超聲污泥處理

超聲波污泥處理--

源頭減量、強(qiáng)化脫水、高級(jí)厭氧消化背景22025/2/19城市污水廠三大問題大量剩余污泥無處可去，處理成本高昂TN難以達(dá)標(biāo)（碳源不足）能耗過高32025/2/19剩余污泥產(chǎn)量大（源頭減量）含水率高（強(qiáng)化脫水）高含碳（可以做內(nèi)碳源、生產(chǎn)沼氣回收能源）2025/2/194城市污水廠三大問題之超聲波助力解決方案剩余污泥產(chǎn)量高超聲波污泥溶胞-隱性生長，源頭減量超聲波強(qiáng)化污泥脫水，降低含水率TN不達(dá)標(biāo)超聲波破解污泥，提供內(nèi)碳源能耗高超聲波預(yù)處理污泥-高級(jí)厭氧消化，回收能源2025/2/195超聲波技術(shù)原理62025/2/19超聲（US）：頻率16kHz以上由一系列疏密相間的縱波構(gòu)成；連續(xù)壓縮曾和疏密層交替形成彈性波。超聲波是什么2025/2/197超聲波在污泥中強(qiáng)化傳質(zhì)作用：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，加速度可以超過重力加速度的5～10萬倍。超聲空化作用：超聲波輻照液體時(shí)，使分子間的吸引力在疏松的半周期內(nèi)打破，形成空化泡，在較大的聲強(qiáng)(>10W/cm2）作用下，在聲波負(fù)壓相中，空化泡迅速擴(kuò)大，在正壓相中，被迅速壓縮至崩潰。污泥絮體結(jié)構(gòu)被打破。沖擊波理論：空化泡破裂瞬間產(chǎn)生沖擊波，速度高達(dá)300m/s.2025/2/198超聲波設(shè)備2025/2/199剩余污泥源頭減量—

超聲波污泥溶胞-隱性生長102025/2/19技術(shù)原理2025/2/1911部分回流污泥超聲溶胞生物處理二沉池出水剩余污泥絮體破壞>>細(xì)胞破壁122025/2/19菌膠團(tuán)被打破，平均粒徑從~100um降低到~10um架橋離子Ca，Mg釋放到水中1.超聲后污泥的破解率提升明顯。2.污泥的SS大幅度的減少。3.污泥的VSS也顯著減少。2025/2/1914超聲輻照顯著提升污泥組成包括：多糖、蛋白質(zhì)、DNA的濃度增加值。1.蛋白質(zhì)2.多糖3.DNA2025/2/1915SCOD更多來自EPS而非微生物本身分解LB-EPS基本剝離，slime-EPS，TB-EPS有不同程度剝離2025/2/1916

O-H伸縮振動(dòng)吸收峰脂質(zhì)類分子中C-H的伸縮振動(dòng)吸收峰蛋白質(zhì)分子中C=O的伸縮振動(dòng)吸收峰蛋白質(zhì)分子中N-H的伸縮振動(dòng)吸收峰多糖分子中C-C和C-O的伸縮振動(dòng)吸收峰不同處理下光譜學(xué)特性：改變蛋白質(zhì)，多糖，脂類物質(zhì)的濃度、比例，不改變基本性質(zhì)PeakA

