城市污水處理廠污泥的生物除臭_李鋼

1、城市污水處理廠污泥的生物除臭李鋼蔣克君仝恩叢方靜李亞青提要主要研究了微生物對生污泥臭味的去除作用及除臭過程中速效有機碳的含量的變化及除臭菌的抗熱性;并結(jié)合除臭試驗做了日處理30t(含水率80%生污泥污泥處理廠的設(shè)計及經(jīng)濟分析。關(guān)鍵詞污水處理廠污泥生物除臭有益微生物菌肥植物速效營養(yǎng)物耗氧發(fā)酵生物熱0概述近幾年,隨著人們對環(huán)保認識的提高,污水處理在我國得到了迅猛發(fā)展,但隨之帶來另一嚴重的環(huán)保問題,這就是如何妥善處置污水處理后產(chǎn)生的污泥,它已成為整個污水處理行業(yè)亟待解決的問題。處理好的污泥將是一種很好的資源,但隨意攤置必會造成對環(huán)境的二次污染。目前處理這種污泥的辦法主要是填埋和焚燒,但填埋和焚燒的經(jīng)

2、濟效益均為負效益,不太適合我國國情。處理污泥的再一種辦法就是綜合利用,即將污泥添加無機肥料、生石灰或粉煤灰,經(jīng)簡單加工用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這種方法比較經(jīng)濟,且符合我國當今所提倡的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,但隨著一些城市污水處理廠的污泥有機復(fù)混肥料廠的建立和實際運行后,發(fā)現(xiàn)該方法也存在一些問題,其中一個主要問題就是制造的污泥肥料有臭味。產(chǎn)生臭味的原因是因為城市污水處理廠的污泥含有部分帶有臭味的物質(zhì),如:硫化物、氨、腐胺類等,所以當將它加工成為一種商品來儲存和施用時,仍會向四周散發(fā)臭氣,繼續(xù)污染環(huán)境。這樣就大大地降低了污泥肥料的商品價值,并直接影響到污泥肥料在肥料市場中的生存和發(fā)展。目前,對于這種臭味的去除方法

3、主要有:化學(xué)除臭法,即添加化學(xué)藥劑(如:Ca(OH2與具有臭味的物質(zhì)反應(yīng),從而達到除臭的目的;物理除臭法,如活性炭吸附法、閃蒸法等;生物除臭法,主要是利用微生物除臭,通過微生物的生理代謝將具有臭味的物質(zhì)加以轉(zhuǎn)化,達到對污泥除臭的作用。前兩種方法的優(yōu)點是:較為簡捷;其缺點是除臭效果不太好,且不是增加了污泥的堿度就是增加了污泥的體積。生物除臭法的優(yōu)點是:除臭效果較好;經(jīng)過微生物除臭還可進一步降解污泥中各種大分子元素,增加其利于植物吸收的營養(yǎng)成份;通過污泥除臭依靠微生物發(fā)酵產(chǎn)生的生物熱,可使污泥得到進一步干燥,降低污泥烘干成本;這些具有除臭功能的微生物多是土壤中有益的微生物菌群,它有改良土壤的團粒結(jié)

4、構(gòu)、改善土壤微生態(tài)環(huán)境,抵抗有害微生物功能;缺點是:除臭所需時間較長,占地面積大?？紤]到國內(nèi)許多中小型污水處理廠沒有污泥消化工序,產(chǎn)生的是生污泥,利用生物除臭的方法可起到污泥消化工序的作用,所以采用生物除臭法較好。1污泥除臭試驗1.1試驗材料與方法1.1.1試驗材料保定市污水處理廠脫水生污泥;保定市污水處理廠篩選的有益菌。1.1.2試驗設(shè)計取污水處理廠脫水生污泥自然晾干,粉碎;先將晾干的污泥分為兩份,一份在120下殺菌0.5h,另一份作殺菌空白。將上述每種污泥做兩種處理,一種接入5%有益菌液,另一種作相應(yīng)的空白,每種處理重復(fù)3次,在30下培養(yǎng),利用人體的嗅覺觀察分析污泥氣味變化(由于沒有找到污

5、泥臭味的檢驗方法,本試驗參照水和廢水監(jiān)測分析方法中水的臭味檢測方法。1.2結(jié)果與分析1.2.1結(jié)果對照表(見表11.2.2培養(yǎng)前、后速效有機碳含量的變化(見表2 1.2.3結(jié)果分析22給水排水Vol.27No.22001 D OI:10.13789/ ki.w w e1964.2001.02.008表1試驗結(jié)果對照處理時間/d污泥處理246810152030生污泥加有益菌+生污泥+滅菌污泥加有益菌+-滅菌污泥+注:臭味的強弱用“+”號的多少來表示,分+、+、+、+、-五級。表2培養(yǎng)前后速效有機碳含量項目培養(yǎng)前培養(yǎng)后速效有機碳/mg/kg58608740(1不加有益菌的污泥無論殺菌還是不殺菌其臭

6、味基本無變化;(2未經(jīng)殺菌的污泥加入有益菌后,其臭味雖有減少,但其效果較差,主要原因是污泥本身固有的微生物較多,且這些微生物早適應(yīng)了該環(huán)境,其生長和繁殖能力較新加入的有益菌的要強,這樣有益菌不能成為污泥中的主導(dǎo)菌,從而達不到除臭的效果;(3加有益菌的污泥以“殺菌的污泥”效果最好,隨著微生物的繁殖,4d后其臭味開始逐漸減弱,到第15天臭味基本被消除;(4針對污泥中有機質(zhì)高的特點,在對污泥培養(yǎng)前后各營養(yǎng)元素的監(jiān)測中,我們選擇了對污泥中水溶性有機質(zhì)(速效有機碳的測定。用篩選后有益菌培養(yǎng)污泥,速效有機碳增加49.1%,由于植物在土壤中只能直接吸收、利用水溶性的有機碳即速效有機碳,因此,污泥除臭培養(yǎng)可提

