城市污水處理廠污泥的生物除臭_李鋼

1、城市污水處理廠污泥的生物除臭李鋼蔣克君仝恩叢方靜李亞青提要主要研究了微生物對(duì)生污泥臭味的去除作用及除臭過(guò)程中速效有機(jī)碳的含量的變化及除臭菌的抗熱性;并結(jié)合除臭試驗(yàn)做了日處理30t(含水率80%生污泥污泥處理廠的設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)分析。關(guān)鍵詞污水處理廠污泥生物除臭有益微生物菌肥植物速效營(yíng)養(yǎng)物耗氧發(fā)酵生物熱0概述近幾年,隨著人們對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)的提高,污水處理在我國(guó)得到了迅猛發(fā)展,但隨之帶來(lái)另一嚴(yán)重的環(huán)保問題,這就是如何妥善處置污水處理后產(chǎn)生的污泥,它已成為整個(gè)污水處理行業(yè)亟待解決的問題。處理好的污泥將是一種很好的資源,但隨意攤置必會(huì)造成對(duì)環(huán)境的二次污染。目前處理這種污泥的辦法主要是填埋和焚燒,但填埋和焚燒的經(jīng)

2、濟(jì)效益均為負(fù)效益,不太適合我國(guó)國(guó)情。處理污泥的再一種辦法就是綜合利用,即將污泥添加無(wú)機(jī)肥料、生石灰或粉煤灰,經(jīng)簡(jiǎn)單加工用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這種方法比較經(jīng)濟(jì),且符合我國(guó)當(dāng)今所提倡的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,但隨著一些城市污水處理廠的污泥有機(jī)復(fù)混肥料廠的建立和實(shí)際運(yùn)行后,發(fā)現(xiàn)該方法也存在一些問題,其中一個(gè)主要問題就是制造的污泥肥料有臭味。產(chǎn)生臭味的原因是因?yàn)槌鞘形鬯幚韽S的污泥含有部分帶有臭味的物質(zhì),如:硫化物、氨、腐胺類等,所以當(dāng)將它加工成為一種商品來(lái)儲(chǔ)存和施用時(shí),仍會(huì)向四周散發(fā)臭氣,繼續(xù)污染環(huán)境。這樣就大大地降低了污泥肥料的商品價(jià)值,并直接影響到污泥肥料在肥料市場(chǎng)中的生存和發(fā)展。目前,對(duì)于這種臭味的去除方法

3、主要有:化學(xué)除臭法,即添加化學(xué)藥劑(如:Ca(OH2與具有臭味的物質(zhì)反應(yīng),從而達(dá)到除臭的目的;物理除臭法,如活性炭吸附法、閃蒸法等;生物除臭法,主要是利用微生物除臭,通過(guò)微生物的生理代謝將具有臭味的物質(zhì)加以轉(zhuǎn)化,達(dá)到對(duì)污泥除臭的作用。前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是:較為簡(jiǎn)捷;其缺點(diǎn)是除臭效果不太好,且不是增加了污泥的堿度就是增加了污泥的體積。生物除臭法的優(yōu)點(diǎn)是:除臭效果較好;經(jīng)過(guò)微生物除臭還可進(jìn)一步降解污泥中各種大分子元素,增加其利于植物吸收的營(yíng)養(yǎng)成份;通過(guò)污泥除臭依靠微生物發(fā)酵產(chǎn)生的生物熱,可使污泥得到進(jìn)一步干燥,降低污泥烘干成本;這些具有除臭功能的微生物多是土壤中有益的微生物菌群,它有改良土壤的團(tuán)粒結(jié)

4、構(gòu)、改善土壤微生態(tài)環(huán)境,抵抗有害微生物功能;缺點(diǎn)是:除臭所需時(shí)間較長(zhǎng),占地面積大?？紤]到國(guó)內(nèi)許多中小型污水處理廠沒有污泥消化工序,產(chǎn)生的是生污泥,利用生物除臭的方法可起到污泥消化工序的作用,所以采用生物除臭法較好。1污泥除臭試驗(yàn)1.1試驗(yàn)材料與方法1.1.1試驗(yàn)材料保定市污水處理廠脫水生污泥;保定市污水處理廠篩選的有益菌。1.1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)取污水處理廠脫水生污泥自然晾干,粉碎;先將晾干的污泥分為兩份,一份在120下殺菌0.5h,另一份作殺菌空白。將上述每種污泥做兩種處理,一種接入5%有益菌液,另一種作相應(yīng)的空白,每種處理重復(fù)3次,在30下培養(yǎng),利用人體的嗅覺觀察分析污泥氣味變化(由于沒有找到污

