污泥处理的3种方式介绍

本节主要讲解污泥稳定化技术。

01、污泥稳定的相关名词解释

污泥稳定是指通过物理化学和生物过程被气化、污泥中的有机物或挥发物液化、矿化或转变为更加稳定的有机物的过程。其目的是减少各种病原体，消除臭味，抑制减轻或消除腐化的可能性，同时减轻污泥质量。

《室外排水设计规范》7.3.1条规定：根据污泥性质、环境要求、工程条件和污泥处置方式，选择经济适用、管理方便的污泥消化工艺，可采取污泥厌氧消化或污泥好氧消化工艺。

污泥厌氧消化系统由于投资和运行费用相对较省、工艺条件（污泥温度）稳定、可回收能源（污泥气综合利用）、占地较小等原因，采用比较广泛；但工艺过程的危险性较大。

污泥好氧消化系统由于投资和运行费用相对较高、占地面积较大、工艺条件（污泥温度）随气温变化波动较大、冬季运行效果较差、能耗高等原因，采用较少；但好氧消化工艺具有有机物去除率较高、处理后污泥品质好、处理场地环境状况较好、工艺过程没有危险性等优点。污泥好氧消化后，氮的去除率可达60%，磷的去除率可达90%，上清液回流到污水处理系统后，不会增加污水脱氮除磷的负荷。

一般在污泥量较少的小型污水处理厂（国外资料报道当污水厂规模小于1.8万m3/d时，好氧消化的投资可能低于厌氧消化），或由于受工业废水的影响，污泥进行厌氧消化有困难时，可采用好氧消化工艺。

02、厌氧消化工艺

厌氧消化的作用，是为了污泥稳定化、污泥减量化、消化过程能够产生沼气，以利于能源回收。

对于厌氧消化的分类，可以分为中温厌氧消化（35±2℃）、高温厌氧消化（55±2℃）。对于厌氧消化工艺流程与系统组成，包括污泥进出料系统、污泥加热系统、消化池搅拌系统及沼气收集、净化利用系统。

对于厌氧消化工艺，还需要注意一个热水解预处理技术，该技术的原理是将微生物的细胞膜破坏，经过热水解预处理后的污泥，更加容易被厌氧消化。

03、影响厌氧消化工艺的因素

对于厌氧消化的影响因素，主要包括以下8个方面：

1.温度：按产甲烷菌对温度的适应性，可将其分两类：中温产甲烷菌、高温产甲烷菌，温度在两区之间时，随着温度的上升，反应速度反而降低；

2.生物固体平均停留时间（泥龄）与负荷；

3.投赔率：每日投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分率。投配率的倒数就是污泥在消化池中停留的时间；

4.营养与C/N：厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌将污泥进行厌氧生化处理的工艺。细菌生长所需营养由污泥提供C/N比10~20:1为宜。如C/N太高，合成细胞的氮源不足，消化液缓冲能力低，pH容易降低；C/N太低，氮量过多，pH可能上升，铵盐容易积累，会抑制消化；

5.消化过程要控制氮的平衡：理由是虽然厌氧消化过程中硝酸盐可被还原成氮气存在于消化气中，但大部分氮转化为消化液中的NH3，氮量过多，铵盐积累，pH上升抑制消化；

6.有毒物质；

7.酸碱度和消化液的缓冲作用；

8.搅拌、混合。

04、污泥厌氧消化技术选择

如果污水处理工艺为延时曝气氧化沟，则不宜选择污泥厌氧消化工艺。因为延时曝气使污泥进行了部分自身氧化，从而使剩余污泥已较稳定，没有必要再进行厌氧消化处理。

高温消化比中温消化分解速率快，产气速率高，所需要的消化时间短，对寄生虫卵的杀灭率高。但高温消化消耗热量大，能耗高。因此，只有在卫生要求严格，或对污泥气产生量要求较高时才选用。与高温消化相比，中温消化速度稍微慢一些，产气率要低一些，但维持中温消化的能耗较少，整体上能维持在一个较高的消化水平，可保持常年稳定运行。因此多选用中温消化。

