溶氧、进泥浓度对自热式高温好氧消化中试工艺污泥减量的影响

2324工业技术污泥高温好氧消化工艺通常将溶解氧视为重要控制参数之一，通常是适时调整搅拌桨的转速和增加曝气量来满足高温消化体系对氧的需求[1,2]。当消化过程中溶氧过小，将导致硫醇等恶臭气体大量产生并释放。增加溶氧将有利于污泥中有机物的快速降解，但过高的溶氧导致大量气体排放而使系统散热过快，不有利于实现反应体系的自热高温状态。污泥自热高温好氧消化工艺通过提高进料污泥的固体物浓度来保证有机物氧化分解释放足够的热量，维持消化体系的自热高温状态[3]。进料污泥浓度较高时，生物代谢过程所释放的热量相应增加，反应器所达到的温度也将更高，加快VSS降解速率，有利于污泥的减量化处理，但污泥浓度过高时，污泥粘度会影响搅拌效率[1]。当污泥浓度过高时，微生物需要的氧多，由于搅拌效率低，氧传递效率低，好氧菌活性差，对反应体系物料的充分搅拌及氧的有效利用等产生不利影响，从而导致消化体系温度较低，VSS降解速率缓慢。因此，本研究采用自行设计的一套自热式高温好氧消化ATAD反应装置，考察了不同曝气强度、搅拌速率、污泥浓度等对污泥消化关系密切的因素对污泥减量化对VSS去除率的影响，从而获得了高温好氧消化污泥的最佳工艺条件。1材料与方法1.1供试污泥采自天津市纪庄子污水处理厂1.2菌种菌种来源：天津市工业微生物研究所菌种保藏中心。1.3培养基液体培养基：牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g，NaCl5.0g，水1000mL，pH=7.0,灭菌条件：121℃、30min。1.4仪器与设备自热式高温反应器：由天津市工业微生物研究所自主研发设计提供1.5检测项目VSS的去除率：参照《水和废水监测分析方法》等标准或方法，测试时均采用3次平行测试，记录波动范围，并取中间值进行数据分析与处理。1.6实验方法按照复合嗜热菌接种量10%，反应初始温度65℃,处理时间6天的工艺参数，设计正交实验，测定在优势嗜热菌剂结合自热式高温反应器好氧消化污泥过程中，不同曝气强度、搅拌速率、污泥浓度等对VSS去除率的影响，得到最佳的搅拌转速、曝气量和污泥含量。以上述研究得到的最佳工艺参数为技术条件，对天津市纪庄子污水处理厂提供的污泥进行100L规模的生物降解污泥的中试实验。共进行3批次的运行试验，检测消化后的污泥VSS去除率。2结果与分析溶氧、进泥浓度对自热式高温好氧消化中试工艺污泥减量的影响魏呐,叶松*,张志宏,程伟,张英筠（天津市工业微生物研究所,天津300462）摘要：污泥高温好氧消化工艺中，溶解氧、进泥浓度是重要控制参数。设计了正交实验，实验结果发现ATAD工艺污泥好氧消化处理的最佳工艺运行参数是：初始污泥量为6%，曝气强度为35（L/h），搅拌转速为120rmp。以工艺参数为技术条件，经100L规模的生物降解污泥的中试验证，消化后的污泥VSS降解率均在54%左右，其他各项指标稳定达到了预期目标。关键词：初始污泥量；曝气强度；搅拌转速；VSS降解率DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.0202.1曝气量、搅拌转速和污泥浓度等因素的正交实验设计污泥高温好氧消化工艺中，通过改变搅拌桨的转速和增加曝气量来满足高温消化体系对氧的需求，但过高的溶氧导致大量气体排放而使系统散热过快，不利于实现反应体系的自热高温状态。同时，通过提高进料污泥的固体物浓度来保证有机物氧化分解释放足够的热量，维持自热高温状态，但过高的污泥浓度，使污泥粘度增加且搅拌效率低，导致氧的扩散程度小，好氧菌活性差。因此，将嗜热菌投加到自主设计的ATAD工艺装置中，通过正交实验考察了不同曝气强度、搅拌速率、污泥浓度等对污泥消化关系密切的因素对污泥稳定化过程VSS去除率的影响。因素设计如表1所示。表1正交因素和水平因素水平1水平2水平3A:曝气强度（L/h）253555B:搅拌速率(rpm)80100120C:污泥浓度6%8%10%2.2曝气量、搅拌转速和污泥浓度对VSS去除率的影响曝气量、搅拌转速和污泥浓度等因素的正交实验结果如表2所示，从表中的数据中可以看出，第6组实验组合A2B3C1的HC转化率最高。由表3方差分析结果知，主次水平分别是A、B、C，最佳搭配是A2B3C1，即采用曝气强度35（L/h）、搅拌转速120rmp、6%的污泥添加量的发酵条件进行污泥好氧气消化，VSS的去除率最高。实验组A：曝气强度B:搅拌速率C：污泥浓度VSS%111133.5%212237.1%313339.1%421246.9%522351.9%623152.2%731343.4%832148.0%933246.2%K1110123.8133.7K2150136130.2K3137.6137.8133.7R13.344.671.17表2L9(34)正交表及实验结果2324工业技术污泥高温好氧消化工艺通常将溶解氧