污泥 高温热水解预处理的影响条件及机理研究

第35卷第10期2013年10月武汉理工大学学报JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.35No.10췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍Oct.2013doi:10.3963/j.issn.1671-4431.2013.10.023污泥高温热水解预处理的影响条件及机理研究李孟1,章蕾1,张倩1,程卫华2(1.武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070;2.湖北国新天汇能源有限公司,襄阳441000)摘要:从热水解的原理出发,通过试验考察了热水解温度、时间以及热水解后不同闪蒸压差对厌氧消化性能的影响。通过热水解前后污泥中的SCOD(solublechemicaloxygendemand)等指标的变化分析热水解的影响机理。结果表明,最适宜的热水解条件为170℃,30min。在两级闪蒸且0.7~0.1MPa的闪蒸压差下热水解污泥的产气能力最佳。在此条件下,热水解后污泥的SCOD相对增加了21.9%,粘度相比下降了92.8%,污泥中的微生物解体,灭菌效果良好,符合安全卫生要求。关键词:污泥;热水解;最佳条件;闪蒸压差;产气性能中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1671-4431(2013)10-0115-05StudyonAffectingFactorsandMechanismoftheSludgeThermalHydrolysisPretreatmentProcessLIMeng1,ZHANGLei1,ZHANGQian1,CHENGWei-hua2(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China;2.HubeiGuoxintianhuiEnergyCo,Ltd,Xiangyang441000,China)Abstract:Accordingtotheprincipleofthermalhydrolysis,theeffectsoftemperature,timeonanaerobicdigestioneffi-ciency,thechangesofsolublechemicaloxygendemand(SCOD)beforeandafterthereactionswereinvestigated.There-sultsshowthattheoptimumconditionsforthermalhydrolysiswere170℃and30min,andthesludgegasproductionca-pabilityisthebestwithtwice-flashpressureand0.7~0.1MPaofpressurereductiondifferential.Underthesecondi-tions,SCODafterthermalhydrolysisisincreasedby21.9%,andviscositydecreasedby92.8%.Moreover,themicroor-ganismsofsludgeisdisintegratedandsterilizationeffectisgoodthatcompliedwithsafetyandhealthrequirements.Keywords:sewagesludge;thermalhydrolysis;optimumcondition;pressurereductiondifferential;gaspro-ductionperformance收稿日期:2013-09-23.基金项目:国家自然科学基金(51208397).作者简介:李孟(1972-),男,博士,教授.E-mail:limeng189@126.com城镇污水处理厂污泥不仅含水量高,易腐烂,有强烈臭味,并且含有大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和二恶英等难以降解的有毒有害及致癌物质[1]。污泥未经处理随意堆放,经过雨水的侵蚀和渗漏作用,极易对地下水、土壤等造成二次污染,直接危害人类身体健康。热水解是一种使污泥稳定化和改善污泥性能的预处理技术,其原理是在高温环境下通过热力效应促使有机质废弃物及污泥中的细胞结构(主要是细胞壁、细胞膜)破碎,并将破碎细胞释放出的部分高分子有机物(脂肪、蛋白质、碳水化合物等)分解为小分子的有机酸(乙酸、丁酸、氨基酸),从而强化产甲烷菌对污泥中有机物的利用,提高原料污泥的产气率[2]。热水解技术从能耗、处理效果和工艺运行难度等因素综合考虑,具有明显的优势,因此在国外得到了长时间的发展。20世纪70年代末研究发现,经热水解处理