西安市第六污水处理厂污泥生物沥浸工艺改进与调试 5页

西安市第六污水处理厂污泥生物沥浸工艺改进与调5=-e,侯晓峰赵建军马芸钟镭赵洪喜。(1西安水务(集团)工程建设管理有限公司，西安710018；2西安污水处理有限责任公司，西安710055；3北京中科国通环保工程技术有限公司，北京100080)摘要针对西安市第六污水处理厂一期工程进水水质相比设计值发生重大变化和相应的泥质变化，对污泥深度处理系统设计采用的生物沥浸工艺特别是遴选沥浸微生物进行了相应的研究和试验，通过增加培茵池等工艺改进和较小的工程措施，完成了菌种培养、扩大、驯化和工艺参数调整优化等生物沥浸改进工艺调试，达到了污泥深度处理的设计要求。关键词污水污泥生物沥浸工艺改进调试菌种培养优势茵UpgradingandaustingofthesludgebioleachingprocessinXi’anNo．6WastewaterTreatmentPlantHouXiaofeng，ZhaoJianjun，MaYun，ZhongLei，ZhaoHongxi。(．Xi’anWater(Group)EngineeringConstructionManagementCo．，Ltd．，Xian710018，China；2．Xi’anWastewaterTreatmentCo．，Ltd．，Xi’an710055，China；3．GeneralTreatmentEnvironment(Beijing)Ltd．，Beijing100080，China)Abstract：BasedonthefactthatthereweregreatchangesontheinfluentwastewaterqualityandthecorrespondingsludgechangesinthefirststageprojectoftheXi’anNo．6WastewaterTreatmentPlant，studyandexperimentswerecarriedoutonthebioleachingprocessusedinthead—vancedsludgetreatmentsystemdesignandtheselectionofbioleachingmicroorganism．Throughtheconstructionofthebacteriaculturepoolandsomeotherengineeringmeasures，thebioleachingupgradingprocessadjustment，whichincludedtheadjustmentsonbacteriaculturing，increasing，tamingandprocessparameters，wascompleted．Theresultsmetthedesignrequirementsonad—vancedsludgetreatment．Keywords：Wastewatersludge；Bioleaching；Processupgrading；Adjustment；Bacteriacultu—ring；Dominantbacteria0前言了生物沥浸深度脱水工艺，水区建成运行后按照设生物沥浸是国内自主研发并开始工程化应用的计工艺遴选沥浸微生物并进行实验室研究发现，实污泥微生物处理改性技术，不仅可以替代传统的污际进水水质的重大变化造成污水污泥对沥浸优势菌泥化学调理改性工艺，改善污水处理厂污泥(含水率即无机化能自养菌有强烈的抑制作用，设计工艺应约98)脱水性能，经过板框式压滤机完成深度脱相应改进。水，可使脱水后泥饼含水率降低到60以下，而且1设计工艺概况具有运行费用较低、卫生无臭味、压滤液P含量低、西安市第六污水处理厂一期工程设计规模为后续处置灵活等特点。10万m。／d，进水以生活污水为主，设计进水水质及西安市第六污水处理厂一期工程泥区设计采用污水处理工艺均与第四污水处理厂相似，因此污泥18给水排水Vo1．