7、高污泥中有機碳利用率,進而促進植物快速增長。2有益菌抗熱性試驗考慮到這些除臭菌多是土壤中有益的正常微生物菌群,具有改良土壤的團粒結(jié)構(gòu)、改善土壤微生態(tài)環(huán)境,抵抗有害微生物功能,保留它們可使除臭后的污泥具有菌肥的作用,所以又做了以下除臭菌抗熱性試驗。2.1試驗材料與方法2.1.1試驗材料保定市污水處理廠脫水污泥;保定市污水處理廠篩選的有益菌。2.1.2試驗設(shè)計取污水處理廠脫水生污泥自然晾干、粉碎,在120下殺菌0.5h;將上述污泥接入5%有益菌液培養(yǎng)7d,除留一份作空白以外,其余4份分別做以下處理(每個處理重復(fù)3次,在50,60,90, 120加熱0.5h,然后按稀釋平板法進行菌落計數(shù)。2.2結(jié)果

8、與分析2.2. 1結(jié)果對照表(見表3表3除臭菌抗熱性試驗結(jié)果處理溫度/30506090120污泥帶菌數(shù)/個/g3.3×1088.5×1077.3×105002.2.2結(jié)果分析由表3可看出我們所篩選的有益菌在上述溫度下以30生長最好,依次為50,60,在50雖有減少,但變化不太大,到60明顯減少,存活下來的菌主要以具有抗熱性的孢子為主,90以上所有有益菌均被殺死?；谝陨显囼?在污泥肥料后續(xù)加工工藝設(shè)計時,二次烘干溫度應(yīng)以選擇低溫烘干,物料溫度以不超過50為好,這樣生產(chǎn)出來的污泥由于保留了這些對植物和土壤有益的除臭菌的活性,從而具有了菌肥的一定作用。3污泥除臭的經(jīng)濟

9、分析結(jié)合以上污泥除臭試驗,對污泥除臭在污水處理廠污泥處置中的應(yīng)用做了如下設(shè)計及經(jīng)濟分析(以日處理30t含水率80%的生污泥為例。3.1污泥除臭工藝(見圖1圖1污泥除臭工藝污泥加工工藝為:先將含水率由80%烘至55%以下,將有害微生物、蟲卵及草籽殺死,并為下一步好氧發(fā)酵創(chuàng)造條件;再接入菌制劑轉(zhuǎn)入好氧發(fā)酵倉發(fā)酵,對污泥除臭、增加污泥中對植物有用的有效營養(yǎng)成分、降低污泥的水分(通過發(fā)酵,污泥的水分一般可降至25%左右。然后再將污泥進一步烘干、給水排水Vol.27No.2200123粉碎、添加無機肥料,圓盤造粒;或直接添加無機肥料、擠壓造粒;或直接包裝作為有機肥或菌肥銷售。3.2設(shè)備廠房估算3.2.1

10、生產(chǎn)設(shè)備(見表4表4生產(chǎn)設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量/臺功率/kW價格/萬元2000型熱風(fēng)爐141.7531翻堆機FDJ-4000110.515初混機500×1500145曝氣及管路9-19-5.6風(fēng)機1114.5回填料斗容積8t11.52.5污泥斗容積8t11.52.5空心螺旋輸送機320×3000143廢氣輸送機1115.5皮帶輸送機QD80L=12m235配電14合計88.25883.2.2土建估算(見表5表5土建估算項目名稱土建面積價格/萬元備注發(fā)酵倉(發(fā)酵池35m×4.2m×2m10發(fā)酵車間220m28.8400元/m3計烘干車間210m28.4合

11、計27.23.2.3廠房設(shè)備總投資(見表6表6廠房設(shè)備總投資項目名稱價格/萬元備注設(shè)備88土建27.2合計115.2投資概算不包括菌制品的設(shè)備和廠房的概算3.3污泥除臭成本分析(見表74結(jié)論試驗表明利用有益微生物可清除污水處理廠中污泥的臭味,增加其利于植物吸收的營養(yǎng)成分,如:速效有機碳的含量。同時通過污泥除臭過程中微生物發(fā)酵產(chǎn)生的生物熱,可使污泥得到進一步干燥,降低污泥干化成本,增加污泥肥料的市場競爭力。通過經(jīng)濟分析這種污泥處置方法是可行的,可節(jié)省污水處理廠前期投資費用及日后生產(chǎn)運行費用,尤其對尚無污泥消化工序的小型污水處理廠,無疑是一種比較好的污泥處置途徑。表7污泥除臭成本分析項目費用/元/d說明人工費200每班5人、工作10h,20元/人,每天2班(每天以處理30t污泥計 動力4870.5元/kW,烘干機工作日均17h,其它設(shè)備工作日均6h燃料1122200元/t,烘干機每日工作17h,即可將含水80%的30t污泥烘到50%以下設(shè)備折舊366.7設(shè)備價格88萬元,按8年折舊,年工作300d廠房折舊45.3廠房及發(fā)酵倉投資27.2萬元,