覆膜人工滤层干化处理污水污泥试验研究

摘要

根据我国目前城市建设发展水平及生态环境保护需求，开发高效、经济、节能和环境友好的污泥处理工艺具有重要意义。污泥自然干化技术是降低污泥含水率的有效途径之一。本文介绍干化床在分离污泥固、液组分方面的用途，通过竖式强化渗滤自然干化与消化反应器的现场试验，考察覆膜人工滤层干化床处理镇江市征润州污水处理厂剩余污泥的效果，分析含水率及有机质含量等指标的关系，并对该工艺的适用性进行综合评价。研究结果表明：
　　 ①经过1年的运行后，干化床截留了污泥中98.5％的固体物质和99.9％的细菌，污泥产量为0.02m3干泥/m3生污泥，渗滤液体积占进泥量的76％。污泥含水率和有机质含量分别降至75.4％、33.67％，污泥减量率和有机物去除率分别达到97.8％、44.1％，污泥显著减容且稳定性得到明显的改善，且污泥减量和消化稳定这两个过程互为促进。污泥细菌总数降至9.8×105个/g，细菌去除率达99.7％，即常温消化在反应时间较长的情况下也可有效杀灭细菌，但干化床的浓缩效应使得污泥中重金属含量出现一定程度的升高。
　　 ②基于污泥自然干化过程中体积、含水率和比阻的变化规律，构建了污泥减量模型和强化渗滤模型，通过模型计算拟合出的污泥减量率和渗滤液排放量与实测值基本一致，这两个模型能够较好的解释覆膜人工滤层干化床内污泥的强化渗滤干化过程，可用于污泥减量预测。
　　 ③PAM调质预处理试验表明：投加PAM后，覆膜人工滤层干化床渗滤系统出水能力急剧降低，运行20d天后即停止出水，污泥干化速度缓慢且存在底层污泥板结的问题；此外，PAM不利于消化细菌与有机底物充分接触，常温消化受到抑制，降低了污泥稳定化速率。
　　 ④覆膜人工滤层干化床较佳的运行模式为：进泥周期为100～120d，进泥周期内平均有机负荷为0.3～0.6kgVSS/(m3.d)，污泥总停留时间为360d，每日搅拌3～4次并要求及时排除上清液。
　　 ⑤本工艺可满足征润州污水处理厂的污泥处理需求，污泥经过自然干化处理后氮、磷养分含量较高，保留了原有的土地利用价值，但存在锌、铜等重金属浓度超标的问题，可将其堆肥处理后用于土壤改良。渗滤液和上清液的污染物含量超标，需排至该厂原有的稳定塘系统进行处理。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 文献综述

1.1污水的排放及城市污泥的产生

1.1.1城市污水的排放

1.1.2城市污泥的定义及来源

1.1.3城市污泥的产量估算

1.1.4污泥的组成

1.1.5污泥的基本性质

1.2污泥对环境的影响

1.3污泥处理处置技术研究进展

1.3.1污泥处理处置工艺概述

1.3.2国外污泥处理处置现状及发展

1.3.3国内污泥处理处置现状及发展

1.3.4污泥处理处置新工艺

1.4污泥自然干化技术

1.5课题研究目的及意义

1.5.1研究背景

1.5.2研究目的

1.5.3研究意义

2 研究内容和方法

2.1研究内容及技术路线

2.1.1研究内容

2.1.2工艺流程

2.1.3技术路线

2.2试验区自然条件

2.2.1地理条件

2.2.2光照和气温

2.2.3降水

2.3试验材料与方法

2.3.1覆膜人工滤层干化床的设计

2.3.2供试污泥

2.3.3覆膜人工滤层干化工艺的反应原理

2.4试验设计

2.4.1污泥自然干化试验设计

2.4.2干化污泥土地利用可行性研究

2.5检测指标及分析方法

3 覆膜人工滤层干化床处理污水污泥效能研究

3.1污泥减量化效果

3.1.1污泥脱水动力学

3.1.2剩余污泥的减量化

3.1.3污泥减量模型的建立及检验

3.1.4污泥含水率与减量率的关系

3.2污泥稳定化效果

3.2.1有机质的变化规律

3.2.2剩余污泥的稳定化

3.2.3有机物去除率对污泥减量效果的影响

3.2.4有机物去除率与含水率的关系

3.3污泥无害化效果

3.3.1重金属含量变化规律

3.3.2细菌总数变化规律

3.4污泥结构的变化

3.4.1宏观结构变化

3.4.2微观结构变化

3.5自然干化对污泥脱水性能的影响

3.5.1污泥比阻的变化

3.5.2强化渗滤模型的建立

3.6渗滤液产量及其水质

3.6.1覆膜人工滤层干化床累计进泥量及渗滤液产量

3.6.2渗滤液水质

3.7讨论

3.7.1反应器的搅拌问题

3.7.2介质过水能力

3.7.3顶盖的开启次数及时间

3.8本章小结

4 阳离子PAM调质预处理试验

4.1试验目的和方法

4.2 PAM调质预处理对覆膜人工滤层干化床处理效果的影响

4.2.1滤层过水能力的变化

4.2.2污泥干化和稳定化效果

4.2.3污泥宏观结构变化

4.2.4污泥微观结构变化

4.3本章小结

5 覆膜人工滤层干化床运行模式研究及其适用性分析

5.1覆膜人工滤层干化床处理能力分析

5.2覆膜人工滤层干化床运行参数的确定

5.3泥饼的清运方式

5.4渗滤液处理方式探讨

5.5污泥消化气对环境的影响

5.6干化床处理对污泥资源化利用的影响

5.6.1稳定化要求

5.6.2基本理化指标和营养指标

5.6.3重金属

5.7征润州污水处理厂污泥处理工艺的选取

5.8效益分析

5.9本章小结

6 结论及建议

6.1研究结论

6.2建议

致谢

参考文献

附录