论文摘要
活性污泥工艺的污泥产生量大,处理处置费用高,已成为国内外许多污水处理厂的沉重负担,由于污泥量的增加,经济合理地解决污泥问题已成为市政和环境保护行业突出的重要任务。传统的污泥处理处置技术仅仅集中于污泥产生后的处理与处置过程,无法解决污泥大量产生的难题。污泥减量技术是在废水排放满足要求的情况下,使整个污水处理系统向外排放的生物固体数量达到最少,是解决污泥问题的理想途径。本文以能耗低、对环境无副作用的OSA工艺为基础,针对该工艺对脱氮无能为力的缺点,将OSA工艺的解偶联池引入到目前较为常见的AO脱氮系统,以求在实现污泥减量的同时达到脱氮的目的,并对AO+OSA系统污泥减量的机理及能量转化途径进行研究。本试验考察了AO+OSA污泥减量系统解偶联池不同的水力停留时间时系统的污泥减量能力。结果表明,在不受干扰的条件下,解偶联池水力停留时间为5.56h、7.14h和9h时,系统分别获得了31%、22%、20%的污泥减量率。解偶联池水力停留时间为5.56h时,主体反应区的低污泥产率和解偶联池的水解等造成的污泥衰减都对AO+OSA系统总的污泥减量效果有所贡献,其中解偶联池的污泥衰减贡献较大;解偶联池水力停留时间为7.14h和9h时,AO+OSA系统的污泥减量效果主要由解偶联池的水解等造成的污泥衰减贡献,其污泥减量作用主要发生在解偶联池。解偶联池水力停留时间为5.56h、7.14 h时,解偶联池的引入没有对AO脱氮系统的COD去除能力和脱氮能力造成明显影响;解偶联池水力停留时间为9h时,系统的COD去除能力没有受到明显影响,但其脱氮效果有所降低,具体原因还有待进一步研究。进行污泥减量的最终目的是减少污水处理的能耗。污水处理节能降耗包括外供能量转化过程的优化和系统内在能量利用分配的优化。污泥减量属于优化内部能量利用的范畴。因此本试验引入热力学分析手段和研究方法,对污泥减量系统的能量转化特征进行研究,以期为该领域的研究寻求新的突破点。本试验对进出解偶联池的污泥热值进行了研究。结果表明,解偶联池水力停留时间为5.56h、7.14h和9h时,不同水力停留时间不同批次的解偶联池进水污泥热值有所差别,但相差不大。解偶联池水力停留时间为5.56h时,进出解偶联池的污泥热值没有明显变化;解偶联池水力停留时间为7.14h和9h时,出水污泥的单位质量热值则要明显高于进水污泥的单位质量热值。且解偶联池水力停留时间越长,出水污泥单位质量热值高于进水污泥单位质量热值的量就越多。解偶联池水力停留时间7.14h工况下解偶联池进出水污泥元素分析的结果表明,解偶联池出水污泥碳、氮质量百分含量均高于进水污泥的碳、氮质量百分含量,说明解偶联池中发生了有机物的富集;解偶联池出水污泥氢质量百分含量低于进水污泥氢质量百分含量。进出水污泥中元素含量的变化导致了热值的变化。解偶联池水力停留时间为5.56h工况下,不考虑曝气、搅拌等外加能量的情况下,参照系统和减量系统的出水总化学能分别为输入总能量的4.16%和3.10%,排出的剩余污泥中化学能分别占38.48%和27.09%,以功和热的形式散失掉的分别占总能量的57.36%和69.81%。对于希望增加的以功和热的形式耗散掉的部分,减量系统比参照系统多了12.4%。这12.4%应该主要来自减量系统主体反应区和解偶联池。