基于资源综合利用探讨运城污泥处理.docx

? ? ? ? ? 基于资源综合利用探讨运城污泥处理 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 关键词： 园林绿化基质 好氧发酵 污泥处理 资源综合利用 1、城市背景 2018年，运城市常住人口535.97万人，比上年末增加2.36万人。全年全市生产总值1509.6亿元，按可比价格计算，比上年增长7.0%。其中：第一产业增加值225.7亿元，增长2.4%；第二产业增加值556亿元，增长7%；第三产业增加值727.9亿元，增长8.5%，三次产业构成由上年的16.0︰36.4︰47.6，调整为15.0︰36.8︰48.2，人均地区生产总值28229元，比上年增长6.5%。截至2018年末，运城市耕地保有量494326.7公顷，造林面积11887公顷，拥有森林面积46.8万公顷，森林覆盖率29.4%。 2、好氧发酵工艺 由于干化焚烧工艺成本较高，而中西部地区植被覆盖率较高，市政污水处理过程中产生大量污泥，其中含有大量的有机质、氮、磷等养分，污泥产物——有机肥具有资源再利用优势。所以中西部等地区处理污泥时常选择好氧发酵污泥稳定化技术，工艺流程如图1所示。脱水污泥与部分熟料混合达到不超过65%含水率，由装载机送入发酵仓内，经过14~30d翻抛机翻抛和仓底曝气系统曝气，使得物料充分发酵，含水率降低到40%以下。熟料在仓尾部由装载机出仓进入下一周期，部分熟料与脱水污泥返混重新发酵。堆肥工艺主要分为前处理、主发酵（一次发酵）、后发酵（二次发酵）和后处理、贮存几个流程。 2.1 污泥预处理 目前大部分污水处理厂出厂的污泥含水率普遍较高（≈80%），污泥结构紧密，通气性差；污水处理工艺中为了增加混凝沉淀效果，通常添加石灰做助凝剂，此类污泥pH值通常较高，无法进行发酵。来料污泥好氧发酵前必须进行预处理：如降低含水率、调节pH值、破碎筛分，然后再进行接种发酵。 2.1.1 降低含水率 堆肥过程中，含水率是一个重要因素。含水率会直接影响好氧堆肥的反应速度，影响堆肥最终效果，甚至关系到堆肥工艺的成败。来料污泥含水率通常在75%~85%，含水率过高，会使堆体内自由空间少，通气性差，使微生物产生厌氧发酵反应，不仅产生臭味，还会降低降解速度和发酵温度，甚至导致堆肥失败。好氧堆肥含水率最佳值为60%~65%。降低含水率的方式主要有两种，一种是进行二次脱水或污泥干化（烟气或蒸汽干化等）将含水率降至60%左右；另一种是将发酵后成品污泥或辅料与来料污泥混合至含水率60%左右。运城市污泥处理中心采用的是第二种方法，掺入大量有机干料和返混料。由于运城市污泥含水率高达80%，因此掺入的辅料（树枝、稻壳、玉米芯等）和返混料与污泥的比例约为2︰1。 2.1.2 调节pH值 pH值也是影响好氧堆肥的另一个重要因素。大部分微生物生长的pH值范围为6.0~7.5（中性或弱酸性）。因此，污水处理工艺中如果大量使用石灰的脱水污泥因其pH值呈11~13，必须经过调节才能进入发酵阶段。一般调节pH值的方法主要有两种，一种是用发酵后成品污泥回流来进行中和；另一种是在发酵过程中通入含CO2气体。运城市污泥处理中心污泥pH值适中，因前期添加大量返混料，不必特别进行pH值调节。 2.1.3 调整粒度 调节来料污泥的粒度可以有效调节发酵原料的通气透水性能，防止底物粒径过小形成局部厌氧环境，也可避免底物粒径过大造成降解过程中堆体坍塌，影响升温。脱水后污泥一般呈块状，压实得比较密实，需破碎或调整至1~2cm。运城市污泥处理中心的污泥因前期添加大量返混料，污泥状态已经呈松散蓬松要求，适合后期发酵反应。 2.1.4 接种 市政污泥中一般含有大量微生物，并含有大量的有机质、氮、磷等养分，但为了加速反应，还需要接种。运城市污泥处理中心在使用翻抛机进行快速发酵的同时，添加大量返混料，并且添加少量活性菌种（专利产品），加快发酵反应。 2.2 一次发酵 在发酵初期阶段，微生物活力较弱，产热量较少，升温较困难。而温度又是决定堆肥能否成功的关键因素。当外界气温较低时（冬季），污泥堆肥初期很难升温。因此，一定要将污泥含水率降低，保持污泥松散状态，添加微生物，通如空气，增加翻抛频率。靠微生物分解污泥中容易分解的有机物，产生二氧化碳、水和热量，使堆料温度逐步上升。根据温度曲线可以判断发酵过程的起始与结束。发酵初期的主角为嗜温菌，温度为45~60℃，接着是嗜热菌，温度在60~70℃。微生物分解完成后温度开始下降，一个发酵周期完成，大约为15d，冬季大约20d以上。由于发酵过程温度较高，最高可达到65~75℃及以上，高温杀灭大量有害菌、虫卵和草籽等，使得污泥性能得到改善。 2.2.1 二次发酵 二次发酵又称腐熟阶段，是将一次发酵的半成品继续静置，通入少量空气继续发酵，将难分解的大分子有机物进一步分解成腐