好氧消化调理技术及其他技术
污泥好氧消化包括常温好氧消化和高温好氧消化(50~60℃)两类。高温好氧消化技术由于杀菌消毒效果好,近几年得到了越来越多的研究和应用。常用的污泥好氧消化工艺有如下几种。
1)传统污泥好氧消化工艺(CAD)
传统污泥好氧消化工艺(以下简称为CAD)主要通过曝气使微生物在进入内源呼吸期后进行自身氧化。内源呼吸是指微生物在外界没有供给能源的条件下,利用自身内部贮存的能源物质进行呼吸,从而实现自身的氧化降解,最终达到污泥减量化的目的。
污泥好氧消化传统好氧消化池的构造及设备与传统活性污泥法(以下简称为CAS)相似,但污泥停留时间较长,并具有工艺流程简单、基建费用低、运行方便、易于操作等优点。常用的CAD工艺主要有间歇进泥和连续进泥两种。对于小型污水处理厂来说,一般采用间歇进泥好氧消化工艺,该种工艺不能连续运行,而需在运行过程中进行定期的进泥和排泥操作。对于大中型污水处理厂,采用连续进泥方式的好氧消化池较为常见。该好氧消化池的运行与CAS曝气池相似,即消化池后设置有二沉池,并使一部分浓缩污泥回流到消化池中,另一部分浓缩污泥外排或作进一步的处理处置,而上清液回流至污水处理厂的原污水进口处,与其混合后进行循环再处理。
2)缺氧/好氧消化(A/AD)工艺
缺氧/好氧消化(以下简称为A/AD)工艺是在CAD工艺的前端加一段缺氧区,由于污泥在该缺氧区发生反硝化反应而产生碱度,而这种碱度正可以补偿硝化反应中所消耗的碱度,因此不必另行投碱就可使pH值维持在7左右。另外,当在CAD工艺前端植入缺氧区,从而将其改进为A/AD工艺后,NO3-N会替代O2而作为最终电子受体,这时将会降低对氧的需求量,耗氧量为1.63kg/kgVSS,与原CAD工艺相比降低了18%。A/AD消化池内的污泥浓度及SRT的关系与CAD工艺相似。
污泥好氧消化3)好氧-沉淀-厌氧工艺(OSA)
在厌氧、好氧交替变化的环境下,微生物的表观产率系数减少。这是因为好氧微生物在好氧段所产生的三磷酸腺苷(ATP)不能立即用于合成代谢,而是在底物缺乏的厌氧段作为维持其生命活动的能量被消耗,从而达到降低污泥产量的目的,这正是好氧-沉淀-厌氧工艺(以下简称为OSA)的作用机理。简单来说,OSA 工艺是在传统活性污泥工艺(CAS)的污泥回流过程中插人一个厌氧池,为微生物提供一个好氧环境和厌氧环境交替改变的场所。
污泥好氧消化4)自动升温好氧消化(ATAD)工艺
自动升温好氧消化(以下简称为ATAD)工艺的设计理念来源于好氧堆肥工艺,所以又被称为液态堆肥。ATAD消化池一般由两个或多个反应器串联而成,反应器内配备搅拌设备并设排气孔。
污泥好氧消化5)两段高温好氧/中温厌氧消化(Aer-TAnM)工艺
两段高温好氧/中温厌氧消化(Aer-TAnM)工艺结合了ATAD工艺和中温厌氧消化两种工艺的优点,并在提高污泥消化能力和病原菌去除能力的同时还实现了对生物能的回收。其中,好氧消化池的构造与完全混合式活性污泥法曝气池相似,主要包括好氧消化室、泥液分离室、消化污泥排泥管、曝气系统等组成部分。其中曝气系统用于提供氧气并起搅拌作用,主要包括压缩空气管、中心导流管等构成部分。消化池底的坡度一般不小于0.25,水深取决于鼓风机风压的大小,通常在3~4m之间。同时,厌氧消化段将产酸反应阶段和产甲烷反应阶段分在两个不同的反应器内进行,使两种反应在各自适宜的反应条件和反应器内部环境下进行,从而有效地提高了反应速率,因此,与单相中温厌氧消化工艺比较,Aer-TAnM工艺提高了VSS去除率和产甲烷率,并在改善污泥脱水性能方面有一定优势。