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浅谈城市污泥厌氧消化预处理技术

文档作者：刘晓刚文档来源：中国恩菲工程技术有限公司		点击数：	更新时间： 2024年07月06日
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上一篇：浅谈城市污水再生利用的现状及发展对策

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浅谈城书污泥厌氧消化鞭处理技术
刘晓刚
(中国恩菲工程技术有限公司北京100038)
摘要介绍厌氧消化法几种提高污泥厌氧消化效率的预处理技术，这些技术可以提高污泥可生化性、加快水解反应．缩
短消化时间，达到厌氧消化的最佳效果。
关键词污泥稳定化厌氧消化预处理技术
中图分类号：×703 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2015)05—073—02
污水处理厂产生的污泥问题亟待解决。在诸多处理方法
中，厌氧消化作为目前最常用的污泥稳定化处理方法．具有
较高的能源回收效率和较低的环境影响。然而．厌氧消化存
在反应时间长、处理效率低等问题．大大限制了厌氧消化的
发展。在厌氧消化过程中．可以采取一定的方法对污泥进行
预处理，破坏污泥中微生物细胞结构，提高厌氧消化效率，以
达到最优工艺条件。
1污泥厌氧消化处理法
污泥厌氧消化是指在缺氧或者厌氧的条件下．通过兼性
菌和厌氧菌的联合作用．降解污泥有机物并去除病原菌的过
程。2002年国际水协(IWA)推出厌氧消化1号模型，将其作
用过程具体分为五个阶段：分解阶段、水解阶段、产酸发酵阶
段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
厌氧消化可以减少污泥体积，大约可以减少30％～50％；
消化完全时，可降低污泥中挥发性物质(vS)含量，杀死病原
菌，去除恶臭，且其固体产物可作为肥料使用川；除此之外，
厌氧消化过程产生大量沼气．其中甲烷含量高达50％～70％，
可用来发电．抵消污水处理厂一部分电能消耗。厌氧消化技
术的研究具有很强的现实意义。
2污泥厌氧消化预处理技术
虽然厌氧消化具有诸多优势，但其过程复杂．运行时间
较长，亟待改进。目前，厌氧消化的工艺优化研究受到了一定
制约．国内外研究人员逐渐开始从源头对污泥的预处理工艺
进行研究，设法提高污泥可生化性，缩短厌氧消化时间，达到
提高厌氧消化效率的目的。
污泥预处理技术主要体现在破坏污泥中微生物的细胞
结构，迫使胞内物质溶出，增加可溶性化学需氧量(SCOD)，
提高破解效率(DDc。D)，使污泥尽快参加水解反应，提高厌氧
消化效率。目前污泥预处理技术主要包括机械法(如超声波
法)、热力法(如热解法)、化学法(如酸碱处理法、臭氧氧化
法)和生物法(酶处理法)。
(1)超声波法。超声波是指物质介质中的一种弹性机械
波．是一种物理能量形式。通常认为超声波污泥处理技术主
要是利用极短时间内超声空化作用形成的局部高温、高压条
件，伴随强烈的冲击波和微射流，轰击微生物细胞，引起污泥
内部微生物等物质的细胞壁和结构破裂．从而减少厌氧消化
中的水解处理时间。提高产气量。
根据相关资料可知，在污泥经过超声预处理后。中温厌
氧消化周期可以缩短4d左右。此外．为了探索超声密度和处
理时间对污泥破解的影响。ZhaIlg等[2]进行了一系列的对比
研究。结果表明。超声密度为0～1．5W／mL及处理时间低于
30IIlin时。破解效果随密度和时间增加明显。当污泥在超声波
强0．5W加L下处理30min时，污泥SCOD提高690％，DD000
提升至30％。虽然超声波技术具有无污染、能量密度高、分解
速度快等特点．但受到超声波发生设备和价格因素的影响．
在短时间内还难以投入大规模的工程化应用。目前我国基本
还处于实验阶段．但德国已经全面使用超声波技术处理废水
污泥，英国、瑞典、美国、澳大利亚、新加坡等国家也在测试这
