摘要:本文敘述了污泥厭氧消化沼氣利用的運(yùn)行管理與注意事項(xiàng),介紹了污泥厭氧消化采用超聲波和臭氧的預(yù)處理技術(shù),以及利用厭氧消化所產(chǎn)沼氣進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)應(yīng)用。提出了厭氧消化利用沼氣是實(shí)現(xiàn)城市污水處理廠(chǎng)污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化的有效手段,具有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞:污泥,厭氧消化,沼氣,利用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市現(xiàn)代化的建設(shè),人們對(duì)生存環(huán)境的保護(hù)和改善意識(shí)不斷加強(qiáng)。促使越來(lái)越多的污水需要處理,而污泥是城市污水處理過(guò)程中不可避免的副產(chǎn)物。據(jù)估算,目前我國(guó)城市污水處理廠(chǎng)污泥量以每年10%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)[1],污泥出路問(wèn)題已經(jīng)十分突出。

一方面,污泥中不僅含有大量水分,還充滿(mǎn)著各種各樣的細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)及重金屬等有毒有害物質(zhì),如不妥善處理極易造成二次污染。另一方面,污泥又是一種資源,污泥中有大量的有機(jī)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分,能量巨大。在我國(guó)面臨著巨大的能源與環(huán)境雙重壓力的情況下,對(duì)污泥進(jìn)行資源化利用,不僅能夠解決污泥出路問(wèn)題,還能夠使污泥變廢為寶,這是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

污泥處理處置需要大量基建投資和運(yùn)行費(fèi)用,傳統(tǒng)的污泥處理費(fèi)用約占污水處理廠(chǎng)總運(yùn)行費(fèi)用的20%~50%,投資占污水處理廠(chǎng)總投資的30%~40%[2]。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)污泥的處置主要有排海、填埋、焚燒、堆肥等方式。但無(wú)論采取以上何種處置方式,在最終處置前都應(yīng)對(duì)污泥進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?實(shí)現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化,以減輕最終處置的負(fù)擔(dān)。污泥厭氧消化不僅能夠使污泥處理基本實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化、無(wú)害化和減量化,而且污泥消化過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電,是一種可再生的清潔能源;另一方面,剩余的熟污泥可根據(jù)其成分特點(diǎn)用作肥料、燃料或填埋,實(shí)現(xiàn)資源化。這對(duì)于我國(guó)這樣的能耗大國(guó)來(lái)說(shuō)具有更重要的意義。

1　污泥厭氧消化運(yùn)行管理

1.1　污泥厭氧消化預(yù)處理

由于污泥固體的生物可降解性,完全的厭氧消化需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,即使停留時(shí)間為20～30 d也只能達(dá)到中等程度的降解,僅能去除30% ～50%的VSS。而且消化池體積龐大,且基建費(fèi)用高昂,運(yùn)行管理復(fù)雜,沼氣產(chǎn)生率低,沼氣利用設(shè)備穩(wěn)定性差。提高厭氧消化效率的一個(gè)主要途徑是促進(jìn)污泥細(xì)胞的分解及胞內(nèi)有機(jī)物的釋放,增強(qiáng)其生物可降解性。國(guó)內(nèi)外研究者們紛紛開(kāi)展了相關(guān)研究,目前常用的是利用超聲波和臭氧對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1. 1. 1　超聲波預(yù)處理

用超聲波技術(shù)處理污泥,其原理是利用超聲波在液體中產(chǎn)生的“空穴”作用,形成極端的物理和力中國(guó)沼氣China B iogas 2009, 27 (2) 35學(xué)條件,局部可達(dá)5000℃高溫, 500巴高壓,以及剪切力。這就是空穴“內(nèi)爆”產(chǎn)生的所謂“熱點(diǎn)”,將微生物細(xì)胞壁擊破,同時(shí)釋放出酶。酶的作用使其余未被擊破的微生物細(xì)胞失去對(duì)發(fā)酵環(huán)境的適應(yīng)能力,成為厭氧微生物的營(yíng)養(yǎng)物迅速被消耗,從而大大加速發(fā)酵進(jìn)程。（東南大學(xué)市政工程系）

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