城市污水处理厂污泥的生物除臭_李钢

1、城市污水处理厂污泥的生物除臭李钢蒋克君仝恩丛方静李亚青提要主要研究了微生物对生污泥臭味的去除作用及除臭过程中速效有机碳的含量的变化及除臭菌的抗热性;并结合除臭试验做了日处理30t(含水率80%生污泥污泥处理厂的设计及经济分析。关键词污水处理厂污泥生物除臭有益微生物菌肥植物速效营养物耗氧发酵生物热0概述近几年,随着人们对环保认识的提高,污水处理在我国得到了迅猛发展,但随之带来另一严重的环保问题,这就是如何妥善处置污水处理后产生的污泥,它已成为整个污水处理行业亟待解决的问题。处理好的污泥将是一种很好的资源,但随意摊置必会造成对环境的二次污染。目前处理这种污泥的办法主要是填埋和焚烧,但填埋和焚烧的经

2、济效益均为负效益,不太适合我国国情。处理污泥的再一种办法就是综合利用,即将污泥添加无机肥料、生石灰或粉煤灰,经简单加工用于农业生产。这种方法比较经济,且符合我国当今所提倡的可持续发展的战略,但随着一些城市污水处理厂的污泥有机复混肥料厂的建立和实际运行后,发现该方法也存在一些问题,其中一个主要问题就是制造的污泥肥料有臭味。产生臭味的原因是因为城市污水处理厂的污泥含有部分带有臭味的物质,如:硫化物、氨、腐胺类等,所以当将它加工成为一种商品来储存和施用时,仍会向四周散发臭气,继续污染环境。这样就大大地降低了污泥肥料的商品价值,并直接影响到污泥肥料在肥料市场中的生存和发展。目前,对于这种臭味的去除方法

3、主要有:化学除臭法,即添加化学药剂(如:Ca(OH2与具有臭味的物质反应,从而达到除臭的目的;物理除臭法,如活性炭吸附法、闪蒸法等;生物除臭法,主要是利用微生物除臭,通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化,达到对污泥除臭的作用。前两种方法的优点是:较为简捷;其缺点是除臭效果不太好,且不是增加了污泥的碱度就是增加了污泥的体积。生物除臭法的优点是:除臭效果较好;经过微生物除臭还可进一步降解污泥中各种大分子元素,增加其利于植物吸收的营养成份;通过污泥除臭依靠微生物发酵产生的生物热,可使污泥得到进一步干燥,降低污泥烘干成本;这些具有除臭功能的微生物多是土壤中有益的微生物菌群,它有改良土壤的团粒结

4、构、改善土壤微生态环境,抵抗有害微生物功能;缺点是:除臭所需时间较长,占地面积大。考虑到国内许多中小型污水处理厂没有污泥消化工序,产生的是生污泥,利用生物除臭的方法可起到污泥消化工序的作用,所以采用生物除臭法较好。1污泥除臭试验1.1试验材料与方法1.1.1试验材料保定市污水处理厂脱水生污泥;保定市污水处理厂筛选的有益菌。1.1.2试验设计取污水处理厂脱水生污泥自然晾干,粉碎;先将晾干的污泥分为两份,一份在120下杀菌0.5h,另一份作杀菌空白。将上述每种污泥做两种处理,一种接入5%有益菌液,另一种作相应的空白,每种处理重复3次,在30下培养,利用人体的嗅觉观察分析污泥气味变化(由于没有找到污

5、泥臭味的检验方法,本试验参照水和废水监测分析方法中水的臭味检测方法。1.2结果与分析1.2.1结果对照表(见表11.2.2培养前、后速效有机碳含量的变化(见表2 1.2.3结果分析22给水排水Vol.27No.22001 D OI:10.13789/ ki.w w e1964.2001.02.008表1试验结果对照处理时间/d污泥处理246810152030生污泥加有益菌+生污泥+灭菌污泥加有益菌+-灭菌污泥+注:臭味的强弱用“+”号的多少来表示,分+、+、+、+、-五级。表2培养前后速效有机碳含量项目培养前培养后速效有机碳/mg/kg58608740(1不加有益菌的污泥无论杀菌还是不杀菌其臭

6、味基本无变化;(2未经杀菌的污泥加入有益菌后,其臭味虽有减少,但其效果较差,主要原因是污泥本身固有的微生物较多,且这些微生物早适应了该环境,其生长和繁殖能力较新加入的有益菌的要强,这样有益菌不能成为污泥中的主导菌,从而达不到除臭的效果;(3加有益菌的污泥以“杀菌的污泥”效果最好,随着微生物的繁殖,4d后其臭味开始逐渐减弱,到第15天臭味基本被消除;(4针对污泥中有机质高的特点,在对污泥培养前后各营养元素的监测中,我们选择了对污泥中水溶性有机质(速效有机碳的测定。用筛选后有益菌培养污泥,速效有机碳增加49.1%,由于植物在土壤中只能直接吸收、利用水溶性的有机碳即速效有机碳,因此,污泥除臭培养可提

