剩余污泥的好氧消化設(shè)計
1 工程概況
東莞市御景灣酒店產(chǎn)生污水約600m3/d(由廚房、洗滌、生活污水組成),采用水解酸化、接觸氧化工藝進行處理。由于該工程處理規(guī)模較小以及酒店對周圍的環(huán)境要求較高,故所有構(gòu)筑物都采用了地埋式。為使終產(chǎn)物無臭味以及操作、管理簡便,其剩余污泥采用好氧消化進行處理。
2.1 設(shè)計參數(shù)
根據(jù)進、出水BOD5進行設(shè)計,其設(shè)計參數(shù)見表1。
2.2 池體設(shè)計
2.2.1 池形的選擇
消化池采用穿孔管曝氣,為便于管道的安裝將池子設(shè)計成矩形,長、寬比為1∶1。由于采用地埋式,故設(shè)計超高取0.4m。
2.2.2 池容積的確定
池容積根據(jù)污泥產(chǎn)生量W(kg/d)和達到設(shè)計氧化率所需的停留時間T(d)來確定。
①污泥產(chǎn)生量W
如不考慮BOD5在水解池中的變化則設(shè)計時可采用曝氣池污泥產(chǎn)量公式W=YQSr-KVXa來估算污泥量。為估算方便將其簡化為:
W=YQSr (1)
式中Y——理論產(chǎn)泥率,取典型值Y=0.6
Q——每天的處理水量,Q=600m3/d
Sr——進水、出水BOD5的濃度差,Sr=180mg/L
根據(jù)式(1)可計算出W=0.6×600×0.18=64.8kg/d。
②污泥體積V1
因為污水采用接觸氧化法進行處理,故產(chǎn)泥濃度可參照生物膜法的產(chǎn)泥濃度進行估算(10~20g/L),取其平均值(15g/L),另由平衡公式V1×15g/L=W得V1=4.32m3/d,即每天所產(chǎn)污泥體積約為4.32m3。
③水力停留時間T
在確定水力停留時間時,筆者將揮發(fā)性懸浮固體(VSS)的去除率選擇在45%~50%(此后,每提高1%的VSS去除率都需要相當(dāng)長的好氧消化時間),這對于污泥好氧消化處理來說,無論從土建投資還是在運行費用上都是比較經(jīng)濟的。在污泥的好氧消化處理中VSS大多是在前10~15d被去除的,由于該酒店污水可生化性較好,污泥中的揮發(fā)性有機成分含量也相對較高,因而在好氧條件下其消化時間應(yīng)相對短一些,故將水力停留時間確定為10d。
根據(jù)污泥的體積和消化時間通過計算可得到消化池的有效容積V=T×V1=43.2m3。為保證連續(xù)運行,設(shè)計2座消化池輪流使用。
2.3 需氣量的確定
以分解污泥中有機物的需氧量約為2kgO2/kgVSS的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為前提,假定每天產(chǎn)生的VSS全部進入消化池且對其去除率能達到40%,即VSS的去除量為26.0kg,則需氧量為52kg/d。當(dāng)采用穿孔管曝氣時氧的利用率一般為6%,則可由平衡關(guān)系式Q×20%×6%×1.25=52(Q為所需空氣量,空氣密度近似為1.25kg/m3)計算得到所需空氣量約為3500m3/d,即供氣量為2.4m3/min,可據(jù)此對風(fēng)機進行選型。
3 調(diào)試及運行
在工程調(diào)試初期接觸氧化池中生物膜尚未形成,此時需將沉淀池泥斗中的大部分污泥回流至水解池中。當(dāng)接觸氧化池中生物膜形成并生長到一定的厚度時應(yīng)控制好污泥回流量和剩余污泥量。考慮到對水解池有脫氮除磷的要求以及水解池能將一部分污泥消化,故將大部分污泥回流至水解池中,而盡量將較稀的污泥提升至消化池中進行好氧消化(維持消化池中的DO在2mg/L左右)。
消化池正常運行后,控制進泥的SV在10%以下(當(dāng)SV超過10%時應(yīng)加大污泥回流量)??刂葡刂械膿]發(fā)性固體的負(fù)荷≤5kgVSS/(m3·d)。一般運行一個月左右需清理一次消化池,同時啟動備用池。該工程自2001年12月運行至今,污泥好氧消化池運轉(zhuǎn)狀態(tài)良好。
筆者在2002年3月以10d為一個周期,分別對進泥的MLVSS和消化處理后的MLVSS進行了測定,并取其平均值來評價消化池的處理效果,結(jié)果見表2。
由表2可知,消化池對MLVSS的去除率比較穩(wěn)定并達到了設(shè)計要求。
4 運行費用分析
設(shè)計時采用一臺功率為11kW、風(fēng)量為10m3/min的風(fēng)機給消化池供氣,實際供氣量為1.5~2.0m3/min(相當(dāng)于2kW左右的功率消耗在消化池),如按每天24h運行、電價以1元/(kW·h)計,則運行費用約50元/d(不包括每隔一段時間用車?yán)叱刂惺S辔锏馁M用)。
5 結(jié)語
污泥好氧消化是一種行之有效的污泥處理方法,它具有工藝簡單、前期投資省、操作簡便、管理容易等特點,但運行費用偏高。
參考文獻:
〔1〕唐受印,戴友芝.水處理工程師手冊〔M〕.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.
〔2〕尹軍,劉韜,宋顯東.污泥好氧消化處理的若干問題探討〔J〕.中國給水排水,2001,17(8):23-24.
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