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            您的位置 首頁 污水污泥

            剩余污泥強化厭氧消化預處理技術

              隨著城鎮化建設和現代化腳步的加速,在我國廢水處理行業獲得了迅速發展趨勢,廢水處理水平和工藝都是在不斷發展??墒?,污泥處置產生的現象逐步展現出來,主要表現若污水處理站沒經妥善處置…

              隨著城鎮化建設和現代化腳步的加速,在我國廢水處理行業獲得了迅速發展趨勢,廢水處理水平和工藝都是在不斷發展??墒?,污泥處置產生的現象逐步展現出來,主要表現若污水處理站沒經妥善處置的淤泥隨便堆積,可能使污染物質以淤泥的方式向自然環境中轉換,會引起地表水、地下水等水質的二次污染,與此同時,淤泥中所包含的電力能源也會產生消耗,因而,針對其蘊涵電力能源的回收利用,厭氧消化技術性是一條十分關鍵的途徑。

              盡管淤泥對自然環境具備不良影響,但鑒于其富含大量的的有機化合物和微量元素,因而變成淤泥資源化再生使用的主要確保。目前常用的厭氧消化技術性難以有較高的沼液轉換高效率(一般在30%~45%),關鍵是由于厭氧發酵病菌在曝氣生物濾池環節無法毀壞淤泥病菌的植物細胞及其木質素構造。因此,各種各樣淤泥前處理方式應時而生,關鍵目標便是毀壞淤泥中細菌病毒的植物細胞及木質素構造以釋放出來體細胞中普遍存在的有機化合物、糖原、蛋白等,因此 ,提升淤泥溶胞高效率是加強淤泥厭氧消化的重要。

              1、剩下污泥處理的特性

              剩下污泥處理的含水量極高,沒經加工處理的淤泥含水量可以達到97%~99%,其成份構成還存有人體脂肪類、蛋白、甲基纖維素、腐殖等。除此之外,還富含大量的的微生物菌種、有害有機化合物、重金屬超標、無機化合物等。在其中,人體脂肪類、蛋白、含糖量等歸屬于便于厭氧消化溶解的化學物質,可順利地在產甲烷菌的生物化學功效下轉換變成甲烷氣體;但這其中的木質素、腐殖類及淤泥本身的生物細胞則很難被厭氧消化所溶解。因而,現階段剩下淤泥預備處理的分析主要是聚集在兩層面,一方面是探尋大幅度減少剩下淤泥含水量的將會方式;另一方面則是尋找適合的辦法對多余淤泥開展預備處理,以更改難溶解有機物的構造及使體細胞粉碎,釋放出來體細胞內可新陳代謝的化學物質,從而提升厭氧消化階段沼液的生產量、甲烷氣體的轉換高效率,并降低消化吸收池的容積和停留的時間,及其淤泥最后處理的量。

              在污泥處置環節,污泥處理高效率的大小將很大地危害淤泥的產出量,是事后開展淤泥運輸、消化吸收和開發利用的主要確保。一般包含作用力高濃、機械設備脫干、干化、凍融循環脫干等解決方式,也是有一些新辦法在持續被我們科學研究,比如,表活劑和微生物瀝濾的聯用、改性材料玉米秸稈粉的應用等。事實上這種方式當中有一些方式針對加強厭氧消化階段一樣有著較大的協助。而專業對于加強厭氧消化階段的預備處理則包括有物理學預備處理、有機化學預備處理、微生物預備處理等,在其中一些方式還與其它方式聯用做為協同預備處理。

              2、剩下淤泥預備處理科學研究

              2.1 機械設備預備處理

              應用工業設備預備處理淤泥一般具備構造簡易,方便使用,不造成難溶解有機化合物等優勢??茖W研究較多的有髙壓勻質法、轉動球磨機法、溶胞離心分離等。髙壓勻質法是淤泥在非常高的壓力下,一般在幾十Mpa,低速檔進到均質機,在這其中忽然減少工作壓力,造成淤泥在壓力差下造成較強的撞擊力,在猛烈的紊動和空蝕功效下,淤泥部分溫度上升,促使淤泥體細胞粉碎。轉動球磨機法是運用水泥球磨機快速旋轉,鋼質圓球拌和、撞擊淤泥,造成剪切應力來促使淤泥構造發生改變。髙壓勻質法、轉動球磨機、溶胞離心式等必須應用大型的機器設備,且設備維護等較不方便,雖已經有運用,但破譯高效率與其它辦法較為稍低。因為剩下淤泥含水量極高,機械法所造成的熱量被多余的耗費,造成其毀壞淤泥絮體和細菌體細胞一般不充足。因而,機械設備方式的缺陷能夠根據與別的預備處理方式結合而填補。SunYuxiao等運用水力旋流器和堿(pH=11)協同預備處理得到了較好的實際效果,VFA提升了23.75%,甲烷氣體生產量提升了32.28%。

