐日增加消化过程由酸性发酵向碱性发酵阶段过渡，开始阶段 pH值低，酸度高，后一阶段碱度升高，pH值升高到7以上，产气高峰 过后实际上柱内有机物含量下降，营养不再过剩，产气量逐日下降， 当泥中可分解的有机物消耗将尽以后， 产气消化过程结束可见消化周期为28天〜29天从产气量变化曲线中可以看出消化 12天左右产气量达到高峰，pH值在7.5左右产气量最大，说明甲烷菌消化控 制pH在7.5左右最为适宜开始阶段抽测的碱度为 170mg/L,后一 阶段抽测的碱度为2 700mg/L分析结果可见前一阶段 CH含量低， N2含量高，中后期CH含量高，CO和N2含量低6消化后污泥毒害物质含量的测定对消化后污泥中的毒害物和成分进行了分析和监测， 结果见表4从检测结果可以看出长春市污水厂消化后的污泥均符合国家规定的《农用污泥中污染物控制标准》（GB428什84）。

污泥中N P含量较 高，重金属和其它毒害物质均较低，因此可作为改良土壤用表4污泥样品检测结果1#2#3#平均值标准值pH7.47.57.37.4Cu/mg/kg64.625111.43879.75085.271500Pb/mg/kg41.51321.24421.72528.1541000毒Cd/mg/kg0.5130.7810.6690.65420害Zn/mg/kg450.538628.050395.063491.2101000As/mg/kg8.3204.7105.6606.23075物Hg/mg/kg0.1000.025v 0.0070.04415Cr/mg/kg48.20012.93110.90624.0121000CN/mg/kg1.0005.2503.0003.083酚/mg/kg1.50812.934未检出苯并(a )芘/mg/kg2.302.8660.1741.9673肥分N/mg/kg9 22014 39020 10014 570P/mg/kg2 689.6。