城市污泥生物沥浸法增量运行模式和餐厨垃圾蝇蛆处理新工艺研究：中试与生产性试验

摘要

随着我国城市化进程的加快，城市污泥处理量逐年提高，城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加，目前我国城市污水处理厂每年排放的脱水污泥（含水率80％左右）约3800万t，并且每年还呈10％-15％的增长趋势。城市污泥的减量化、无害化与资源化处理与处置问题已经不容忽视。污泥的深度脱水（指含水率低于60％）是解决这一问题的关键所在。
　　生物沥浸技术是近年发展起来的新型污泥脱水技术，该技术不仅能够去除污泥中的重金属，病原菌和恶臭，还能明显改善污泥的脱水性能。城市污泥经过生物沥浸处理后直接通过隔膜厢式压滤机（俗称“板框压滤机”）压滤，污泥含水率能降至60％以下，且易粉碎。粉碎后的污泥能直接用于堆肥，实现城市污泥的减量化、无害化和资源化。本课题组建设的无锡太湖新城污水处理厂污泥生物沥浸示范工程已成功运行近5年，该基地原设计每天稳定处理含水率96％-97％的浓缩污泥100m3左右。然而随着污泥处理量要求越来越高，如何在现有设备和工艺的基础上增加每日污泥处理量（即“增量运行”工艺）成为亟需解决的问题。是否可以利用生物沥浸法联合物理化学方法来改善污泥的脱水性能，以提高污泥的处理量？这些方面仍知之不多。为此，本文依托太湖新城污水处理厂污泥生物沥浸示范工程基地的平台，通过中试、和生产性试验进行了上述摸索，获得较大成功。
　　随着人们的生活水平的提高，餐厨垃圾的产生量日益增加，餐厨垃圾处理不当会严重影响人类生活环境。目前，我国餐厨垃圾的处理尚属起步阶段。常规处理流程是先对餐厨垃圾进行分拣，然后经过高温蒸煮的方式来油、固、液三相分离，其中的油脂被用来提炼生物柴油;液相餐厨废水进入厌氧发酵系统进行处理;固相餐厨垃圾则采用卫生填埋、燃烧、厌氧发酵、堆肥及蚯蚓堆肥等方式处理，但是一般存在资源化利用效率低、经济效益不理想的缺点。为提高固相餐厨垃圾的资源化利用率和经济效益，本文设计了一套蝇蛆处理餐厨垃圾的方案，并配合成套的设备通过中试试验进行了验证，效果明显。
　　结果总结如下:
　　1、研究发现，无锡太湖新城污水处理厂所产生的浓缩泥经过生物沥浸处理后含有大量生物沥浸微生物，其脱水性能得到很大的改善。试验结果表明，利用这些含有大量生物沥浸微生物的生物沥浸污泥作为接种物，再加入1.5-2倍体积的待处理原始污泥，加入微生物营养剂，反应很短时间后进一步添加能够剥离和聚沉亲水性较强的微生物胞外聚合物(EPS)的活化剂，强化混合物的脱水性能，然后直接压滤脱水，可达到与直接压滤生物沥浸污泥的同等效果，该方法处理时间短，可提高池容处理效率。通过工艺的优化，并经过生产性试验的检验，获得如下工艺模式:用45m3待处理的浓缩污泥泥，接种25m3生物沥浸污泥（含有大量的生物沥浸微生物），加占待处理浓缩污泥干物质12％左右的营养剂（约占待处理污泥体积的0.45％）反应2-3h，然后加占污泥体积0.23％的活化剂，搅拌0.5h。经过上述处理后污泥过滤比阻可以从处理前的33.2×1012 m/kg下降到0.69×1012 m/kg以下，降低97.9％，经过隔膜厢式板框压滤机压滤后泥饼含水率能降到60％以下，压滤液无色无味，可以直接排到污水处理厂直接处理，而不会产生任何影响，新工艺每天能处理近300m3左右浓缩污泥。
　　为验证上述工艺仍主要是微生物作用的原理，本文以无锡新城污水处理厂的浓缩污泥作为研究对象，仅采用物理化学法处理，即不接种生物沥浸污泥，但同样添加营养剂和活化剂。结果发现，经过压滤机进泥压榨后，污泥脱水效果远没有生物沥浸处理的效果好，说明生物沥浸微生物在新工艺中仍然起了主导作用。
　　2、利用蝇蛆处理餐厨垃圾后，餐厨垃圾能减量75％以上，处理后的餐厨垃圾物无臭味，质地蓬松，有机质≥45％,含水率≤30％,养分和有害物质等指标符合国家标准《有机肥料》(NY525-2012)，可以进一步转化为高值生物有机肥。1 t餐厨垃圾可产生约0.2 t的蝇蛆，蝇蛆干燥后含蛋白质高达60％，具有很高的经济价值。用蝇蛆处理餐厨垃圾可100％资源化而且不产生二次污染，不但有很好的环境效益，还有很高的经济效益，可实现良性运行。

目录

声明

摘要

第一章 污水污泥深度脱水和餐厨垃圾处理技术的研究进展

1 我国城市污泥处理研究进展

1．1 我国城市污泥处理现状

1．2 污泥深度脱水技术

2 污泥生物沥浸技术

2．1 生物沥浸法的原理

2．2 生物沥浸工艺流程

2．3 污泥生物沥浸技术的研究进展

2 餐厨垃圾处理技术的研究进展

2．1 餐厨垃圾的特征

2．2 餐厨垃圾的处理技术

3 本论文的研究目的和内容

第二章 生物沥浸法促进城市污泥深度脱水的增量运行工艺研究

1 材料与方法

1．1 供试污泥与接种物

1．2 生物沥浸工程的主要构筑物和设备

1．3 生物沥浸增量运行模式中试试验

1．4 生物沥浸增量运行模式生产性试验

1．5 测定方法

2 结果与讨论

2．1 中试试验效果比较

2．2 生产性试验大板框压滤效果比较

2．3 可行性分析

3 结论

第三章 餐厨垃圾蝇蛆处理方案设计和中试运行效果

1 主要生产工艺及其说明

2 主要设备及试验

2．1 主要设备

2．2 试验方案

3 结果与讨论

4 结论

第四章 结论与建议

参考文献

致谢