5、泥臭味的檢驗(yàn)方法,本試驗(yàn)參照水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法中水的臭味檢測(cè)方法。1.2結(jié)果與分析1.2.1結(jié)果對(duì)照表(見表11.2.2培養(yǎng)前、后速效有機(jī)碳含量的變化(見表2 1.2.3結(jié)果分析22給水排水Vol.27No.22001 D OI:10.13789/ ki.w w e1964.2001.02.008表1試驗(yàn)結(jié)果對(duì)照處理時(shí)間/d污泥處理246810152030生污泥加有益菌+生污泥+滅菌污泥加有益菌+-滅菌污泥+注:臭味的強(qiáng)弱用“+”號(hào)的多少來(lái)表示,分+、+、+、+、-五級(jí)。表2培養(yǎng)前后速效有機(jī)碳含量項(xiàng)目培養(yǎng)前培養(yǎng)后速效有機(jī)碳/mg/kg58608740(1不加有益菌的污泥無(wú)論殺菌還是不殺菌其臭

6、味基本無(wú)變化;(2未經(jīng)殺菌的污泥加入有益菌后,其臭味雖有減少,但其效果較差,主要原因是污泥本身固有的微生物較多,且這些微生物早適應(yīng)了該環(huán)境,其生長(zhǎng)和繁殖能力較新加入的有益菌的要強(qiáng),這樣有益菌不能成為污泥中的主導(dǎo)菌,從而達(dá)不到除臭的效果;(3加有益菌的污泥以“殺菌的污泥”效果最好,隨著微生物的繁殖,4d后其臭味開始逐漸減弱,到第15天臭味基本被消除;(4針對(duì)污泥中有機(jī)質(zhì)高的特點(diǎn),在對(duì)污泥培養(yǎng)前后各營(yíng)養(yǎng)元素的監(jiān)測(cè)中,我們選擇了對(duì)污泥中水溶性有機(jī)質(zhì)(速效有機(jī)碳的測(cè)定。用篩選后有益菌培養(yǎng)污泥,速效有機(jī)碳增加49.1%,由于植物在土壤中只能直接吸收、利用水溶性的有機(jī)碳即速效有機(jī)碳,因此,污泥除臭培養(yǎng)可提

7、高污泥中有機(jī)碳利用率,進(jìn)而促進(jìn)植物快速增長(zhǎng)。2有益菌抗熱性試驗(yàn)考慮到這些除臭菌多是土壤中有益的正常微生物菌群,具有改良土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、改善土壤微生態(tài)環(huán)境,抵抗有害微生物功能,保留它們可使除臭后的污泥具有菌肥的作用,所以又做了以下除臭菌抗熱性試驗(yàn)。2.1試驗(yàn)材料與方法2.1.1試驗(yàn)材料保定市污水處理廠脫水污泥;保定市污水處理廠篩選的有益菌。2.1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)取污水處理廠脫水生污泥自然晾干、粉碎,在120下殺菌0.5h;將上述污泥接入5%有益菌液培養(yǎng)7d,除留一份作空白以外,其余4份分別做以下處理(每個(gè)處理重復(fù)3次,在50,60,90, 120加熱0.5h,然后按稀釋平板法進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。2.2結(jié)果

8、與分析2.2. 1結(jié)果對(duì)照表(見表3表3除臭菌抗熱性試驗(yàn)結(jié)果處理溫度/30506090120污泥帶菌數(shù)/個(gè)/g3.3×1088.5×1077.3×105002.2.2結(jié)果分析由表3可看出我們所篩選的有益菌在上述溫度下以30生長(zhǎng)最好,依次為50,60,在50雖有減少,但變化不太大,到60明顯減少,存活下來(lái)的菌主要以具有抗熱性的孢子為主,90以上所有有益菌均被殺死?；谝陨显囼?yàn),在污泥肥料后續(xù)加工工藝設(shè)計(jì)時(shí),二次烘干溫度應(yīng)以選擇低溫烘干,物料溫度以不超過(guò)50為好,這樣生產(chǎn)出來(lái)的污泥由于保留了這些對(duì)植物和土壤有益的除臭菌的活性,從而具有了菌肥的一定作用。3污泥除臭的經(jīng)濟(jì)

