随着我国社会经济和城市化的发展,污泥的产量也在不断增加。剩余污泥含有大量的有害物质及未稳定的有机物,如果处理或处置不当,会对环境形成危害。目前一般都是对剩余污泥采取脱水后直接处置的方法,但脱水污泥含水率高、体积大、处置费用高。于是,处置污泥、减少污泥产量而不影响污泥的性能以及出水达标,已为当前污水处理厂需要解决的问题。 本研究在分析比较不同污泥减量方法优缺点的基础上,提出了超声波耦合ClO_2溶胞的污泥减量技术思路,开展了小试和中试研究。
得到如下结果: 采用中试规模为2.4 m~3/d的SBR系统,对其剩余污泥进行高声能密度的超声波处理,体现了不同含固率、声能密度和作用时间下污泥细胞破碎效果。结果表明,在声能密度0.5~3.0 W/mL内,含固率1.0%~1.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈线性升高;在声能密度1.0~3.0 W/mL内,含固率0.25%~0.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈平缓缓慢升高。高声能密度超声波适合对较高含固率污泥的细胞破碎;此时,上清液SCOD增幅和MLSS减幅以及NH_4~+-N、TN及TP升幅均与声能密度正相关。经超声波作用6min后,污泥形态结构已破坏。
对照两组SBR系统,其中一个SBR排出污泥的2/3用声能密度1W/mL的超声波处理6min后回流至反应器,体现系统的污泥减量效果及其对系统污水处理效果的影响。结果表明,SS、COD、TN以及NH_4~+-N的去除变化细微,出水TP含量略高于对照反应器,系统出水水质仍能保持达标。污泥净减少量约为2.9kg,减少了约45%,污泥减量反映较大。
通过单因素试验,体现了ClO_2的化学溶胞作用。结果表明,在ClO_2作用约1h后,污泥中部分微生物的胞内物质溶出进入水相,导致上清液SCOD、NH_4~+-N、TN及TP的升高。ClO_2投加量为6mg/g干污泥,适宜反应时间为40 min,温度在35℃。3因素3水平正交实验结果表明,超声波耦合ClO_2的剩余污泥细胞破碎效率的影响因素排序为:超声时间声能密度ClO_2投加量,处理条件为:超声波声能密度1w/mL,作用时间6min,ClO_2投加量6mg/g干泥。
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