自热式好氧厌氧体化反应器处理城镇污水厂污泥的试验研究.pdf

Performance of self-heating aerobic-anaerobic integrated reactor in treating municipal sewage treatment plant sludge A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Doctor ’s Degree of Engineering By Li Guo Supervised by Prof. He Qiang Specialty: Municipal Engineering Faculty of Urban Construction and Environmental Engineering of Chongqing University, Chongqing China June, 20 14 中文摘要 摘 要 近年来，我国城市生活垃圾清运量快速增加，但一些城市垃圾无害化处理能 力不足，配套设施不齐全，造成“垃圾围城”的现象时有发生。污水处理厂污泥 产量也在不断增长，但普遍存在的污泥出路不畅已影响到污水厂的正常运行。小 城镇由于经济发展水平和相关技术人才的缺乏，垃圾和污泥处理的问题更为突出， 因此，开发一种成本可接受、管理运行简便的技术已迫在眉睫。围绕节能减排与 循环利用这一重大原则，本研究在课题组前期小试成果的基础上，开发了自热式 好氧厌氧一体化反应器（SHAAI反应器），反应器由污泥仓和垃圾仓组成，二者容 积根据热量平衡要求，依据小城镇生活垃圾实际产生量与同等规模污水处理厂污 泥产生量的比值确定，这样既能充分利用垃圾产热为污泥厌氧消化提供温度条件， 还具有节约投资和用地，便于管理，实现垃圾和污泥处理区域平衡的优势。以大 渡口区的生活垃圾及大渡口污水处理厂储泥池的污泥为研究对象，对反应器进行 了系统的试验研究，取得的主要结论如下： 3 ①开发了自热式好氧厌氧一体化处理中试反应器，垃圾仓有效容积为 5.28 m ， 3 污泥仓有效容积为 0.9 m ，污泥仓外室与内室体积比为 1.48:1，垃圾仓和污泥仓分 别采用好氧堆肥和厌氧消化的方式开展试验研究。 ②利用 SHAAI 反应器进行了启动试验研究，每天处理垃圾 200kg，污泥投配 率为 10%，在启动试验过程中，污泥仓内、外室温度与垃圾仓温度变化趋势基本 一致，而且温度相差不大，说明垃圾仓产热对污泥仓温度变化的影响显著，二者 之间的传热效率较高；反应器运行稳定，污泥仓内 pH 值、碱度、VFA 和 SCOD 等指标均在微生物适宜生存范围之内；污泥浓缩效果较好，排泥体积较进泥减少 68%，而有机质去除率仅为 13.2%。 ③在 15%、20%和 25%等投配率下进行了 SHAAI 中试反应器处理效能的研究。 结果表明：污泥仓的温度变化趋势与垃圾仓的基本一致，在污泥投配率为 20%时， 反应器的处理效能最好，污泥仓平均温度 35.2 ±2.5 ℃；在该投配率下，污泥仓内、 外室的 pH 值、碱度、VFA 和 SCOD 均在厌氧菌适宜的范围之内，没有出现酸化 现象；反应器浓缩效果较好，含水率由进泥的 98.4 ±0.6%降至排泥的 89.7 ±1.8%， 污泥体积减少 84.5%；VS/TS 由进泥的 0.393 ±0.02 减少至排泥的 0.299 ±0.008， 有机质平均去除率为 24.0 ±3.6%；日均产气量为 110L/d，其中，甲烷占气体总体 积的 61