城市污水處理廠(chǎng)污泥沼氣資源化利用

摘要:本文敘述了污泥厭氧消化沼氣利用的運行管理與注意事項,介紹了污泥厭氧消化采用超聲波和臭氧的預處理技術(shù),以及利用厭氧消化所產(chǎn)沼氣進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)應用。提出了厭氧消化利用沼氣是實(shí)現城市污水處理廠(chǎng)污泥減量化、穩定化、無(wú)害化和資源化的有效手段,具有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞:污泥,厭氧消化,沼氣,利用

隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市現代化的建設,人們對生存環(huán)境的保護和改善意識不斷加強。促使越來(lái)越多的污水需要處理,而污泥是城市污水處理過(guò)程中不可避免的副產(chǎn)物。據估算,目前我國城市污水處理廠(chǎng)污泥量以每年10%的增長(cháng)率增長(cháng)[1],污泥出路問(wèn)題已經(jīng)十分突出。

一方面,污泥中不僅含有大量水分,還充滿(mǎn)著(zhù)各種各樣的細菌、病毒、寄生蟲(chóng)及重金屬等有毒有害物質(zhì),如不妥善處理極易造成二次污染。另一方面,污泥又是一種資源,污泥中有大量的有機物質(zhì)和營(yíng)養成分,能量巨大。在我國面臨著(zhù)巨大的能源與環(huán)境雙重壓力的情況下,對污泥進(jìn)行資源化利用,不僅能夠解決污泥出路問(wèn)題,還能夠使污泥變廢為寶,這是實(shí)現可持續發(fā)展的必然要求。

污泥處理處置需要大量基建投資和運行費用,傳統的污泥處理費用約占污水處理廠(chǎng)總運行費用的20%~50%,投資占污水處理廠(chǎng)總投資的30%~40%[2]。目前,國內外對污泥的處置主要有排海、填埋、焚燒、堆肥等方式。但無(wú)論采取以上何種處置方式,在最終處置前都應對污泥進(jìn)行適當的處理,實(shí)現減量化、穩定化、無(wú)害化和資源化,以減輕最終處置的負擔。污泥厭氧消化不僅能夠使污泥處理基本實(shí)現穩定化、無(wú)害化和減量化,而且污泥消化過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電,是一種可再生的清潔能源;另一方面,剩余的熟污泥可根據其成分特點(diǎn)用作肥料、燃料或填埋,實(shí)現資源化。這對于我國這樣的能耗大國來(lái)說(shuō)具有更重要的意義。

1　污泥厭氧消化運行管理

1.1　污泥厭氧消化預處理

由于污泥固體的生物可降解性,完全的厭氧消化需要相當長(cháng)的時(shí)間,即使停留時(shí)間為20～30 d也只能達到中等程度的降解,僅能去除30% ～50%的VSS。而且消化池體積龐大,且基建費用高昂,運行管理復雜,沼氣產(chǎn)生率低,沼氣利用設備穩定性差。提高厭氧消化效率的一個(gè)主要途徑是促進(jìn)污泥細胞的分解及胞內有機物的釋放,增強其生物可降解性。國內外研究者們紛紛開(kāi)展了相關(guān)研究,目前常用的是利用超聲波和臭氧對污泥進(jìn)行預處理。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1. 1. 1　超聲波預處理

用超聲波技術(shù)處理污泥,其原理是利用超聲波在液體中產(chǎn)生的“空穴”作用,形成極端的物理和力中國沼氣China B iogas 2009, 27 (2) 35學(xué)條件,局部可達5000℃高溫, 500巴高壓,以及剪切力。這就是空穴“內爆”產(chǎn)生的所謂“熱點(diǎn)”,將微生物細胞壁擊破,同時(shí)釋放出酶。酶的作用使其余未被擊破的微生物細胞失去對發(fā)酵環(huán)境的適應能力,成為厭氧微生物的營(yíng)養物迅速被消耗,從而大大加速發(fā)酵進(jìn)程。（東南大學(xué)市政工程系）

詳情請點(diǎn)擊下載附件：城市污水處理廠(chǎng)污泥沼氣資源化利用