污泥好氧消化的工藝類型有哪些

污泥好氧消化的工藝類型有哪些?污泥好氧消化一般有三種工藝：CAD、A/AD、ATAD。(1)CAD工藝傳統(tǒng)的好氧消化工藝(ConventionalAerobicDigestion，CAD)的構(gòu)造及設(shè)備與傳統(tǒng)活性污泥法相似，但污泥停留時(shí)間很長，其常用的工藝流程主要有連續(xù)進(jìn)泥和間歇進(jìn)泥兩種，如圖8-3所示。般規(guī)模較大污水處理廠的好氧消化池采用連續(xù)進(jìn)泥的方式，運(yùn)行方式與活性污泥法相似。規(guī)模較小污水處理廠的好氧消化池，可采用間歇進(jìn)泥，定期的進(jìn)泥和排泥，通常每天一次。影響CAD運(yùn)行的因素有以下幾個(gè)方面：溫度溫度對好氧消化的影響很大，溫度高時(shí)，微生物代謝活性強(qiáng)，即比衰減速率較大，達(dá)到要求的有機(jī)物VSS去除率所需的SRT短。當(dāng)溫度降低時(shí)，為達(dá)到污泥穩(wěn)定處理的目的，則要延長污泥停留時(shí)間。溫度對反應(yīng)速率的影響可用公式表示：K/k=Q(T-T)(8-9)1221式中kl,k2——溫度Tl、T2時(shí)的反應(yīng)速率；Tl,T2-溫度，°C;0—溫度系數(shù)，0=1.058。停留時(shí)間SRTVSS的去除率隨著SRT的增大而提高，但是相應(yīng)地處理后剩余物中的惰性成分也不斷增加，當(dāng)SRT增大到某一個(gè)特定值，即使再增大SRT，VSS的夫除率也不會(huì)再明顯提高。對活性污泥比耗氧速率(SOUR)也存在著相似的規(guī)律，SOUR隨SRT的增大而逐漸下降，當(dāng)SRT增大到某一個(gè)特定值,，即使再增大SRT，SOUR也不會(huì)有明顯下降。這一特定的點(diǎn)與進(jìn)泥的性質(zhì)、可生物降解性及溫度有較大關(guān)系，一般溫度為20C時(shí)，SRT為25?30d。pH值污泥好氧消化的速率在pH值接近中性時(shí)最大，當(dāng)pH值較低時(shí)，微生物的新陳代謝受到抑制，有機(jī)物的去除率隨之降低。在CAD工藝中，會(huì)發(fā)生硝化反應(yīng)，消耗堿度，引起pH值下降至4.5?5.5。因此大部分的CAD工藝中都要添加化學(xué)藥劑，如石灰等來調(diào)節(jié)pH值。曝氣與攪拌在好氧消化中，確定恰當(dāng)?shù)钠貧饬渴呛苤匾?。一方面要為微生物好氧消化提供充足的氧?消化池內(nèi)DO濃度大于2.0mg/L)，同時(shí)滿足攪拌混合的要求。使污泥處于懸浮狀態(tài)。另一方面，若曝氣量過大會(huì)增加運(yùn)行費(fèi)用。好氧消化可采用鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣，在寒冷地區(qū)采用淹沒式的空氣擴(kuò)散裝置有助于保溫，而在氣候溫暖的地區(qū)可采用機(jī)械曝氣。當(dāng)氧的傳輸效率太低或攪拌不充分時(shí)，會(huì)出現(xiàn)泡沫問題。污泥類型CAD消化池內(nèi)污泥停留時(shí)間與污泥的來源有關(guān)。一般認(rèn)為，CAD適用于處理剩余污泥，而對初沉污泥，則需要更長的停留時(shí)間。這是因?yàn)槌醭脸匚勰嘁钥山到忸w粒有機(jī)物為主。微生物首先要氧化分解這部分有機(jī)物，合成新的細(xì)胞物質(zhì)，只有當(dāng)有機(jī)物不足時(shí)，才會(huì)消耗自身物質(zhì)，進(jìn)人內(nèi)源呼吸階段。CAD工藝具有運(yùn)行簡單、管理方便、基建費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。但由于需長時(shí)間連續(xù)曝氣，運(yùn)行費(fèi)用較高。受氣溫影響較大，在低溫時(shí)處理效果變差，而目對病原菌的滅活能力較低，另外，CAD工藝中會(huì)發(fā)生硝化反應(yīng)，一方面消耗堿度，引起pH值下降，另一方面因硝化反應(yīng)耗氧，而致使供氧的動(dòng)力費(fèi)用提高。這就促使人們對傳統(tǒng)好氧消化工藝進(jìn)行改造，提出了缺氧/好氧消化工藝（A/AD）。（2）A/AD工藝缺氧/好氧消化工藝（Anoxic/aerobicDigestion,A/AD）即在CAD工藝的前端加一段缺氧區(qū)，使污泥在該段發(fā)生反硝化反應(yīng)，其產(chǎn)生的堿度可補(bǔ)償硝化反應(yīng)中所消耗的堿度，所以不必另行投堿就可使pH值保持在7左右。A/AD工藝需氧量比CAD工藝要少。圖8-4中介紹了A/AD工藝的三種常見的流程圖。其中，1工藝可實(shí)現(xiàn)對間歇進(jìn)泥的CAD工藝的改造，通過間歇曝氣產(chǎn)生好氧和缺