7、高污泥中有机碳利用率,进而促进植物快速增长。2有益菌抗热性试验考虑到这些除臭菌多是土壤中有益的正常微生物菌群,具有改良土壤的团粒结构、改善土壤微生态环境,抵抗有害微生物功能,保留它们可使除臭后的污泥具有菌肥的作用,所以又做了以下除臭菌抗热性试验。2.1试验材料与方法2.1.1试验材料保定市污水处理厂脱水污泥;保定市污水处理厂筛选的有益菌。2.1.2试验设计取污水处理厂脱水生污泥自然晾干、粉碎,在120下杀菌0.5h;将上述污泥接入5%有益菌液培养7d,除留一份作空白以外,其余4份分别做以下处理(每个处理重复3次,在50,60,90, 120加热0.5h,然后按稀释平板法进行菌落计数。2.2结果

8、与分析2.2. 1结果对照表(见表3表3除臭菌抗热性试验结果处理温度/30506090120污泥带菌数/个/g3.3×1088.5×1077.3×105002.2.2结果分析由表3可看出我们所筛选的有益菌在上述温度下以30生长最好,依次为50,60,在50虽有减少,但变化不太大,到60明显减少,存活下来的菌主要以具有抗热性的孢子为主,90以上所有有益菌均被杀死。基于以上试验,在污泥肥料后续加工工艺设计时,二次烘干温度应以选择低温烘干,物料温度以不超过50为好,这样生产出来的污泥由于保留了这些对植物和土壤有益的除臭菌的活性,从而具有了菌肥的一定作用。3污泥除臭的经济

9、分析结合以上污泥除臭试验,对污泥除臭在污水处理厂污泥处置中的应用做了如下设计及经济分析(以日处理30t含水率80%的生污泥为例。3.1污泥除臭工艺(见图1图1污泥除臭工艺污泥加工工艺为:先将含水率由80%烘至55%以下,将有害微生物、虫卵及草籽杀死,并为下一步好氧发酵创造条件;再接入菌制剂转入好氧发酵仓发酵,对污泥除臭、增加污泥中对植物有用的有效营养成分、降低污泥的水分(通过发酵,污泥的水分一般可降至25%左右。然后再将污泥进一步烘干、给水排水Vol.27No.2200123粉碎、添加无机肥料,圆盘造粒;或直接添加无机肥料、挤压造粒;或直接包装作为有机肥或菌肥销售。3.2设备厂房估算3.2.1

10、生产设备(见表4表4生产设备设备名称规格型号数量/台功率/kW价格/万元2000型热风炉141.7531翻堆机FDJ-4000110.515初混机500×1500145曝气及管路9-19-5.6风机1114.5回填料斗容积8t11.52.5污泥斗容积8t11.52.5空心螺旋输送机320×3000143废气输送机1115.5皮带输送机QD80L=12m235配电14合计88.25883.2.2土建估算(见表5表5土建估算项目名称土建面积价格/万元备注发酵仓(发酵池35m×4.2m×2m10发酵车间220m28.8400元/m3计烘干车间210m28.4合

11、计27.23.2.3厂房设备总投资(见表6表6厂房设备总投资项目名称价格/万元备注设备88土建27.2合计115.2投资概算不包括菌制品的设备和厂房的概算3.3污泥除臭成本分析(见表74结论试验表明利用有益微生物可清除污水处理厂中污泥的臭味,增加其利于植物吸收的营养成分,如:速效有机碳的含量。同时通过污泥除臭过程中微生物发酵产生的生物热,可使污泥得到进一步干燥,降低污泥干化成本,增加污泥肥料的市场竞争力。通过经济分析这种污泥处置方法是可行的,可节省污水处理厂前期投资费用及日后生产运行费用,尤其对尚无污泥消化工序的小型污水处理厂,无疑是一种比较好的污泥处置途径。表7污泥除臭成本分析项目费用/元/d说明人工费200每班5人、工作10h,20元/人,每天2班(每天以处理30t污泥计 动力4870.5元/kW,烘干机工作日均17h,其它设备工作日均6h燃料1122200元/t,烘干机每日工作17h,即可将含水80%的30t污泥烘到50%以下设备折旧366.7设备价格88万元,按8年折旧,年工作300d厂房折旧45.3厂房及发酵仓投资27.2万元,