以城市污水处理厂初沉污泥、混合污泥及脱水污泥为对象,研究不同含固率污泥经热水解后的厌氧消化特性及其有机物转化规律。结果表明,热水解后高含固污泥的中温厌氧消化甲烷产率最高(291.8 m L/g VS),其次为热水解后常规初沉污泥高温厌氧消化(272.3 m L/g VS)。各工艺条件下未经热水解预处理的污泥厌氧消化水解率(32%~37%)均低于热水解后的水解率(52%~56%),有机物水解仍是未经预处理高含固污泥厌氧消化过程的限速步骤,是厌氧消化工艺改进的主要目标。水解污泥中有机物可快速、高效降解,热水解预处理可有效加速后续甲烷化进程。经综合考虑,高含固污泥经过热水解预处理后的中温厌氧消化性能最优,可作为城市污水处理厂污泥处理的首选工艺。
以城市污水厂剩余活性污泥为对象,研究在不同碱解药剂和剂量以及不同水热预处理温度和水热时间下"碱解+低温水热预处理"的破胞效果。通过对预处理泥样进行中温((35±1)℃)厌氧消化生物化学甲烷势(biochemical methane potential,BMP)实验来评价该预处理工艺对中温厌氧消化性能的影响。实验结果表明,SCOD的溶出效果及VSS的减量化程度随着加碱剂量、水热温度的增加而呈现先升高后略有下降的趋势,且在碱解条件为0.05 g NaOH/g TS和水热条件为70℃、9 h时的预处理条件下破胞效果最为显著;在该预处理条件下,SCOD的溶出率可达52.3%,VSS的降解率达到33.3%。BMP实验结果显示,在最佳预处理条件下,与对照组相比,TCOD去除率提高了77.1%,甲烷产气量是对照组的2.7倍,甲烷产气率可达354 mL CH4/g VS。
对西安市第五污水处理厂改良型A^2/O工艺实际运行处理单元能耗数据进行了统计分析,其结果表明:该厂平均电耗为0.288 k Wh/m^3,其中预处理单元、二级处理单元、污泥处理单元能耗分别占总能耗的24.87%、58.88%、16.26%。进水提升泵房和生化反应池曝气系统能耗之和占全厂总能耗比例超过55%,因此,优化进水提升泵和鼓风机运行工况具有较大的节能空间。结合该厂的实际情况,提出采用进水泵房智能控制、适当提高进水液位、安装精确曝气控制系统、更换微孔曝气器、提高沼气产量和沼气鼓风机的利用率等节能措施,可有效降低全厂能耗,对同类型污水处理厂的运行管理有实际借鉴作用。
