一、污泥厭氧消化技術(shù)簡(jiǎn)介
污泥厭氧消化是指污泥在無(wú)氧條件下,由兼性菌和厭氧細(xì)菌將污泥中的可生物降解的有機(jī)物分解成二氧化碳、甲烷和水等,使污泥得到穩(wěn)定的過程,是污泥減量化、穩(wěn)定化的常用手段之一。污泥厭氧消化具有減少污泥體積、穩(wěn)定污泥性質(zhì)、產(chǎn)生甲烷氣體等優(yōu)點(diǎn)。
傳統(tǒng)的污泥厭氧消化具有反應(yīng)緩慢、有機(jī)物降解率低和甲烷產(chǎn)量較低的缺點(diǎn),限制了污泥厭氧消化技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。根據(jù)Bryant的三階段理論,污泥水解是污泥厭氧消化過程中的限速步驟。因此,從20世紀(jì)70年代起,人們對(duì)包括高溫?zé)崴狻⒊暡A(yù)處理、堿解預(yù)處理和臭氧預(yù)處理等物化方法在內(nèi)的各種污泥厭氧消化強(qiáng)化技術(shù)開展了研究,通過擊破污泥的細(xì)胞壁,使胞內(nèi)有機(jī)物質(zhì)從固相轉(zhuǎn)移到液相,促進(jìn)污泥水解,提高污泥厭氧消化效果。
隨著各國(guó)污泥量不斷增加和對(duì)能源的需求、處理后污泥品質(zhì)要求的不斷提高,一些原有的污泥厭氧消化設(shè)施面臨擴(kuò)容和改造。污泥預(yù)處理技術(shù)可以改善污泥厭氧消化效果、改善污泥脫水效果和提高沼氣產(chǎn)量,在一定程度上能夠替代消化池?cái)U(kuò)容帶來(lái)的效益,因此得到了廣泛的研究應(yīng)用。其中,污泥高溫?zé)崴饧夹g(shù)相對(duì)較為成熟,目前,該技術(shù)已開發(fā)出Cambi熱水解、Biothelysis熱水解和Monsal酶解等多種工藝,近年來(lái)在歐洲得到推廣應(yīng)用,挪威、英國(guó)和澳大利亞均有成功應(yīng)用的案例。
針對(duì)傳統(tǒng)污泥厭氧消化含固率低的限制,高含固污泥厭氧消化技術(shù)的研究也成為熱點(diǎn)。高含固污泥厭氧消化的優(yōu)勢(shì)在于沼氣產(chǎn)生效率高于傳統(tǒng)的厭氧消化,原因是進(jìn)泥含固率大幅升高,污泥厭氧消化池內(nèi)單位微生物量能接觸消化的有機(jī)物量大為提高,其產(chǎn)氣效率和處理負(fù)荷亦隨之提高。目前國(guó)外已開發(fā)出多種高含固污泥厭氧消化技術(shù),并已在實(shí)際工程中得到應(yīng)用,如芬蘭的HLAD工藝,控制進(jìn)入預(yù)反應(yīng)池的污泥含固率為10%~15%,產(chǎn)氣效率相比傳統(tǒng)污泥厭氧消化高出30%。
二、污泥厭氧消化技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
1、污泥厭氧消化過程可殺死部分病原菌和寄生蟲卵,使污泥得到穩(wěn)定化,不易腐臭;
2、污泥厭氧消化過程產(chǎn)生沼氣,可實(shí)現(xiàn)污泥生物質(zhì)能的有效回收;
3、污泥厭氧消化可降解污泥中35%~50%的揮發(fā)性固體,減少污泥干固體量,有利于降低后續(xù)污泥處理處置費(fèi)用。同時(shí)污泥厭氧消化有助于提高污泥脫水性能,脫水后污泥體積可進(jìn)一步減少。
三、污泥厭氧消化技術(shù)缺點(diǎn):
1、維持污泥厭氧消化所需溫度需消耗大量熱能;
2、污泥厭氧消化工藝停留時(shí)間較長(zhǎng),通常要達(dá)到20~30d,造成污泥厭氧消化池體積龐大,操作管理復(fù)雜;
3、產(chǎn)甲烷菌對(duì)環(huán)境條件要求較高,啟動(dòng)階段必須進(jìn)行菌種培養(yǎng),初期調(diào)試時(shí)間長(zhǎng);
4、污泥厭氧消化之后污泥的含水率仍較高,必須進(jìn)行后續(xù)處理,常用的手段有熱干化和深度脫水。