单级消化对于有机物的分解率可达90%，二级消化产气率一般比单级消化只高约10%，为减少污泥处理总投资，采用一级消化工艺比较好。

对于消化池的搅拌方式，多采用的是沼气搅拌和机械搅拌，泵循环搅拌因为耗电量大且搅拌效果不好已较少使用。

05、污泥厌氧消化污泥气的处理

《室外排水设计规范》7.3.12条规定：污泥气贮罐的容积宜根据产气量和用气量计算确定，缺乏相关资料时，可按6~10h的平均产气量设计。污泥气贮罐内、外壁应采取防腐措施。污泥气管道、污泥气贮罐的设计，应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028的规定。

7.3.13条规定：污泥气贮罐超压时不得直接向大气排放，应采用污泥气燃烧器燃烧消耗，燃烧器应采用内燃式。污泥气贮罐的出气管上，必须设置回火防止器。

7.3.15条规定：根据污泥气的含硫量和用气设备的要求，可设置污泥气脱硫装置。脱硫装置应设在污泥气进入污泥气贮罐之前。为什么要脱硫？主要考虑以下2点：

1.防止与水汽形成氢硫酸腐蚀管道及设备。

2.防止沼气中的硫在发动机或锅炉内燃烧后转化成SO2污染大气。经调查，有些污水厂由于没有设置污泥气脱硫装置，使污泥气内燃机（用于发电和驱动鼓风机）不能正常运行或影响设备的使用寿命。当污泥气的含硫量高于用气设备的要求时，应当设置污泥气脱硫装置。

▲沼气的净化流程

沼气水封罐的作用有3点：

1.调整和稳定压力；

2.与消化池起隔绝作用；

3.排除冷凝水。

06、好氧发酵

对于污泥的好氧消化而言，常考点在于好氧发酵，好氧发酵即为好氧堆肥，需要强调的是，不论污泥厌氧消化还是好氧消化，都需要一定的碱度，但是好氧发酵不需要（别忘记生物脱氮除磷的好氧池同样需要碱度），另外对于好氧发酵还有一点需要注意，那就是作为污泥减量化手段，好氧消化和厌氧消化都应在污泥机械脱水之前，但是好氧发酵作为一个污泥减量化手段是放在机械脱水之后的。

好氧发酵通常是指高温好氧发酵，是通过好氧微生物的生物代谢作用，使污泥中的有机物转化为稳定的腐殖质的过程。

污泥好氧发酵需要控制的技术指标如下所示。

污泥好氧发酵共意思类型分为一步发酵工艺和两步发酵工艺，供氧方式有自然通风、强制通风、强制抽风、翻堆、强制通风加翻堆。

对于好氧发酵的影响因素主要有以下5点：

1.含水率，一般而言，污泥脱水泥饼含水率为80%左右，必须调节到55%~60%方可进入好氧发酵工序。含水率的调节方法有添加干物料、成品回流、热干化、晾晒等。

2.C/N：好氧发酵最适宜的C/N比为（25~35）：1，而污泥厌氧消化的C/N比为（10~20）：1。C/N不在适宜范围内，应通过向脱水污泥中加入含碳较高的物料，如木屑、秸秆粉、落叶等。C/P控制在（70~150）:1内。

3.pH值：可以用pH值作为发酵熟化与否的控制指标。常用的调理剂有CaCO3、石灰和石膏等。

4.温度：温度是反应发酵效果的综合指标，根据卫生学要求，发酵至少要达到55℃，才能杀灭病原菌和寄生虫卵，温度过高（大于70℃）会抑制微生物活性，甚至难以存活；降低发酵产品的质量；温度过低也不利于发酵过程，温度低于20℃，堆肥很慢甚至会停止；发酵温度范围在55~65℃时，发酵综合效果最佳。

5.发酵时间：采用发酵槽系统，一般10~15d。

07、本节总结

本节主要是以知识选择题考核为主，主要掌握以下几点内容：

1.污泥稳定的目的是减少质量；

2.厌氧消化可以分为中温厌氧消化（35±2℃）、高温厌氧消化（55±2℃），温度处于两者之间时消化效率低；

3.污泥热水解预处理工艺的作用；

4.污泥厌氧消化和好氧消化均需要消耗碱度，好氧发酵不需要消耗碱度；

5.沼气水封罐的3点作用；

6.厌氧消化和好氧消化都在机械脱水之前，好氧发酵在机械脱水之后。