活性污泥法去除剩余污泥 实现污泥零排放

北极星环保网讯:综述：“耐温酶溶解(S-TE)法”利用嗜热脂肪芽胞杆菌吸收活性污泥固相颗粒中的碳源营养物质，产生有酶蛋白加有机物、酶蛋白加有机物加金属离子的全酶，如水解酶、各种脱氢酶、丙酮酸脱羟酶和细胞色素氧化酶。酶蛋白的功能是催化生物化学反应的加速进行，辅酶的功能是传递电子、原子或化学基团，其中的金属离子还起激活剂作用。本项目技术称作“耐温酶溶解(S-TE)法”，是利用嗜热脂肪芽胞杆菌产生的酶(如淀粉酶和朊酶)在65℃下使污泥溶解，溶解的污泥返回曝气池被分解，是实现活性污泥法剩余污泥零排放的经济型措施。

技术性能介绍

1、活性污泥及处置

活性污泥，是指污水或废水经生物处理在曝气池后经二次沉淀池沉淀分离出来的活性污泥或生物膜脱落形成的污泥(不包括预处理系统的栅渣、初沉池的沉砂和投加絮凝剂形成的污泥)。活性污泥法和生物膜脱落形成的污泥，基本上是生物的残体和部分颗粒胶体，极易发臭、含水率高，又难于脱水，这部分剩余污泥是本项目“耐温酶溶解(S-TE)法”的主要处理对象。

尽管在污水处理中一部分污泥按大约50%左右的回流比回到生化处理系统，但还有>50%的剩余污泥需经污泥浓缩、污泥脱水最终去填埋、焚烧或进行农用堆肥处置。这种处理污泥的传统方式，流程长、设备投资大，处理成本高、麻烦。

2、“耐温酶溶解(S-TE)法”及其机理

“耐温酶溶解(S-TE)法”，是利用嗜热脂肪芽胞杆菌产生的酶(如淀粉酶和朊酶)在65℃下使污泥溶解，溶解的污泥返回曝气池被分解。具体机理简述如下：

生物膜法的污泥量一般是7~19kg/m3.d，含水率为96%~98%，比重：1.02;活性污泥法的污泥量一般是10~21kg/m3.d，含水率为99.2%~99.6%，比重：1.005~1.008，这些污泥的主要组分为生物的残体及颗粒胶质微粒。活性污泥含水率高，污泥中水的存在有三种形式：一种称间隔水或游离水存在于污泥颗粒固相间隙中，约占污泥水分70%左右;第二种存在于污泥颗粒毛细管中，称毛细水，约占污泥水分20%左右;第三种存在于污泥颗粒内部(生物细胞内的水)和粘附于颗粒表面的水，约占污泥水分的15%~19%，第三种水只有在颗粒和细胞破裂后始能分离。

“耐温酶溶解(S-TE)法”利用嗜热脂肪芽胞杆菌吸收活性污泥固相颗粒中的碳源营养物质，产生有酶蛋白加有机物、酶蛋白加有机物加金属离子的全酶，如水解酶、各种脱氢酶、丙酮酸脱羟酶和细胞色素氧化酶。酶蛋白的功能是催化生物化学反应的加速进行，辅酶的功能是传递电子、原子或化学基团，其中的金属离子还起激活剂作用。

“S-TE法”是根据米契里斯(米氏公式)理论推导出酶促反映速度方程式：S(底物)——T(温度及时间)E(酶)，根据质量作用定律，产物P的生成量决定于中间产物ES的浓度。ES的浓度越高，酶促反应速度越快。

3、实现活性污泥法剩余污泥零排放技术的条件要求

活性污泥法MSS：3000mg/l、BOD5：0.8kg/m3.d。为了达到这方面的条件，需要在剩余污泥含水率高达98%~99.2%时，先进行污泥浓缩。推荐的方法采用运行费用低于离心浓缩法、浓缩效率又大于重力浓缩法的新颖设备——浅层高效零速气浮设备(气浮浓缩法)。

应用举例

1、如某处理规模10万m3/d污水处理厂，每天产生的活性污泥法剩余污泥估测1500m3/d、含水率为99.2%，先通过浅层高效零速气浮设备进行污泥浓缩，使污泥含水率降至30%左右，浓缩污泥量约450m3/d，分离液通过气浮出水管回流至污水处理系统调节池约1050m3/d。

浓缩污泥由气浮设备中心旋转撇泥筒刮入出泥斗排入浓缩污泥集泥池。浓缩污泥集泥池设计成特殊的结构形式，兼作“耐温酶溶解(S-TE)法”污泥溶解池，嫁接和时续投加嗜热脂肪芽胞杆菌对浓缩污泥进行溶解，并在集泥池鼓进由燃煤热风炉供给的>70℃的热空气给集泥池浓缩污泥加温，创造适合嗜热脂肪芽胞杆菌生存新陈代谢的良好环境。通过“耐温酶溶解(S-TE)法”使污泥溶解后返回曝气池被分解，从而完成活性污泥法剩余污泥零排放的全过程。

2、增加设施：浅层高效零速气浮设备一套，二班制操作运行，每小时处理能力为100m3/h、每天培植接种的生物培养箱1台、提供热空气对浓缩污泥加温的燃煤热风炉1台和将溶解污泥泵送返回曝气池的潜污泵2台(一开一备)。增加设备的装机总功率29.2kw，常开22kw。

3、投资与效益：增加设施土建与设备投资估算约85万元、设备安装费12万元、技术服务费、调试及培训费小计10万元，总投资估算107万元。增加设施的运行费用约为传统的污泥浓缩、脱水滤饼外运处理的运行成本的60%，降低了污水处理总运行成本约0.03元/m3污水，全年节省108万元。因此，投资“耐温酶溶解(S-TE)法”实现活性污泥法剩余污泥零排放项目一年可得益回收。

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