無臭高效污泥好氧發酵器在重慶機場污水處理站的應用研究

1.劉 杰 2.蔣維穎

1.重慶機場集團有限公司 2.重慶市硅酸鹽研究所

無臭高效污泥好氧發酵器在重慶機場污水處理站的應用研究

1.劉 杰 2.蔣維穎

1.重慶機場集團有限公司 2.重慶市硅酸鹽研究所

為解決污水處理站剩余污泥處理處置問題，課題組對污泥處理處置方案做了進一步探討，并與重慶賽迪冶煉裝備系統集成工程技術研究中心有限公司(簡稱重慶賽迪)簽訂了《無臭高效污泥好氧發酵器試驗合作協議》。在與重慶賽迪進行污泥資源化利用試驗中，解決了我司污水處理站污泥處理處置難題，實現了剩余污泥無害化、減量化和資源化。

污泥處理處置；好氧發酵器；有機肥；

1、課題背景及研究意義

1、課題背景

目前，世界各國對剩余污泥的處理與處置主要有填埋、焚燒、投海、土地利用等實用性方法，但總體來說各種方法均存在有效性和經濟性兩方面的問題。由于剩余污泥由微生物組成，含水率高、臭味重、分解速度慢，我國大部分填埋場已經嚴格限制污泥進場，因此，污泥處理已經出現“無路可去”的困境，其帶來的二次污染問題也引發了輿論的廣泛關注，很多地區通過張貼和上訪的形式對這種行為做出了反抗言辭和措施。

目前，我司南污水處理站剩余污泥處理處置主要有兩種途徑：一是由我司支付費用并運送長生橋垃圾填埋場填埋，因污泥含水率未能達到污泥填埋要求，接納單位隨時都可能拒絕接納；二是直接做綠化肥料，因其熟化前含水率高，直接做肥料不但效果差，還有燒苗之危害，且臭味重，直接使用會影響機場窗口形象。

2、研究意義

剩余污泥中富含有機質、氮、磷、鉀等營養元素，具有較好的肥效性，若能將污泥處理處置與資源化有機結合，將具有十分重大的意義。污泥好氧發酵是其資源化技術的一種，通過污泥發酵，使之轉化為具有實用價值的有機肥，既解決污泥處理處置難題，又可實現一定經濟效益。

2、試驗方案

1、剩余污泥樣本成分分析

我們對機場南污水處理站污泥抽取了8個樣本(該樣本均已經過帶式壓濾機壓濾脫水)，并做了化驗分析，每次檢測指標15個，取8次檢測數據平均值統計如表1所示。

從表1可見，南污水處理站剩余污泥氮、磷、鉀及有機質含量均較高，營養成分豐富，重金屬含量均未超標。另外，雖經帶式壓濾機脫水處理，其含水率仍為88.5%，未能達到《生活垃圾填埋場污染物控制標準》GB16889-2008中對污泥填埋的要求(含水率不高于60%)，更未能達到國家環境保護部辦公廳文件環辦【2010】157號文中對污泥運出廠含水率不高于50%之要求。

2、試驗原理及工藝流程

本試驗主要采用重慶賽迪研發的無臭高效污泥好氧發酵器(處理量為1t/d)將剩余污泥進行好氧發酵。通過向剩余污泥中添加一定比例的秸稈、特種菌劑等輔料，充分攪拌混合后傳送至無臭高效污泥好氧發酵器，在大速比機械傳動攪拌-曝氣耦合系統下進行推流式好氧發酵，通過對有氧環境、含水率、溫度等環境因素的控制，使微生物快速生長繁殖，從而將污泥分解、熟化，并殺滅污泥中病原微生物，使污泥最終轉變成肥料。

3、試驗結果分析

表1 南污水處理站污泥基本成分分析結果統計表

1、整體效果

試驗中，我們對設備運行工況參數(曝氣量、攪拌速度、溫度)、輔料比例以及添加菌種做了反復調整，歷經近一年的努力，試驗已基本完成，目前設備已能穩定運行，并能成功地將粘稠、惡臭、難以處理的污泥轉變成為疏松、無臭的高效營養土，其肥效性達到了肥料標準，完全可施用于園林綠化及農作物，解決了污泥難以處置的頭疼問題。

2、指標檢測

本試驗中，我們將SGS檢測報告各檢測數據與相關標準對比分析后可知，經試驗處理后的污泥各項指標均優于《城鎮污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質GBT 23486-2009》、《有機肥料NY 525-2012》、《生物有機肥NY 884-2012》等標準要求。具體指標對比見表2所示，可見，試驗所產生有機肥具有較好肥效性。

特別值得注意的是，經本試驗處理后的污泥含水率從原來的88.5%降到了25%，遠低于污泥填埋(含水率低于60%)的標準要求。另外，每噸污泥最終產出有機肥約0.4噸，實現了污泥減量化。

3、尾氣處理

在好氧發酵過程有機質逐步熟化，在此過程中分解出一些尾氣，比如CO2、苯乙烯、氨、HS2等，這些氣體若不經收集直接排入大氣，將會造成二次污染。因此，我們試驗過程中將設備進行了全密封，并收集后做了尾氣處理，現場無明顯臭味。同時，從SGS檢測數據可知，無臭高效污泥好氧發酵器尾氣排放滿足《惡臭污染物排放標準GB14554-93》排放標準值要求(見表3所示)，且廠界臭氣濃度值達到了《惡臭污染物排放標準GB14554-93》一級標準排放(見表4所示)。

4、運營運行成本分析

目前，無臭高效污泥好氧發酵器樣機實現穩定連續運行，每天進料1次，出料1次，穩定期平均處理量為0.982t/d。根據實際運行數據，我們統計了設備的運行成本，如表5所示。

從上表可見，本試驗中運行成本為104.7元/t，遠低于填埋處置成本。而經該設備處理后每噸污泥可產生具有肥效性營養土約0.3—0.5t，外售作為園林綠化肥料可實現400元/噸的經濟效率。

5、結論

1、從檢測數據可知，我司污水處理站剩余污泥重金屬含量不超標，且營養成分豐富，是作為好氧發酵并轉化為有機肥的優質原材料；

2、本試驗消除了污泥原來的惡臭，降低了含水率，達到了《生活垃圾填埋場污染物控制標準》GB16889-2008中對污泥填埋的要求；

表2 處理后污泥性質與相關標準值比較表

表3 無臭高效污泥好氧發酵器尾氣排放與排放標準值比較表

表5 無臭高效污泥好氧發酵器穩定運行過程中處理成本表

3、經本試驗無臭高效污泥好氧發酵器處理后的污泥能達到化肥肥效性要求，從技術指標上說可用做園林綠化或農作物化肥；

4、試驗中所產生尾氣得到了有效處理，排放的臭氣濃度達到了《惡臭污染物排放標準GB14554-93》要求，且廠界濃度值達到了《惡臭污染物排放標準GB14554-93》一級標準要求；

5、經過本試驗，污泥處理處置真正實現了“無害化、減量化、資源化”的目標，較好地解決了污泥處理處置出路問題。

[1]李果.自熱式好氧厭氧一體化反應器處理城鎮污水廠污泥的試驗研究[D].重慶大學，2014.

[2]彭飛.生活垃圾與污水廠污泥一體化處理技術與設備研究[D].重慶大學，2010.

[3]白天喜.城市污水處理廠的能耗研究與節能分析[D].長安大學，2012.