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剩余有机污泥“零排放”工程性试验 阮志华 常州市武进环境保护研究所, 江苏 213161 摘要 采用活性污泥法处理有机废水产生的剩余污泥, 一般较难处置, 缺少有效的处理方法。 通过实验室试验成功的 基础, 经过为期 1 a 的现场运行考核, 采用常温兼氧酸化水解生物反应的新工艺, 解决了有机废水处理过程中产生 的剩余污泥, 实现了污泥“ 零排放” 。 将污泥处理与废水生物处理组合在同一系统, 不仅操作管理方便, 而且可提高原 处理系统的 CODCr达标率约 5～ 15。 该工艺特别适用于含氮有机废水处理系统, 可使 NH3-N 进一步脱氮去除。 关键词 剩余污泥 水处理设备 排污量 有机废水 1 引言 常州市某厂是生产锦纶6 帘子布的专业工厂, 在生产过程中产生的已内酰胺低聚合物有机废水 CODCr 1 000 mg L , 采用活性污泥法进行处理, 日 处理量约 1 500 t 。废水中的有机物,在好氧菌微生物 作用下,代谢为 CO2、 H2O 、 NH3等无机物 ,在整个水处 理过程中会产生剩余污泥, 长期以来, 由于剩余污泥 较粘稠,难以脱水和进一步处置。本研究在实验室试 验取得成果的基础上, 经为期 1 a 的现场运行考察, 采用剩余污泥常温兼氧酸化水解-三相生物反应新工 艺,完全能够适用该厂剩余污泥的特性 , 实现了污泥 “零排放” ,为有机废水所产生的剩余污泥处置开辟了 新途径。 2 实验室试验 2. 1 污泥特性试验 实验条件 沉降 SV 50～ 70; 污泥浓度 MLSS 2. 02～ 2. 52 g L ; 污泥体积指数 SVI 220～ 280mL g; 剩余污泥比阻 二级气浮池 4. 510 11 ～ 6 10 11 m kg ;一级气浮池污泥比阻 4. 5 10 10 m kg ; MLVSS MLSS 0. 935～ 0. 999。 试验数据说明, 二级气浮池剩余污泥比组与一级 气浮池污泥比阻十分接近 ,是造成脱水困难的主要原 因。MLVSS MLSS 值说明剩余污泥中有机物含量较 高,这样就可以经过碳化 、 氨化 、 硝化与反硝化变成对 人类无害的物质 。 2. 2 模拟试验 试验参数 温度 30 ℃ 2 ℃; 时间 24 h ; 生化 剩余污泥若干, 产酸驯化菌种若干 。 从模拟试验可观察到如下现象 在驯化产酸菌作 用下, 剩余污泥颜色由黄变黑 , 粘度由大变小, pH 由 弱碱性或中性变为弱酸性 ,最终固、液分离,上层有少 量黑色低分子有机物 ,下层为清晰的液体 。 3 工程性试验 3. 1 处置工艺流程 废水处理及剩余污泥处置工艺的流程如附图 。 附图 废水处理及剩余污泥处置工艺流程示意 3. 2 操作参数 反应温度 30 ℃ 2 ℃ 夏、秋季不加热, 冬、春 季以蒸汽加热, 至 30 ℃2 ℃后关蒸汽 。 反应时间 夏、秋 8 h,冬 、 春 24 h 。 处理量 生化二级气浮后的污泥 2 t d 。 3. 3 空白对照试验 在2 种不同条件下作相应的对照试验, 结果发 现,1 反应器中的污泥在驯化菌种的作用下发生了 生化反应, 而 2 反应器为空白对照 ,反应前后无明显 变化 见表 1 。 对加入菌种后剩余污泥在反应前后的 pH 值、 CODCr值、 NH3-N 值进行了多次测定 见表 2 。从表 1 和表 2 的数据可以看出如下几点 。 1 pH 值由反应初期的弱碱性变为反应终点的 弱酸性 ,与实验室测定结果相似。工程性试验中 pH 值变化不明显的原因 ,主要是实验室与现场测试所用 的污泥浓度不一致所致。前者较浓而后者较稀。 83 环 境 工 程 2005年 4 月第23 卷第2 期 表 1 两种不同条件下的对照试验结果 反应器编号菌种 时间 h pH温度 ℃镜检污泥颜色CODCr mgL- 1NH3-N mgL - 1 初终初终初终初终初终初终 110 kg247. 126. 703227豆形虫未检出淡黄黑色4 875 . 82 319. 21 . 2810. 00 2 空白无247. 097. 093220豆形虫豆形虫淡黄淡黄4 563 . 24 567. 56 . 366. 30 表 2 加菌种后剩余污泥中一些参数反应前后比较 pHCODCr mgL- 1NH3-N mgL- 1 初始终点初始终点初始终点 7. 276 . 295 019. 72 737. 18. 2813. 90 6. 756 . 324 234. 12 153. 19. 0914. 88 7. 416 . 466 302. 42 947. 29. 9416. 11 7. 176 . 236 387. 13 984. 84. 0211. 11 7. 646 . 914 555. 11 939. 26. 3311. 93 7. 146 . 474 747. 01 707. 09. 8016. 22 7. 366 . 803 110. 82 157. 39. 6914. 78 7. 426 . 896 494. 42 540. 57. 8611. 43 7. 236 . 652 343. 2795. 98. 4812. 98 7. 236 . 982 774. 51 040. 35. 8511. 36 2 反应前后的 CODCr值由大变小 , 说明在驯化 菌种的作用下, 经过生化反应, 其中有一部分物质转 化为 N2←、 CO2和 H2O ,另一部分物质亦由高分子转 化为低分子有机物。这有利于好氧菌的新陈代谢 。 3 反应前后 NH3-N 呈上升趋势, 这同样证实了 在反应器中发生了生化反应。 上述情况表明, 加入了菌种处置污泥的这一过程 后,其反应产物回到原来的水处理系统, 对出水的 CODCr值没有影响, 而达标率提高5 ～ 15。其他指 标如 BOD5、SS、NH3-N、pH 等, 亦都符合废水排放 要求 。 4 效益分析 1 实现了污泥“零排放” ,每年共减少约 600 t 污 泥排放量 ,有效地保护了环境 。 2 该污泥处置工艺 ,可推广应用于全国化纤行 业,特别是锦纶厂废水处理站剩余污泥的处置 ,同时 也可适用于食品、制药 、有机化工厂等厂家以及城市 污水厂剩余污泥的处置。 3 此外 ,还节约了泥饼处理费、运输费等, 减轻 了工人的劳动强度, 具有一定的经济效益 见表 3 。 