剩余污泥的好氧消化設計
1 工程概況
東莞市御景灣酒店產生污水約600m3/d(由廚房、洗滌(di)、生活污水組(zu)成),采用(yong)水解酸化(hua)、接觸氧化(hua)工藝進(jin)行(xing)處(chu)理(li)。由于(yu)該工程處(chu)理(li)規(gui)模較(jiao)小以及(ji)酒店對周(zhou)圍的(de)環境要求(qiu)較(jiao)高,故所有構筑物都采用(yong)了地埋式。為使終(zhong)產物無(wu)臭(chou)味以及(ji)操作、管理(li)簡(jian)便,其剩余污泥(ni)采用(yong)好(hao)氧消化(hua)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)。
2.1 設計參數
根據進(jin)、出水(shui)BOD5進(jin)行設(she)計(ji),其設(she)計(ji)參數見(jian)表1。
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2.2 池體設計
2.2.1 池形的選擇(ze)
消(xiao)化池采(cai)用穿孔管(guan)曝氣(qi),為(wei)便(bian)于管(guan)道的安裝將池子(zi)設(she)(she)計(ji)成矩形,長、寬比為(wei)1∶1。由于采(cai)用地(di)埋式,故設(she)(she)計(ji)超高取0.4m。
2.2.2 池容積的確(que)定
池容積根據污泥產生量W(kg/d)和達到設計氧化(hua)率所需的停留時間T(d)來確定。
①污泥產生量W
如不考慮BOD5在(zai)水解池(chi)中的變化(hua)則設計時可采用曝氣池(chi)污泥(ni)產量(liang)公(gong)式W=YQSr-KVXa來估(gu)算污泥(ni)量(liang)。為(wei)(wei)估(gu)算方便將(jiang)其簡化(hua)為(wei)(wei):
W=YQSr (1)
式中Y——理論產泥率,取典型值Y=0.6
Q——每天的處理水量,Q=600m3/d
Sr——進水、出(chu)水BOD5的濃度差,Sr=180mg/L
根據式(1)可計(ji)算(suan)出(chu)W=0.6×600×0.18=64.8kg/d。
②污泥體積V1
因為污水采用(yong)接觸氧化法進(jin)行處理(li),故產泥濃(nong)度(du)可參照生物膜法的產泥濃(nong)度(du)進(jin)行估(gu)算(10~20g/L),取其平均值(15g/L),另由(you)平衡公式V1×15g/L=W得V1=4.32m3/d,即(ji)每天所產污泥體積約(yue)為4.32m3。
③水力停留時間T
在(zai)確定水力(li)停(ting)留時(shi)間(jian)(jian)時(shi),筆者將揮發(fa)(fa)性懸浮固體(VSS)的(de)(de)去除(chu)率(lv)選擇在(zai)45%~50%(此后,每提(ti)高1%的(de)(de)VSS去除(chu)率(lv)都需要相(xiang)當長的(de)(de)好(hao)(hao)氧消化(hua)時(shi)間(jian)(jian)),這對于污(wu)泥(ni)好(hao)(hao)氧消化(hua)處(chu)理(li)(li)來說,無(wu)論從(cong)土建投資還是(shi)在(zai)運(yun)行費用上都是(shi)比較(jiao)(jiao)經(jing)濟的(de)(de)。在(zai)污(wu)泥(ni)的(de)(de)好(hao)(hao)氧消化(hua)處(chu)理(li)(li)中(zhong)VSS大多是(shi)在(zai)前(qian)10~15d被去除(chu)的(de)(de),由(you)于該(gai)酒店污(wu)水可生化(hua)性較(jiao)(jiao)好(hao)(hao),污(wu)泥(ni)中(zhong)的(de)(de)揮發(fa)(fa)性有機成分含(han)量(liang)也相(xiang)對較(jiao)(jiao)高,因而在(zai)好(hao)(hao)氧條件下其消化(hua)時(shi)間(jian)(jian)應(ying)相(xiang)對短一些(xie),故將水力(li)停(ting)留時(shi)間(jian)(jian)確定為10d。
根(gen)據(ju)污(wu)泥的(de)體積和(he)消(xiao)(xiao)化時間通過計算(suan)可(ke)得到消(xiao)(xiao)化池的(de)有(you)效(xiao)容積V=T×V1=43.2m3。為保證連續運(yun)行,設計2座消(xiao)(xiao)化池輪(lun)流使用。
2.3 需氣量的確定
