超声波—缺氧/好氧处理城市污泥的示范工程研究

【摘要】随我国的污水处理产业得到了快速发展,污水处理能力及处理率增长迅速,带来了污泥产量的迅速增加。然而,我国污泥处置的发展相当滞后,缺少污泥安全处置处理的有效方法,污泥造成的二次污染问题日显突出,污泥的问题已到了不容忽视的地步,研究开发污泥安全处理处置新技术已经迫在眉睫。本文根据项目前期实验室小试试验结果,进行了超声波-缺氧／好氧和缺氧／好氧消化城市污泥的实验室中试对比试验,在此基础上,设计并完成一套示范工程装置,通过在广州某污水处理厂现场的示范工程试验,建立了超声波-缺氧／好氧工艺处理城市污泥的动力学模型,并通过年成本法估算出示范工程装置处理城市污泥的费用。首先利用自主设计实验室半连续中试装置,对比研究了超声波-缺氧／好氧和缺氧／好氧消化城市污泥的效果。研究表明,经25天的消化稳定后,两种工艺消化城市污泥都达到稳定状态,超声波预处理城市污泥VSS去除率达到51.98%,未经超声波处理城市污泥VSS去除率42.98%。两种工艺消化的污泥TCOD以及污泥上清液中的SCOD.TP和NH3-N的变化趋势相似,但经超声波-好氧／缺氧消化的污泥上清液中硝态氮和亚硝态氮浓度较传统好氧／缺氧消化的高,说明经超声波处理后,污泥中的硝化细菌的活性增强,硝化反应加快。其次设计了一套超声波-缺氧／好氧消化污泥的示范工程装置,并在广州某一污水处理厂现场进行了3个月的示范工程试验。试验结果表明,经过20天左右的驯化,该工艺系统达到稳定状态,日均处理污泥量为0.25m3(含水率以99%计),排泥的VSS浓度去除率达到50%以上,TCOD的去除率大于53%,排泥上清液中的SCOD(?)氏于80mg/L。根据试验中对排泥上清液中氮素形态变化分析显示,系统稳定前污泥中反硝化作用加强,系统稳定后反硝化作用稍有减弱。最后根据示范工程试验结果,建立了超声波-缺氧／好氧工艺处理城市污泥的动力学模型,并估算出示范工程装置处理城市污泥的费用。依据微生物动力学模型的理论基础、增长速率模型(Monod模型)、微生物底物利用速率模型、物料平衡分析以及实验数据的分析,超声波-缺氧／好氧处理城市污泥反应器动力学模型方程为：通过现场的示范工程装置造价和示范工程运行的经济成本进行分析,运用年成本法推算出利用超声波-缺氧／好氧工艺处理每吨污泥(含水率为99%计)为122.35元。本文的研究结果为城市污泥超声波-缺氧/好氧工艺的实际推广和应用提供了实验依据。
【作者】占星星；
【导师】孙水裕；
【作者基本信息】广东工业大学，环境工程，2012，硕士
【关键词】城市污泥；超声波-缺氧/好氧；示范工程；动力学模型；经济运行成本；

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