40No．32014\n处理工艺设计是在运用生物沥浸深度脱水试验机成污泥中有机物，能利用污泥中无机养分和投加的营功处理第四污水处理厂污泥中试基础上完成的。设养剂生长。正常情况下，沥浸微生物为一次性投加，计进出水水质见表1，设计工艺如图1。通过污泥回流接种并进行曝气，在生物沥浸反应器表1设计及运行进出水水质中不断循环生长从而进行生物沥浸处理并改善污泥指标CODI3(SSTNNHa—NrPpH脱水性能。生物沥浸法促进污泥脱水性能改善，其／mg／I／mg／I／mg／I／mg／L／mg／L／n~／L机制仍相当复杂_1]，可能主要是微生物替代效应、生设计进水4702303005O365．O6～9物酸化效应、产生具有絮凝作用的Fe什等其他效设计出水≤50≤1O≤10≤15≤5(8)≤O．56～9应。处理过程中，这类微生物能很快替代污泥中持运行进水1866223816．268．435．497．8水能力较强以异养型微生物为主的活性污泥菌体胶运行出水24．557．56．160．730．447．4团(最终密度达到大约10个／mL)，后者逐渐死亡，注：①由于进水碳源不足，故TP主要采用化学除磷；②括号外数值为从而破坏能吸持大量水分的毛细管，使更多的毛细水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。曝气管水释放成间隙水或自由水，使污泥脱水性能明显提高。进一步通过显微镜对污泥絮体的观察发现，剩余活性污泥强酸会导致污泥中微生物细胞分解[2]，并伴随污泥pH下降，使原先带有大量负电荷的污泥颗粒的电性逐渐被中和，污泥颗粒Zeta电位趋近于0，能发生自我聚沉，从而促进了污泥沉降性能改善。2针对泥质变化进行的研究和试验焚烧、填埋或堆肥等一⋯一无臭第六污水处理厂运行后，由于排水管网尚未形成，实际进水从排放污水的太平河引入，以工业废水图1设计污泥处理系统工艺流程为主，处理量为6万～7万m。／d，日产污泥60~70t如图1所示，污水处理产生的污泥首先进入生物(含水率按809／6计算)。由于进水水质与设计参数沥浸池进行生物沥浸处理，设计进泥含水率为98，沥相比发生变化，污泥泥质相应变化较大，有机质含量浸池分为3组，单池工艺尺寸LXWXH=37．75mX约为30，SV。。约为1O。6mX8．2m，有效水深6．2m，为半地下式矩形钢筋混2013年3月21日用常规沥浸微生物菌液接种凝土构筑物，单组流量666．7m3／d，停留时间2．1d，回第1批第六污水处理厂污泥，配比为污泥15L(含流污泥比30～50，曝气量4．5～5．0m3／hm2(沥浸水率97)，菌液15L(979／5)，药剂7Og(绝干泥的池表面积)。完成生物沥浸处理的污泥推流进入沉淀159／6)。接种后污泥pH随反应时间变化情况见池进行浓缩处理，污泥沉淀池2座，为半地下式圆形辐表2。3月26日～4月1日逐批次用上一批生物沥流式钢筋混凝土构筑物，单池内径为9m，池边水深浸处理后污泥接种下一批污泥，并进行生物沥浸处6．6m(设计有效水深5．3m)，单池流量1000m3／d，固理和压滤试验，5个批次污泥进行生物沥浸处理及体负荷314．38kg／(m2·d)，沉淀时间8．09h，沉淀后污压滤试验数据见表3。泥体积800ma／d，含水率由98降低到95～96~4o，污表2污泥pH随反应时间变化泥体积减少5O以上。之后进入均质池搅拌均匀并用日期时间pH反应时间／h高压螺杆泵输送到污脱间的板框式压滤机进行压滤脱032115：103．120水，压滤脱水产生的压滤液可以直接排入污水处理系统0322l1：002．842O再处理，压出的泥饼通过螺旋输送柳送至运泥车外运。032309：002．8242生物沥浸处理采用的微生物是与污水处理中不032415：102．8248同类型的特殊微生物复合菌群，由自养型微生物为032509：302．8O66032609：002．