空氣提升式反應(yīng)器(ALR)生物瀝浸處理制革污泥的中試試驗(yàn)研究

空氣提升式反應(yīng)器（ALR）生物瀝浸處理制革污泥的中試試驗(yàn)研究采用微生物的方法從污泥中去除重金屬并改善污泥脫水性能的生物瀝浸技術(shù)由于其低廉的成本和友好的環(huán)境效應(yīng)，已成為了污泥處理領(lǐng)域的新方向。過(guò)去的相關(guān)研究主要以實(shí)驗(yàn)室搖瓶試驗(yàn)和一些短期的規(guī)模很小的反應(yīng)器的中試試驗(yàn)(容積≤10L)為主，但這些試驗(yàn)結(jié)果特別是運(yùn)行參數(shù)對(duì)工程實(shí)踐的實(shí)際的指導(dǎo)意義較小。為此，本研究通過(guò)280L的空氣提升式反應(yīng)器(ALR)較全面地研究了生物瀝浸處理技術(shù)對(duì)制革污泥的較長(zhǎng)期的處理效果，為生物瀝浸技術(shù)全面走向工程實(shí)際提供參考。本論文主要分為三大部分：一是280LALR反應(yīng)器的選擇設(shè)計(jì)和處理制革污泥時(shí)的最佳參數(shù)摸索；二是按照最佳參數(shù)運(yùn)用ALR反應(yīng)器長(zhǎng)期回流運(yùn)行處理制革污泥，觀察體系的穩(wěn)定性；三是對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中采集的生物瀝浸后污泥(也簡(jiǎn)稱“脫毒污泥”)的重金屬含量、有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分含量進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：在280L的ALP反應(yīng)器中，通過(guò)鼓氣可以獲得很好的充氧和攪拌效果，于1.0m~3／h(合單位體積氣液比為0.06vvm)的氣量下污泥便能快速充分混勻，權(quán)衡能耗和處理效果因素考慮本試驗(yàn)規(guī)模下通氣量為2.0m~3／h(0.12vvm)較為合適；含固率的上升可導(dǎo)致污泥的的生物瀝浸周期變長(zhǎng)，若需要在2～3天內(nèi)完成一個(gè)處理周期需要將污泥含固率控制在3％～4％之間；回流比為1：1時(shí)生物瀝浸較理想的起始pH值為5.5～6左右；達(dá)到上述條件時(shí)經(jīng)過(guò)72h的處理Cr溶出率可達(dá)92.5％，總能耗為30.1kW.h。值得注意的是，在通氣量為2.0m~3／h或以上時(shí)，體系溶氧值明顯隨pH值的下降而上升，最終可達(dá)到5mg／L。在2.0m~3／L氣量下連續(xù)34次回流處理制革污泥取得了良好的效果，平均每批處理的Cr溶出率為74.3％，最高可達(dá)95％?；亓魑勰鄷r(shí)當(dāng)進(jìn)泥濃度大于持留污泥濃度時(shí)瀝浸過(guò)程至少要被延長(zhǎng)至80h以上體系pH才可降到2以下，污泥濃度為2％～3％的處理反應(yīng)72h后平均Cr溶出率達(dá)80％以上。pH值的下降抑制了大部分異養(yǎng)菌的活性，以及污泥中還原性物質(zhì)在生物瀝浸過(guò)程中大幅度減少導(dǎo)致系統(tǒng)耗氧率減少是DO值上升的主要原因，工程上在生物瀝浸后期可以調(diào)低通氣量以節(jié)約成本。當(dāng)某批處理的Cr溶出率為(d)，脫毒污泥的含水率為(v)，原始污泥干基的含Cr量為(C)，最終瀝浸液中Cr濃度為(C_y)時(shí)，脫毒泥餅中的殘留Cr含量C_g可用式C_g=[(C_y×V)＋(1-V)×(1-d)×C]／(1-V)來(lái)表達(dá)．對(duì)Cr溶出率高于85％的批次進(jìn)行代表性采樣分析。注意到原始污泥中超標(biāo)的Cr經(jīng)生物瀝浸處理后穩(wěn)定達(dá)到污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，Cr的平均殘留量為2680mg/L，離達(dá)標(biāo)尚有一段距離，Cr去除率與溶出率(d)密切相關(guān)，經(jīng)過(guò)推算正常情況下脫毒泥餅若要達(dá)標(biāo)，需至少將溶出率提高到95％。生物瀝浸后脫毒污泥中的全N損失29.7％，全P損失8.7％，期間污泥有機(jī)N經(jīng)生物瀝浸處理后下降了32.3％。生物瀝浸工藝兼有一定的好氧消化功效，由于體系pH值變化劇烈、處理時(shí)間偏短的原因其功效不甚明顯。Fe、s在脫毒污泥中的殘留量為27.0g／kg、97.3g／kg，特別是高S含量成為和殘留Cr并重的威脅因子。經(jīng)生物瀝浸后，酸溶態(tài)Cr、有機(jī)質(zhì)和硫化物結(jié)合態(tài)Cr被大量浸出，生物難以利用的殘余形態(tài)Cr在脫毒污泥中的分配系數(shù)比處理前增加了3.3倍。本