摘要:本文敘述了污泥厭氧消化沼氣利用的運行管理與注意事項,介紹了污泥厭氧消化采用超聲波和臭氧的預處理技術,以及利用厭氧消化所產(chǎn)沼氣進行發(fā)電的技術應用。提出了厭氧消化利用沼氣是實現(xiàn)城市污水處理廠污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的有效手段,具有廣闊的發(fā)展前景。
關鍵詞:污泥,厭氧消化,沼氣,利用
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市現(xiàn)代化的建設,人們對生存環(huán)境的保護和改善意識不斷加強。促使越來越多的污水需要處理,而污泥是城市污水處理過程中不可避免的副產(chǎn)物。據(jù)估算,目前我國城市污水處理廠污泥量以每年10%的增長率增長[1],污泥出路問題已經(jīng)十分突出。
一方面,污泥中不僅含有大量水分,還充滿著各種各樣的細菌、病毒、寄生蟲及重金屬等有毒有害物質(zhì),如不妥善處理極易造成二次污染。另一方面,污泥又是一種資源,污泥中有大量的有機物質(zhì)和營養(yǎng)成分,能量巨大。在我國面臨著巨大的能源與環(huán)境雙重壓力的情況下,對污泥進行資源化利用,不僅能夠解決污泥出路問題,還能夠使污泥變廢為寶,這是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。
污泥處理處置需要大量基建投資和運行費用,傳統(tǒng)的污泥處理費用約占污水處理廠總運行費用的20%~50%,投資占污水處理廠總投資的30%~40%[2]。目前,國內(nèi)外對污泥的處置主要有排海、填埋、焚燒、堆肥等方式。但無論采取以上何種處置方式,在最終處置前都應對污泥進行適當?shù)奶幚?實現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化,以減輕最終處置的負擔。污泥厭氧消化不僅能夠使污泥處理基本實現(xiàn)穩(wěn)定化、無害化和減量化,而且污泥消化過程中產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電,是一種可再生的清潔能源;另一方面,剩余的熟污泥可根據(jù)其成分特點用作肥料、燃料或填埋,實現(xiàn)資源化。這對于我國這樣的能耗大國來說具有更重要的意義。
1 污泥厭氧消化運行管理
1.1 污泥厭氧消化預處理
由于污泥固體的生物可降解性,完全的厭氧消化需要相當長的時間,即使停留時間為20～30 d也只能達到中等程度的降解,僅能去除30% ～50%的VSS。而且消化池體積龐大,且基建費用高昂,運行管理復雜,沼氣產(chǎn)生率低,沼氣利用設備穩(wěn)定性差。提高厭氧消化效率的一個主要途徑是促進污泥細胞的分解及胞內(nèi)有機物的釋放,增強其生物可降解性。國內(nèi)外研究者們紛紛開展了相關研究,目前常用的是利用超聲波和臭氧對污泥進行預處理。具體參見http://www.yiban123.com更多相關技術文檔。
1. 1. 1 超聲波預處理
用超聲波技術處理污泥,其原理是利用超聲波在液體中產(chǎn)生的“空穴”作用,形成極端的物理和力中國沼氣China B iogas 2009, 27 (2) 35學條件,局部可達5000℃高溫, 500巴高壓,以及剪切力。這就是空穴“內(nèi)爆”產(chǎn)生的所謂“熱點”,將微生物細胞壁擊破,同時釋放出酶。酶的作用使其余未被擊破的微生物細胞失去對發(fā)酵環(huán)境的適應能力,成為厭氧微生物的營養(yǎng)物迅速被消耗,從而大大加速發(fā)酵進程。（東南大學市政工程系）
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