表 3 采用新工艺后一些明显可算的经济效益 处理方法 污泥处理费 万元a- 1 日常运行药剂费基建设备投资费排污费累计 脱泥27 . 5 机房、加药设备泵、脱 污机等共约 50 3. 681. 1 污泥“零排放”零 试验及设备改造费等 约 8 零8 5 结语 剩余有机污泥采用常温酸化水解- 生物反应新工 艺,从而突破了剩余污泥加药处理的传统方法, 其经 济和社会效益显著。经过现场运行考察 ,证明实验室 方法成功可行, 并积累了一些应用方面的经验, 为推 广应用提供了依据。从 1 a 多现场工程性试验来看, 该工艺虽还有待进一步改进 , 但有几点结论是较明 确的 。 1 污泥酸化水解-生物处理新工艺是污泥处理 的新方向, 实现了剩余有机污泥“零排放” 。 2 将污泥处理与废水生物处理组合在同一系 统, 不仅操作管理方便, 而且提高了原处理系统 CODCr的达标率达 5～ 15。 3 该工艺特别适用于含氮有机废水处理系统, 在污泥水解酸化的过程中进行一系列反硝化作用 ,可 使NH3- N 进一步脱氮去除。 作者通讯处 阮志华 213161 常州市武进环境保护研究所 2004- 08-18 收稿 声 明 为适应我国信息化建设,扩大本刊及作者知识信息交流渠道, 本刊已加入“中国期刊全文数据库” , 其作者 著作权使用费与本刊稿酬一次性付给。如作者不同意将文章编入该数据库 ,请在来稿时声明 ,本刊将做适当处 理,如不声明视为同意。 84 环 境 工 程 2005年 4 月第23 卷第2 期 converted to aconitic acid by inner -dehydration. The synthetic conditions and biodegradability of the copolymer were studied and the results showed that production had optimal perance when the qualitative amount of chain transfer agent was 10. AA -AA had better scale inhibition perance and good biodegradability, which could be biodegraded to 60. 3 in 30 days. Keywords aconitic acid, copolymer and biodegradability ELEMENTARYINTRODUCAITONTONEWDREDGINGPROCESSFORRIVERAND RESERVOIRXiang Wenying et al 77 Abstract Several traditional dredging s for river and resevoir have been analysed and compared. Then, a new process has been presented, that is air -lift assisted with self -excited oscillation pulse water jet for dredging. The authors analyse the theory of the new process, demonstrate the mechanism of continuedprocesswhile crushing and pumpping the solid accumulation under thewater. At last, the relation between the pressure of air compressor and the dredging amount has been analysed. Keywords dredging, air -lift, self-excited oscillation pulse water jet and crushing EFFECT OF ADDITIVE ON COMBUSTION CHARACTERISTICS OF COALQiang Feng et al 79 Abstract For studying the effect of additive on the combustion characteristics of a coal, five metal oxides and salts were chosen as potential additive components, and by employing the cross -cut experimental , their effects on the combustion characteristics of char particles were examined. Based on the analysisof range and variance, the optimum composition of additive was then derived. Further experiments revealedthat the additive with composition as proposed by this research could effectively reduce the ignition temperature of the coal and increase its calorific value during combustion. Finally, on the basis of the experiments, the mechanism of the promotion of coal combustion was discussed. Keywords coal, additive and combustion characteristics APPLICATION OF SPRAYING TECHNOLOGY FOR SGLZ-Ⅲ SLAG TANK IN SHOUGANG GROUPWang Cunzheng et al 81 Abstract The spraying technology for