项技术。
(2)热解法。热解法是通过加热使污泥中的部分微生物
细胞体受热膨胀而破裂．破坏污泥中基本组成成分。何玉凤
等[3]研究表明．rRNA和细胞膜会在45。65℃左右被破坏．
DNA则于50．70℃遭到破坏．细胞壁遭到破坏的同时。蛋白
质也于70．95℃遭到破坏。同时高温可以破坏蛋白质、多糖、
脂类、污泥絮体和细胞，释放出低分子有机酸和小分子物质，
还可以有效杀死病原体。WaIlg等⋯通过对污泥在170℃的条
件下处理30min，指出SCOD由1．82∥L提升至13．77以，碱
度由780m扎提升至1580lll扎，这有利于厌氧消化的进行。
(3)酸碱处理法。酸碱处理法主要是依据pH对细胞活性
的影响，通过改变污泥的pH从而抑制细胞活性，致使细胞
壁脱落．胞内物质得以溶出．最终被厌氧污泥中的微生物等
综合利用。杨智满等【5]分别使用HCl和NaOH对污泥进行调
节，结果表明无论是在产氢量、总固体(鸭)消解率还是脂肪
酸累积等方面。酸处理都不及碱处理的效能。同时．Katsiris
等[6]在研究中发现，随着污泥pH的增加，细菌表面的负电荷
性增强．这使细菌表面产生很高的静电排斥力．从而更容易
与胞外的～些物质脱离进入水相。这是由于碱对细胞磷脂双
分子层的溶解性能要优于酸。
相比Mg(0H)2、Ca(OH)2和KOH，采用NaOH进行碱处
理的COD溶解效果最优[7]．胡亚冰等[s]利用Na0H碱液将待
处理污泥pH调节为9、10、1l。在24h的处理过程中。检测
SCOD，结果表明SCOD随pH的升高而增大，并且均在处理
6h左右出现最大值．经过30d厌氧消化处理后．三者所产总
甲烷量依次比未处理者提高8、23、41％。
作者简介：刘晓刚(1980～)，男，工学硕士，工程师，现主要从事环境影响评价工作。
万方数据 拟5№s每
(41臭氧氧化法。臭氧作为一种强氧化剂，可以通过直接
或者间接的方式破坏污泥内微生物等物质的细胞壁，使得胞
内物质破碎．增大SCOD的溶出度，改善污泥厌氧消化性能。
根据Weemaes等吲应用臭氧氧化法对市政污泥的研究，在臭
氧投加量为0．19／g COD时，经过厌氧消化处理后，甲烷产量
是未经过处理的污泥的1．8倍．COD去除率高达72％，并且
极大地缩短了消化周期．消化效率提升2．2倍。臭氧氧化法
是一种十分有效的预处理方法．但是因为其成本过高。很难
广泛应用。
(5)酶处理法。生物酶污泥处理技术是指向污泥中投加
能够分泌胞外酶的细菌．或直接投加溶菌酶等酶制剂(抗菌
素)水解细菌的细胞壁．达到溶胞的目的，同时这些细菌或酶
还可以将不易生物降解的大分子有机物分解为小分子物质．
有利于厌氧菌对底物的利用．促进厌氧消化的进行。罗琨等
[10]分别利用淀粉酶和蛋白酶对剩余污泥进行水解试验．结果
表明淀粉酶比蛋白酶作用明显．SCOD厂I’COD提升4倍左右。
并且文中指出反应的前4h．无论是淀粉酶还是蛋白酶的活
性都符合一级动力学模型。Barjenbmch等[11]溶菌酶进行了一
系列研究。结果表明溶菌酶有助于污泥厌氧消化中的有机物
降解．但是甲烷含量仅提高10％。虽然酶处理的效果要劣于
其他处理效果，但其属于分子生物学。无污染，值得深入研
究。
(6)联合处理。除单独的预处理技术以外．应用联合预处
理技术可以达到更好的处理效果。国外相关研究表明．在碱
和超声波的联合作用下．有机物降解率为从38．0％提升至
50．7％．倘若单独应用碱或超声处理．有机物降解率只能分别
达到43．5％和42．5％。在碱(DH为12)和热水解(170℃)的联
合作用下，COD降解率可达83％。通过联合预处理．污泥破
解均取得了良好效果．最终提升了厌氧消化效率．
3 小结
“十二五”规划明确提出加强污泥处理处置设施建设．并
鼓励将污泥经厌氧消化处理后进行土壤改良、园林绿化等土
地利用。对于厌氧消化自身缺陷．污泥厌氧消化预处理技术
(上接第72页)
表1精密度试验
恰好为其提供了进一步发展的空间，拓展了污泥厌氧消化处
理技术领域。在污泥厌氧消化预处理技术中，热处理和碱处