9、分析結(jié)合以上污泥除臭試驗(yàn),對(duì)污泥除臭在污水處理廠污泥處置中的應(yīng)用做了如下設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)分析(以日處理30t含水率80%的生污泥為例。3.1污泥除臭工藝(見圖1圖1污泥除臭工藝污泥加工工藝為:先將含水率由80%烘至55%以下,將有害微生物、蟲卵及草籽殺死,并為下一步好氧發(fā)酵創(chuàng)造條件;再接入菌制劑轉(zhuǎn)入好氧發(fā)酵倉(cāng)發(fā)酵,對(duì)污泥除臭、增加污泥中對(duì)植物有用的有效營(yíng)養(yǎng)成分、降低污泥的水分(通過(guò)發(fā)酵,污泥的水分一般可降至25%左右。然后再將污泥進(jìn)一步烘干、給水排水Vol.27No.2200123粉碎、添加無(wú)機(jī)肥料,圓盤造粒;或直接添加無(wú)機(jī)肥料、擠壓造粒;或直接包裝作為有機(jī)肥或菌肥銷售。3.2設(shè)備廠房估算3.2.1

10、生產(chǎn)設(shè)備(見表4表4生產(chǎn)設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量/臺(tái)功率/kW價(jià)格/萬(wàn)元2000型熱風(fēng)爐141.7531翻堆機(jī)FDJ-4000110.515初混機(jī)500×1500145曝氣及管路9-19-5.6風(fēng)機(jī)1114.5回填料斗容積8t11.52.5污泥斗容積8t11.52.5空心螺旋輸送機(jī)320×3000143廢氣輸送機(jī)1115.5皮帶輸送機(jī)QD80L=12m235配電14合計(jì)88.25883.2.2土建估算(見表5表5土建估算項(xiàng)目名稱土建面積價(jià)格/萬(wàn)元備注發(fā)酵倉(cāng)(發(fā)酵池35m×4.2m×2m10發(fā)酵車間220m28.8400元/m3計(jì)烘干車間210m28.4合

11、計(jì)27.23.2.3廠房設(shè)備總投資(見表6表6廠房設(shè)備總投資項(xiàng)目名稱價(jià)格/萬(wàn)元備注設(shè)備88土建27.2合計(jì)115.2投資概算不包括菌制品的設(shè)備和廠房的概算3.3污泥除臭成本分析(見表74結(jié)論試驗(yàn)表明利用有益微生物可清除污水處理廠中污泥的臭味,增加其利于植物吸收的營(yíng)養(yǎng)成分,如:速效有機(jī)碳的含量。同時(shí)通過(guò)污泥除臭過(guò)程中微生物發(fā)酵產(chǎn)生的生物熱,可使污泥得到進(jìn)一步干燥,降低污泥干化成本,增加污泥肥料的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)經(jīng)濟(jì)分析這種污泥處置方法是可行的,可節(jié)省污水處理廠前期投資費(fèi)用及日后生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用,尤其對(duì)尚無(wú)污泥消化工序的小型污水處理廠,無(wú)疑是一種比較好的污泥處置途徑。表7污泥除臭成本分析項(xiàng)目費(fèi)用/元/d說(shuō)明人工費(fèi)200每班5人、工作10h,20元/人,每天2班(每天以處理30t污泥計(jì) 動(dòng)力4870.5元/kW,烘干機(jī)工作日均17h,其它設(shè)備工作日均6h燃料1122200元/t,烘干機(jī)每日工作17h,即可將含水80%的30t污泥烘到50%以下設(shè)備折舊366.7設(shè)備價(jià)格88萬(wàn)元,按8年折舊,年工作300d廠房折舊45.3廠房及發(fā)酵倉(cāng)投資27.2萬(wàn)元,