浅析污泥好氧发酵工艺论文_贡江

浅析污泥好氧发酵工艺论文_贡江

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摘要:污好氧发酵是一种无害化、减量化、稳定化的污泥综合处理技术,亦称好氧堆肥技术。它是利用好氧嗜热菌、嗜热菌的作用,将污泥中有机物分解,形成一种类似腐殖质土壤的物质。通过AI写作能有效杀灭病原体、寄生虫卵和病毒,提高污泥肥分。

关键字:污泥,好氧发酵,影响因素

污泥是污水处理后的产物,是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高(可高达99%以上),有机物含量高,容易腐化发臭,并且颗粒较细,比重较小,呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物,可以用泵运输,但它很难通过沉降进行固液分离。

一、污泥好氧发酵的原理

污泥好氧发酵是一种无害化、减容化、稳定化的污泥综合处理技术,亦称好氧堆肥技术。在合适的水分,通气条件良好,氧气充足的条件下,利用好氧嗜热菌、嗜热菌的作用,使微生物繁殖并降解有机质,从而产生高温,杀死其中的病原菌及杂草种子,使有机物达到稳定化,形成一种类似腐殖质土壤的物质的过程。好氧微生物通过自身的生命活动,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,同时释放出可供微生物生长活动所需的能量,而另一部分有机物则被合成新的细胞质,使微生物不断生长繁殖,产生出更多生物体。与污水处理中活性污泥法一样,污泥堆肥工艺中也需要依靠各类微生物的作用来实现污泥的腐熟,转化为腐殖质肥料。由于各污水处理厂进水水质有较大区别,污泥成分也不同,所以在进行污泥堆肥过程中应结合实际情况,投放微生物菌剂,改善通风条件和选择合适辅料。污泥好氧发酵的流程主要为进料、混料、一次发酵、二次发酵组成。

二、污泥好氧发酵的类型

根据工艺类型、物料运行方式、发酵反应器形式、供养方式,污泥的好氧发酵分类如下:按工艺类型可分为一步发酵工艺和两步发酵工艺;按反应器形式可分为条垛式、仓槽式、塔式;按供氧方式可分为强制通风(鼓风或抽风)和自然通风;按物料运行方式可分为静态发酵、动态发酵和间歇动态发酵等。

目前常用的发酵工艺分别是条垛式发酵、通气静态槽式发酵、容器发酵三种方法。

条垛式发酵是用人工或堆垛机将物料堆成长条形堆垛,高度一般1~2m,宽度一般3~5m。靠翻堆供氧,设备简单、操作方便、建设及运行费用低;但占地面积较大;由于供氧受到一定的限制,发酵时间较长,堆层表面温度较低,表层容易达不到无害化要求的温度,卫生条件较差。仅适用于用地限制小、环境要求较低的地区。

通气静态槽式发酵是反应器为仓槽式,采用强制鼓风供氧。发酵仓为长槽形,堆高一般2~3m。其特征是:设施价格便宜,制作简单,堆料在发酵槽中,卫生条件好,无害化程度高,二次污染易控制,但占地面积稍大。

容器发酵是采用塔式筒形发酵仓,强制供氧。污泥不断由上部投入,下部排出,仓内堆高可达5~6m。占地面积小,卫生条件好,无害化程度高,但设施较复杂,建设、运行费用较高,供氧能耗较大。

三、影响因素

污泥好氧发酵的影响因素包括:含水率,C/N比,pH值,温度,发酵时间等。

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(1)含水率

污泥含水率低于30%时,微生物提取营养物质的能力降低,分解有机物缓慢;水分低于12%~15%时,微生物几乎失活。反之,超过65%时,水会充满物料颗粒间的间隙,堵塞空气的通道,使空气含量大量减少,发酵由好氧转为厌氧,温度急剧下降,其结果是形成发臭的中间产物。就目前正常脱水泥饼而言,含水率一般为80%左右,必须调节到55%~60%方可进入好氧发酵工序。然而目前常用的含水率调节的方法有添加干物料(木屑、蘑菇土、秸秆粉等)以及成品回流。

(2)C/N比

在发酵过程中,污泥有机碳氮比对分解速率有重要影响。好氧发酵最适宜的C/N为25/1~35/1。如果高达40/1,那么可供消耗的碳元素多,氮素养料便会缺乏,从而使得细菌和其他微生物的生长受到限制,有机物的分解缓慢,导致发酵耗时较长。如果碳氮比更高,容易导致成品的碳氮比高,该发酵产物施入土壤后,将夺取土壤中的氮素,使土壤陷入缺氮状态,进而影响作物生长。若碳氮比低于20/1,则可供消耗的碳素少,氮养料相对过剩,氮将转变氨态氮而发挥,从而导致氮元素大量损失而降低肥效。如污泥C/N比不在适宜范围内,可以通过向脱水污泥中加入如木屑、秸秆粉、落叶等进行调节

(3)pH值

由于细菌和放线菌生长最适宜环境为中性或微碱性条件下,所以PH值在污泥的发酵过程中是十分重要的。污泥发酵的pH值应控制在6~8的范围内,且最佳pH在8.0左右,当pH≤5时,发酵便会停止。一般情况下污泥呈中性,不必特别调节。

(4)温度

温度是反映发酵效果的重要综合指标,因此温度直接影响微生物降解有机物的速率,是影响微生物活动和发酵工艺的重要因素。一般嗜温菌最适宜温度为30~40℃,嗜热菌为50~60℃。然而发酵温度至少要达到55℃,才能杀灭病原菌和寄生虫卵。一般一次发酵即前期发酵大致温度应该控制在50~60℃,从而保证有机物的正常分解,期间通过鼓风频率和风量大小来保证该温度的正常浮动。二次发酵由于主要是分解纤维性物质,故反应温度基本逐渐下降至30~40℃。

(5)发酵时间

发酵时间一般根据混合后污泥含水率不同,配料不同进而导致时长不同。一般一次发酵期为10~15d。二次发酵为保证反应充分,发酵完全,发酵期一般为15~20d。

参考文献:

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论文作者:贡江

论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期

论文发表时间:2018/6/8

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