理技术发展成熟．具有广阔的应用前景。超声波、臭氧等预处
理技术效果良好．但成本较高。具有深远的研究意义。在实际
工程应用中．可根据污泥性质及外部环境条件，合理优化选
择预处理技术．以达到处理效果与经济成本的最优组合。
参考文献
l 余杰．田宁宁．陈同斌．等．污泥农用在我国污泥处置中的应用前景
分析．给水排水，2010，36(增刊)
2 Zhang P Y，Zhang G M，Wang W，Ultrasonic lreatmenl of biolo舀cal
sludge noc disintegmtion，ceU lysis and inactivation．Bioresource
Technology，2007，98(1)
3何玉凤．热碱处理促进剩余污泥水解的试验研究．大连理工大学．
2007
4 Wang Z J，Wang W，Zhang X H，et a1．Digestion of the珊ally hy—
dmlyzed sew89e sludge by anaerobic sequencing hatch reactorJoumal
0f Hazardous Materials，2009，162(2—3)
5扬智满，郭荣波，许晓晖，等．厌氧消化污泥预处理对提油后微藻渣
产氢的影响．可再生能源，20lO，28(3)
6 Katsiris N，AlexandIa K K，Bound water content of biolo西cal sludges
in relation to 6ltration锄d dewatering．Ⅵrater Research，1987，2l
(11)
7 鼬m J，Park C，l(im T H，et a1．Effects of v撕ous pretreatments for enhanced
aJlaembic digestion with waste activated sludge．Joumal of
Bioscience aIld Bioen百neering，2003，95(3)
8胡亚冰，张超杰，张辰，等．碱解处理对剩余污泥融胞效果及厌氧消
化产气效果．四川环境，2009，28(1)
9 Weemaes M，Gmotaerd H，Simoens F，et a1．Anaerobic digestion 0f o—
zonized bios01ids．Water Research，2000，34(8)
10 罗琨，杨麒，李小明，等．外加酶强化剩余污泥水解的研究．环境科
学，2010，3l(3)
11 B面enbruch M，K0pplow 0．Enz)rmatic mechanical粕d thenllal pretreatment
of surplus sludge．Advances in Envimnmental Research，
2003．7
项目环氧乙烷(含量4．00mg)
测定值
平均值
RSD／％
溶液后采样，带回实验室按1．4步骤解吸后进行分析。测定
结果表明，厂界周围空气中未检出环氧乙烷．其加标回收率
为94．5％～104．0％，结果见表2。
3 结论
采用活性炭吸附采集环境空气．二硫化碳解吸后气相色
谱法测定空气中环氧乙烷。本文考察了方法的检出限、精密
度和加标回收率等，实验结果较满意。经实际操作证明。该法
操作简便、分析速度快、对仪器设备要求较低．能满足对环境
l-一。’Ⅶ1·，1Ⅲ’I．．__。⋯-l_．’’¨．1l p‘’⋯l_．。‘¨1⋯√’’Ⅲl_．‘。m⋯·。1Ⅶ1I．·’⋯⋯一‘‘¨J⋯·一’T11
表2加标回收率试验
空气和工业废气中环氧乙烷的监测要求。
参考文献
1 国家环保总局．空气和废气监测分析方法指南．第四版．北京：中国
环境科学出版社．2004
2 中国人民共和国环境保护部．HJl68—2010环境监测分析方法标准
制修订技术导则
2015’N05 Q

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