類芳香氨基酸熒光峰PeakB類色氨酸熒光峰

類蛋白熒光峰不同處理下EEM熒光光譜受多種因素影響192025/2/19污水COD、氨氮、TN去除率基本不受影響，出水總磷有一定上升。水中重金屬輕微上升，泥中重金屬含量基本不變，但存在形式更穩(wěn)定2025/2/1920系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)2025/2/1921超聲能夠顯著的減少剩余污泥的產(chǎn)量，并且不同功率的作用效果不同。在不影響污水COD、TN處理效果的前提下，實(shí)現(xiàn)了32-64%的污泥減量。2025/2/1922污泥溶胞比例非常重要。3/14sludgesonicated破解總量污泥表觀產(chǎn)率（mg/L·d）減量效率（%）空白2227%1791914%1164821%856228%25892025/2/1923微生物菌種群多樣性有所提高。UnculturedSaprospiraceaebacterium,Unculturedbetaproteobacteria,UnculturedBacteroidetesbacterium始終處于優(yōu)勢菌群的地位。2025/2/1924預(yù)計(jì)成本經(jīng)中試運(yùn)行計(jì)算，以80%污泥計(jì)（消滅）投資成本：10-20萬/噸污泥電耗：20-40kWh/噸污泥2025/2/1925小結(jié)超聲波可有效破壞污泥絮體結(jié)構(gòu)，剝離胞外聚合物，釋放胞內(nèi)物質(zhì)部分污泥超聲溶胞后回流到污水處理工藝段，可被有效降解，總的剩余污泥產(chǎn)量極大下降過度破解不但增加能耗，而且降低污泥活性，不利于污水處理過程適宜的破解不影響COD去除，有利于脫氮，由于剩余污泥排放減少TP去除受一定干擾。262025/2/19超聲波強(qiáng)化污泥脫水（減容）272025/2/19技術(shù)原理2025/2/1928超聲調(diào)理機(jī)械脫水濃縮剩余污泥（一沉+二沉）污泥中的水70-80%間隙水—又稱自由水，重力濃縮可以去除10-20%毛細(xì)水3-5%表面吸附水2-3%內(nèi)部水292025/2/19低強(qiáng)度瞬時(shí)絮體更密實(shí)，間隙水與吸附水下降時(shí)間過長反而再度松散，吸附水上升2025/2/1930瞬時(shí)處理架橋離子不變超聲處理后水分發(fā)布發(fā)生改變污泥粘度相應(yīng)改變2025/2/1931超聲波預(yù)處理-離心2025/2/1932與離心組合瞬時(shí)低強(qiáng)度有利，反之不利超聲波處理后+PAM污泥1對(duì)固含量的提升沒有意義污泥2加絮凝劑減少結(jié)合水、促進(jìn)脫水，PAM最佳2025/2/1933超聲波預(yù)處理-板框2025/2/1934超聲-板框壓濾可實(shí)現(xiàn)50%含水率，無需混凝劑2025/2/1935加藥大大提高進(jìn)泥質(zhì)量和形成的泥餅的質(zhì)量超聲波+加藥，泥餅的含水率降低，泥餅質(zhì)量升高超聲波不加藥，脫水效果相當(dāng)，泥餅質(zhì)量低不同污泥最佳處理時(shí)間不同2025/2/1936超聲波破解部分剩余污泥作為反硝化碳源372025/2/19技術(shù)原理2025/2/1938反硝化濃縮池部分剩余污泥選擇性破解作為內(nèi)碳源排放39污泥破解后，COD、N、P均會(huì)被釋放到水中，但控制一定的操作參數(shù)，可以使得C的釋放遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于N、P，從而可以作為內(nèi)碳源使用。（注意C/N/P比例）2025/2/19不同污泥釋放的C/N/P不同，但C/N比均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于進(jìn)水。2025/2/1940EPS中的多糖特別容易被剝離2025/2/1941污泥破解后，溶解到上清液中的碳源較易被微生物利用，對(duì)脫氮有明顯提升，對(duì)COD、TP去除基本沒有影響。2025/2/1942對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)有一定影響，脫氮除磷菌豐度上升，Proteobacteria逐漸增加，Bacteroidetes基本穩(wěn)定，Chloroflexi和TM7則下降2025/2/1943超聲溶胞-高級(jí)厭氧消化442025/2/19技術(shù)原理2025/2/1945超聲溶胞厭氧消化濃縮污泥附送消毒效果462025/2/19污泥破解液的可生化性很好2025/2/1947污泥破解液vs

污泥厭氧消化時(shí)間縮短到10天，產(chǎn)甲烷提高50%以上，達(dá)到理論值的90%482025/2/19VSS去除率