              2.2 物理學預備處理

              剩下淤泥物理學預備處理辦法中科學研究較多的有熱打法、微波加熱法、超音波法、對焦單脈沖法等。熱打法是最傳統的一種污泥處置方式,過去被視作淤泥消化吸收前的優選方式 。根據對淤泥加溫造成微生物菌種的植物細胞因脹大而裂開,進而使當中的有機化合物很多釋放,與此同時也能夠減少淤泥粘度并提高脫干率。在熱打法中,最常運用的環境溫度在80℃~180℃,時間為20min~40min,工作壓力為600kPa~2500kPa。根據眾多的研究發現,溫度越高,熱裂解實際效果越好,可是,過高的溫度(超出200℃)不僅會提升耗能與此同時也會形成難溶解化學物質,乃至毒副作用化學物質(美拉德反應)。因而,充分考慮耗能、容量等要素,選用100℃以內的熱裂解方法較多。整體而言,熱打法發展趨勢相對完善,在世界各國眾多工程項目上獲得運用,但依然面對著耗能高、加溫不勻稱、停留的時間等太久難題。

              微波加熱法是以無線電波轉換為能源對淤泥加溫,因其加溫速度更快、解決效果非常的好、實際操作非常容易等優勢逐漸慢慢取代傳統的熱打法,還易與其它辦法開展協同應用。倪曉堂等科學研究較為了幾類敏化劑協同微波加熱和微波加熱-雙氧水的污泥處置實際效果發覺,以二氧化鈦做為敏化劑的微波加熱功效被提高,淤泥中C、N、P的釋放出來均有明顯提升。王晶等將微波加熱與MEC協同應用解決市政工程淤泥,最先運用600W微波輻射180s,在0V~1.2V工作電壓下,系統軟件甲烷氣體生產量、SCOD、VSS均有明顯提升,與實驗組對比各自提升了89.4%、56.9%和39.9%。單應用微波加熱法能夠得到不錯的解決實際效果,但在高耗能多以找尋合適的敏化劑或與其它方式聯用為方位。

              在剩下淤泥中,超音波(>20kHz的聲波頻率)功效下建立的空蝕汽泡奔潰裂開造成水質極高的水流量根據淤泥固態表層,造成了快速的水射流。這類水射流造成的震波可以產生極強的機械設備剪切應力,與此同時還伴隨一定的熱功效、機械設備功效和化學效用,植物細胞因而獲得破譯。超音波法解決淤泥的作用由聲比能量和解決時間來決策,是能耗等級較高的正確處理方式,在海外已經運用。但也遭遇著能耗比較大的難題,必須找尋合適的技術參數和辦法來減少耗能。汪中宇較為了單頻和單頻的正確處理辦法對污泥處理的解決實際效果,結果顯示,同樣耗能下單頻(20kHz 25kHz)超音波顯著好于單頻(20kHz或25kHz)超音波的解決實際效果,且單頻超聲波動能在12000kJ/gTS時,SCOD的總混率是26.8%,對剰余淤泥破譯實際效果及厭氧消化特性的提高最理想化。

              對焦單脈沖法(FP)是高壓脈沖靜電場與微生物菌種細胞質立即功效,毀壞了細胞質的構造,造成“電穿孔”,這種都能夠促進淤泥體細胞粉碎,溶出胞內有機化合物,與此同時,電孤的效果也會毀壞淤泥自身的絮體構造,造成氧自由基。Rittmann等科學研究選用對焦單脈沖解決剩下淤泥,促使SCOD做到了1.6倍,DOC做到了1.2倍。

              2.3 有機化學預備處理

              淤泥有機化學預備處理法中大概有堿解決法、活性氧空氣氧化、光電催化空氣氧化、硫氰酸鹽法、雙氧水、芬頓實驗試劑等方式 。堿能使淤泥中有機化學顆粒物增溶、化學纖維成份融解,造成微生物菌種體細胞裂開。堿解決法盡管可以實現不錯的預備處理實際效果,可是因為解決時基本都是在pH>10的標準下開展,因而事后的污泥處置許多情況下必須再次調節pH值,很多的耗費藥物,與此同時也會發生浸蝕機器設備的負面影響,現階段分析關鍵與其它方式協同應用。