以分解(jie)污泥(ni)中有機物的需(xu)氧(yang)量(liang)(liang)約為(wei)(wei)2kgO2/kgVSS的經驗(yan)數據為(wei)(wei)前提,假定每(mei)天產生的VSS全部進(jin)入(ru)消化池且對其去除(chu)率(lv)能(neng)達到(dao)40%,即(ji)VSS的去除(chu)量(liang)(liang)為(wei)(wei)26.0kg,則需(xu)氧(yang)量(liang)(liang)為(wei)(wei)52kg/d。當采(cai)用穿孔管曝(pu)氣(qi)(qi)時氧(yang)的利用率(lv)一(yi)般(ban)為(wei)(wei)6%,則可由平衡關系式Q×20%×6%×1.25=52(Q為(wei)(wei)所(suo)(suo)需(xu)空氣(qi)(qi)量(liang)(liang),空氣(qi)(qi)密度近似為(wei)(wei)1.25kg/m3)計算得到(dao)所(suo)(suo)需(xu)空氣(qi)(qi)量(liang)(liang)約為(wei)(wei)3500m3/d,即(ji)供氣(qi)(qi)量(liang)(liang)為(wei)(wei)2.4m3/min,可據此對風(feng)機進(jin)行選型。
3 調試及運行
在工程調試初期接觸氧(yang)(yang)化(hua)池(chi)中(zhong)(zhong)(zhong)生物(wu)膜尚(shang)未形成,此(ci)時需將沉淀池(chi)泥(ni)斗中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)大(da)部(bu)分污(wu)泥(ni)回流至水(shui)解(jie)池(chi)中(zhong)(zhong)(zhong)。當接觸氧(yang)(yang)化(hua)池(chi)中(zhong)(zhong)(zhong)生物(wu)膜形成并生長到(dao)一定的(de)厚度時應控制好(hao)污(wu)泥(ni)回流量(liang)和剩余污(wu)泥(ni)量(liang)。考(kao)慮到(dao)對(dui)水(shui)解(jie)池(chi)有脫氮除磷的(de)要求以及水(shui)解(jie)池(chi)能將一部(bu)分污(wu)泥(ni)消化(hua),故將大(da)部(bu)分污(wu)泥(ni)回流至水(shui)解(jie)池(chi)中(zhong)(zhong)(zhong),而盡量(liang)將較稀(xi)的(de)污(wu)泥(ni)提升至消化(hua)池(chi)中(zhong)(zhong)(zhong)進(jin)行好(hao)氧(yang)(yang)消化(hua)(維持消化(hua)池(chi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)DO在2mg/L左右)。
消(xiao)化池正(zheng)常運行后(hou),控制進泥(ni)的(de)(de)SV在(zai)10%以下(當SV超過10%時應加大污泥(ni)回流量)。控制消(xiao)化池中的(de)(de)揮發(fa)性(xing)固體(ti)的(de)(de)負(fu)荷≤5kgVSS/(m3·d)。一(yi)般運行一(yi)個月左(zuo)右需(xu)清理一(yi)次消(xiao)化池,同時啟(qi)動備用池。該工程自2001年12月運行至今,污泥(ni)好(hao)氧(yang)消(xiao)化池運轉狀(zhuang)態良好(hao)。
筆者在2002年3月以10d為一個周期(qi),分別對(dui)進(jin)泥的(de)MLVSS和消化處理后的(de)MLVSS進(jin)行了測定,并取其(qi)平(ping)均值來評價消化池的(de)處理效果,結果見表(biao)2。
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由(you)表2可知,消化池對MLVSS的去(qu)除(chu)率比較穩定并達(da)到了(le)設(she)計要求。
4 運行費用分析
設計(ji)時采用一臺功(gong)率(lv)為11kW、風量為10m3/min的風機給消化(hua)池供(gong)(gong)氣(qi),實際供(gong)(gong)氣(qi)量為1.5~2.0m3/min(相當于2kW左右的功(gong)率(lv)消耗在消化(hua)池),如按每(mei)天24h運行、電(dian)價(jia)以(yi)1元(yuan)/(kW·h)計(ji),則運行費用約50元(yuan)/d(不包括每(mei)隔一段時間用車拉走(zou)池中(zhong)剩(sheng)余物的費用)。
5 結語
污(wu)泥好(hao)氧消(xiao)化是一種行之(zhi)有效(xiao)的污(wu)泥處(chu)理(li)方法,它(ta)具(ju)有工藝簡(jian)單、前期投(tou)資省、操作簡(jian)便、管理(li)容(rong)易等特(te)點,但運行費用偏高。
參考文獻:
〔1〕唐受印,戴友芝.水處理工程師手冊〔M〕.北京:化學工業出版社,2000.
〔2〕尹軍(jun),劉(liu)韜,宋顯(xian)東.污泥好氧消化處理的若干(gan)問題探討〔J〕.中國(guo)給水(shui)排水(shui),2001,17(8):23-24.

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