氧期，并要在缺氧期加攪拌設(shè)備而使污泥處于懸浮狀態(tài)，促使污泥發(fā)生充分的反硝化。工、III工藝是將缺氧區(qū)和好氧區(qū)分建在兩個(gè)池子里,曝氣I工藝而且兩工藝都需要硝化液回流，以提供反硝化所需的硝酸鹽。圖8-4A/ADX藝流程A/AD消化池內(nèi)污泥濃度及污泥停留時(shí)間等都與CAD工藝相似。ANXm工藝上清液沉淀池—消化出泥曝氣I工藝而且兩工藝都需要硝化液回流，以提供反硝化所需的硝酸鹽。圖8-4A/ADX藝流程A/AD消化池內(nèi)污泥濃度及污泥停留時(shí)間等都與CAD工藝相似。ANXm工藝上清液沉淀池—消化出泥內(nèi)回詭ANXH工藝上清液進(jìn)泥消化出泥—丄—4消化出泥進(jìn)泥進(jìn)泥，曝氣內(nèi)回流CAD和A/AD工藝的主要缺點(diǎn)是供氧的動(dòng)力費(fèi)較高、污泥停留時(shí)間較長,特別是對病原菌的去除率低。將溫度提高到高溫范圍（43?70°C）會(huì)大大提高對病原菌的去除,由此而開發(fā)了高溫好氧消化工藝。⑶ATAD工藝自熱高溫好氧消化工藝（AutoheatedThermophilicAerobicDigestion,ATAD）利用有機(jī)物好氧氧化所釋放的代謝熱，達(dá)到并維持高溫,而不需要外加熱源。由干采用較高的溫度,消化時(shí)間大大縮短（約6d）,高溫好氧消化具有較高的懸浮固體去除率，并且能達(dá)到殺滅病原菌的目的，見圖8-5。達(dá)到自熱高溫好氧消化通常需要以下三個(gè)條件：進(jìn)泥首先要經(jīng)過濃縮，MLSS濃度達(dá)40000?60000mg/L（或VSS濃度最少為25000mg/L）,這樣才能產(chǎn)生足夠的熱量。反應(yīng)器要加蓋，采用封閉的反應(yīng)器，同時(shí)反應(yīng)器外壁還要采取絕熱措施，以減少熱傳導(dǎo)的熱損失。采用高效氧轉(zhuǎn)移設(shè)備減少蒸發(fā)熱損失，有時(shí)甚至采用純氧曝氣。為防止短流并盡量殺滅病原菌，典型的ATAD系統(tǒng)一般采用間歇（分批）操作，至少兩個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)運(yùn)行。第一段溫度通常為45°C左右，一般不超過55C。第二段溫度通常為50?60C,—般不超過70C。ATAD工藝的影響因素有以下幾個(gè)方面：進(jìn)泥的要求進(jìn)入ATAD的污泥均應(yīng)先進(jìn)行濃縮，一方面可以減少消化反應(yīng)器的體積，降低攪拌和曝氣的能耗。另一方面可以提供足夠的熱量，使反應(yīng)器溫度達(dá)到高溫范圍。一般污泥經(jīng)過重力濃縮即可滿足要求。污泥負(fù)荷為F/M=0.1?0.15kgBOD/（kgMLVSS?d）的污泥適合用ATAD法處理。曝氣和攪拌ATAD采用高效率的曝氣系統(tǒng)，氧轉(zhuǎn)移率一般大于15%，這樣不僅可以減少能量消耗，還可降低因供氧造成的熱能損失。在ATAD中由于進(jìn)泥的濃度相當(dāng)高，再加上高溫的作用，般會(huì)有泡沫產(chǎn)生，有時(shí)甚至相當(dāng)嚴(yán)重。因此在ATAD設(shè)備中應(yīng)提供相應(yīng)的泡沫控制設(shè)備。pH值在ATAD中，由于高溫抑制了硝化細(xì)菌的生長繁殖，硝化作用一般不會(huì)發(fā)生，因此需氧量會(huì)比CAD大大降低，同時(shí)在CAD中由于硝化作用而使pH值降低的問題也得到了解決，實(shí)際上，在ATAD中pH值通?？梢赃_(dá)到7.2?8.0。而pH值的提高也會(huì)相應(yīng)地提高對病原菌的滅活。ATAD法能加快生物反應(yīng)速率，使需要的消化池容積縮小;能殺滅大部分的病原細(xì)菌、病毒和寄生蟲;同時(shí)由于高溫抑制了硝化作用，大大減少了氧的需求。這些優(yōu)點(diǎn)使得AT-AD在北美和歐洲的一些小型污水廠被廣泛采用。20世紀(jì)80年代以后，人們又開發(fā)了一種兩段污泥消化工藝將自熱高溫好氧消化工藝與中溫厭氧消化工藝相結(jié)合，即以一個(gè)一段的高負(fù)荷ATAD系統(tǒng)對污泥進(jìn)行預(yù)處理后再進(jìn)入中溫厭氧反應(yīng)器。工藝流程如圖8-6所示。

圖8-6兩段污泥消化工藝各污泥好氧消化工藝的比較及應(yīng)用如表8-7所示。盍佔(zhàn)青詭好氧涓優(yōu)工藝t匕轅工藝優(yōu)點(diǎn)射點(diǎn)CAD工藝咸轉(zhuǎn)動(dòng)力矗用咼機(jī)轉(zhuǎn)1設(shè)備貳單對病匝闌的訊時(shí)嘩低糕作運(yùn)行簡竿需熨相當(dāng)K^^RT雅夠在一池中冋時(shí)實(shí)現(xiàn)熬輪和再泥竝宦相當(dāng)大的反應(yīng)器陣積由于確此幫用便pH值下陣上清龍班冊吿就醞ifi化污祀問脫水桂能畫續(xù)舉工藝擾A