              活性氧還可以做為淤泥預備處理之中毀壞微生物菌種細胞膜的結構的氧化物,可以提升剩下淤泥連續發酵的高效率,但投添加劑的量無法操縱,且不具備專業毀壞植物細胞膜結構工程的目的性,在空氣氧化毀壞的與此同時,也會功能于淤泥中實際上包含的有機化合物。適當的應用活性氧強氧化性毀壞細胞質,與此同時還可以溶解淤泥之中的一些生物大分子有機化合物,都可以有利于中后期的厭氧消化功效。有研究表明,0.088gO3·g-1~0.1gO3·g-1SS的泥量能夠獲得較大的淤泥破譯高效率。但其遭遇的情況是O3使用量比較大,當需求量較鐘頭充分發揮的毀壞細胞質(壁)的功效不顯著,O3會優先選擇與淤泥中胞外的氧化性有機化合物反映,并非毀壞病菌細胞質,而過多反映又會危害厭氧消化產甲烷的實際效果。趙陽等以氫氧化鈣為鋰電池電解液與淤泥混和勻稱,加工作電壓20V,延遲時間40min,厭氧消化45d,最后電解法的產供氣量、甲烷氣體的占有率都需要好于堿解決、熱打法、熱堿解決。曾麗等挑選Ti/PbO2電級對淤泥開展光電催化空氣氧化,根據原子力光學顯微鏡可觀測到電解法后淤泥產甲烷菌絮狀物構造被毀壞,變成不規律狀,體細胞裂開??谞钗鼭駮r間減少了90%之上,說明這一全過程合理地空氣氧化了胞外高聚物,毀壞了細胞質的構造,并釋放出來很多的有機化合物。

              也是有專家學者充分考慮氧化物藥物的很多應用不經濟發展,找尋一些工業生產上的廢棄物,ZanFeixiang等運用硫氰酸鹽對微生物菌種植物細胞的影響功效,用工業生產中多見的硫氰酸鹽廢水對多余淤泥開展預備處理,結果顯示,淤泥的水解反應率提升了1.7倍和甲烷氣體轉化成勢提升了1.2倍。

              2.4 微生物預備處理

              微生物預備處理就是指運用微生物菌種有關工藝對淤泥開展預備處理。普遍的辦法主要是生物菌法。大家都知道,酶是一種高效率金屬催化劑,因為生物菌具備非特異、精確性,因而并不像氧化物、酸、堿等化學物質必須很多添加,小量添加就可以獲得顯著成績,對事后處置的負面影響較小,具備較大的進步室內空間。一般 添加胰蛋白酶、胃蛋白酶、纖維素酶等來水解反應淤泥中的有關成份。李偉等研究表明,添加溶菌酶濃度值低于20mg/g時僅水解反應淤泥胞外化學物質,增加酶量比明顯造成淤泥破譯。溶菌酶用以原淤泥水解反應實際效果不錯,SCOD/TCOD最大可以達到28.14%,后又添加胰蛋白酶與纖維素酶得到了不錯的溶胞實際效果。

              3、總結

              針對加強厭氧消化階段的淤泥預備處理,現階段科學研究都以怎樣可以有效的毀壞植物細胞或溶胞為方位,解決辦法主要是聚集在以上的一些層面,從總體成效看來,都是有存在的不足,大多數技術性與項目運用也有一定間距。

              1)機械法解決淤泥關鍵依賴的也是機器設備運作產生的剪切應力或壓力差,運作成本過高,且設備維護管理量大,總體上比不上物理學預備處理法?,F階段研究內容為怎樣提升機器設備主要參數或更改機器設備結構來提升破譯高效率,或者融合其它方式做為目前處理設備的提標擴容更新改造。

              2)物理學預備處理法中,熱打法已經有較多的分析及工程施工流程,現階段科學研究集中化在與其它方式協同使用的狀況。微波加熱法發展潛力比較大,但也存有耗能較高的難題。將來應以減低耗能為關鍵,比如,找尋適宜的可反復運用的敏化劑來提升微波加熱的高效率,尋找最好工作狀況,加強厭氧消化實際效果。

              3)有機化學解決法需用很多藥物,對機器設備存有浸蝕,也不適合直接進入厭氧消化階段,乃至有可能會形成有害有害物,必須再對淤泥開展調節,比如,強酸強堿法在解決結束后必須再次調節淤泥pH值。在找尋合適的化工藥物上,可試著應用一些對人體細胞有毀壞功能的工業生產廢棄物去科學研究。

              4)微生物預備處理應用生物菌具備別的方式沒有的優勢,如,不用大中型專業設備,不用高溫,不用偏酸或過堿的標準,不造成二次污染。將來研究內容應在不一樣種類酶的組合組成,及其最好的泥量和相對應的反映標準,此外,關鍵是要處理怎樣很多得到便宜的微生物酶制劑,依賴于微生物工業生產的發展趨勢。

              5)因為獨立的一種預備處理方式局限比較大,具備非常明顯的缺陷,因而協同多種多樣預備處理方式充分發揮不同的優點也是以后科學研究的一個方位,應以不一樣辦法的次序配搭和有關技術參數的選擇明確來減少耗能為分析關鍵。

              6)針對工程項目運用必須更為重視耗能及操作過程等標準,現階段科學研究還集中化于預備處理實際效果的好壞點評,在能源消耗的非常上依然較少。將來可將預備處理階段與厭氧消化階段綜合科學研究(能耗和生產能力),做為一個總體去考慮到。(來源于:山西晉環科源環境與資源高新科技有限責任公司)

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