隨著我國社會經濟和城市化的發展,污泥的產量也在不斷增加。剩余污泥含有大量的有害物質及未穩定的有機物,如果處理或處置不當,會對環境形成危害。目前一般都是對剩余污泥采取脫水后直接處置的方法,但脫水污泥含水率高、體積大、處置費用高。于是,處置污泥、減少污泥產量而不影響污泥的性能以及出水達標,已為當前污水處理廠需要解決的問題。 本研究在分析比較不同污泥減量方法優缺點的基礎上,提出了超聲波耦合ClO_2溶胞的污泥減量技術思路,開展了小試和中試研究。

得到如下結果: 采用中試規模為2.4 m~3/d的SBR系統,對其剩余污泥進行高聲能密度的超聲波處理,體現了不同含固率、聲能密度和作用時間下污泥細胞破碎效果。結果表明,在聲能密度0.5~3.0 W/mL內,含固率1.0%~1.5%的剩余污泥經超聲波作用后,上清液SCOD隨作用時間呈線性升高;在聲能密度1.0~3.0 W/mL內,含固率0.25%~0.5%的剩余污泥經超聲波作用后,上清液SCOD隨作用時間呈平緩緩慢升高。高聲能密度超聲波適合對較高含固率污泥的細胞破碎;此時,上清液SCOD增幅和MLSS減幅以及NH_4~+-N、TN及TP升幅均與聲能密度正相關。經超聲波作用6min后,污泥形態結構已破壞。

對照兩組SBR系統,其中一個SBR排出污泥的2/3用聲能密度1W/mL的超聲波處理6min后回流至反應器,體現系統的污泥減量效果及其對系統污水處理效果的影響。結果表明,SS、COD、TN以及NH_4~+-N的去除變化細微,出水TP含量略高于對照反應器,系統出水水質仍能保持達標。污泥凈減少量約為2.9kg,減少了約45%,污泥減量反映較大。

通過單因素試驗,體現了ClO_2的化學溶胞作用。結果表明,在ClO_2作用約1h后,污泥中部分微生物的胞內物質溶出進入水相,導致上清液SCOD、NH_4~+-N、TN及TP的升高。ClO_2投加量為6mg/g干污泥,適宜反應時間為40 min,溫度在35℃。3因素3水平正交實驗結果表明,超聲波耦合ClO_2的剩余污泥細胞破碎效率的影響因素排序為:超聲時間聲能密度ClO_2投加量,處理條件為:超聲波聲能密度1w/mL,作用時間6min,ClO_2投加量6mg/g干泥。

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