SGLZ -Ⅲ slag tank has been applied to No. 3 steel -making plant of Shougang Group successfully . The application results proved that this technology can eliminate effectively dust pollution which caused by the slags padded under slag tanks, increase the rate of the first emptying slag tanks and decrease the loss of slag tanks. It has notable environmental, social and economical benefits. Keywords slag tanks, spraying and rate of first emptying slag tanks ENGINEERING TEST OF “ZERO DISCHARGE” OF RESIDUAL ORGANIC SLUDGE Ruan Zhihua 83 Abstract It is generally difficult to treat the residual sludge produced by treatment of organic wastewater through activated sludge process. Based on the successful laboratory tests and through the examination of field running for one year, a new process of normal temperature aerobic hydrolytic acidification -biological reaction was used to eliminate the residual sludge produced during treating organic wastewater and realized“ zero discharge ” of the sludge. The new process features convenient operation andmanagement, which can also increase the qualified rate of CODCrof the original system by 5～ 15. Therefore it can be applied especially to the system of treating organic wastewater containing nitrogen. Keywords residual sludge, water treatment system, amount of sludge -discharging and organic wastewater STUDYTHINKINGOFENERGY-CONSERVINGOXIOATION DITCH TECHNOLOGYOF SEWAGE DISPOSAL IN CHINALiu Zuwen et al 85 Abstract It is expounded that the technical development of oxidation ditch andthe superiority in the choice of technology of sewage disposal in the small and medium -sized cities. According to the current situation of sewage disposal in small and medium-sized cities in China and the application characteristics of the technology of oxidation ditch, it is put forward that the study thinking of the energy -conserving technology of sewage disposal, which fits for the current situation of sewage disposal in small and medium-sized cities in China. Keywords municipal sewage, oxidation ditch and energy -conserving technology Manager Central Research Institute of Building and Construction of MCC Group Editor The Editorial Department of Environmental Engineering Publisher Industrial Construction Magazine Agency 33, Xitucheng Road, Haidian District, Beijing 100088, China Telephone 01082227637、82227638 Fax 01082227637 Chief EditorWeng Zhongying Domestic All Local Posts DistributorChina International Book Trading Corporation P . O. Box 399, Beijing China Journalistic Code ISSN1000-8942 CN11-2097 X E-mail Addresshjgc hjgc. com. cn WWW Addresshttp www. hjgc. com. cn 6 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23, No. 2,Apr. ,2005