8190主并配合有少量特异的异养菌组成，它几乎不降解给水排水Vo1．40No．3201419\n表3污泥生物沥浸处理及压滤试验数据后)应补充菌种以提高沥浸微生物活性和密度，从而试验记录第1批第2批第3批第4批第5批达到设计处理效果。污泥进泥量／I15151515151进泥含水率／9797979797起始pH3．125．405．785．435．93鋈菌液量／I15OOO3I趔沥浸泥量／I1515151515。罂营养剂量／I70g80g80g80g80g泥蝗反应时间／h9O49434848稠污泥最终pH2．814．644．936．126．75最终滴定颜色很浅的蓝很浅的蓝很浅的蓝很浅的蓝进料时间／rain1127163O3O进料量／h12．514151215时间／h压榨时间／min15151215图2菌活性随时间变化泥饼厚度／mm2～83～103～53～74～8泥饼含水率／6O6O．865664．1263．743解决方案及工艺改进臭味无无无无无图3为增加培菌池和中水管道后改进工艺流程表3试验数据表明，按照常规生物沥浸工艺处图。培菌池利用了1组沥浸池(共6格，单格工艺尺理，随着反应批次推进，生物沥浸反应器内污泥的pH寸L×W×H一6mX6mX6．2m)的3格进行改造，变化趋势有所逆转。初期3个批次试验pH变化过中水系统就近由绿化管网接人，培菌剂投加通过营养程为降低，分别为3．12～2．81、5．4～4．6、5．78～4．9，剂投加系统完成，菌液补充通过污泥回流系统改造实但反应器内酸性逐渐减弱，pH由最初进泥的3．12升现，改造工程量不大。同时中水管道接人沥浸池进泥为4．93，相同时间内(48h)出泥pH由2．81升为端解决了污泥浓度较高时稀释问题，从而保证了生物4．93。从第4批试验开始，pH变化呈一个升高的沥浸处理在高效区间(污泥含水率98左右)运行。趋势，分别为5．43至6．12、5．93至6．75。而且，前3批试验进泥压滤过程可以达到设计要求，后2批试验压滤机进泥量则相对较少，压滤时间长，不成饼，或剩余活性污泥者饼很薄，含水率高，表明常规沥浸微生物及工艺可I⋯一一初沉污泥1-一0以处理第六污水处理厂污泥，但效果逐渐变差。压曲．’[亟圃生物沥浸采用的嗜酸性硫杆菌等自养型微生物lI严格好氧，能耐受高浓度的重金属离子，但低分子水．堕广●l(板框压滤机)I溶性有机物对其有明显毒性。图2是自养型微生物污水处理前端i在培养基、常规城市污水污泥、第六污水处理厂污泥焚烧、填埋或堆肥等—一⋯一脱水泥饼含水<6O％，土黄色，无臭中反应2天后，菌活性的检测结果。显然，自养型微生物在第六污水处理厂污泥中活性很低，证明第六图3污泥处理系统改进工艺流程污水处理厂污泥存在对自养型微生物有明显抑制作工艺改进后，当沥浸池内pH下降速率降低时，用的低分子水溶性有机物。自养型微生物不占优势试验接种新培育的菌种以代替被抑制的沥浸微生时，异养菌包括丝状菌会演变成优势菌，分泌的胞外物，证明接种占总体积10的高活性菌液，能提高聚合物(EPS)增多，亲水性极强，导致很难脱水，长pH降低速率(一般3～4批次投加一次)。同时，与时间繁殖容易产生泡沫。由于试图分离能降解有毒按原设计工艺进行污泥生物沥浸处理随批次推进比污染物微生物没有成功，利用目前的异养菌复合还阻升高(抽滤时间延长)相比，接种菌液后则比阻明不能抵御污泥中的低分子水溶性有机物对沥浸微生显下降，连续多批次压滤试验均获得成功，进泥较物的危害，当生物沥浸处理效率变差时(大约3批次快，滤液清澈，污泥压滤后泥饼含水率可以稳定达到20给水排水Vo1．40No．32014\n设计要求。菌种培养要求，中水应在2～3h内加注脱水产生的泥饼含水率约58，达到设计要求。完成，培菌池应先投加营养剂，再投加培菌剂，并且调试运行数据见表4。药剂投加越快越好，培菌时间平均2～3d。对表4的说明及分析：生物沥浸处理和压滤脱4工艺调试水为前后两个工艺阶段，生物沥浸处理主要控制营构筑物和设备负载单机调试和联运试车完成后，养剂投加量，压滤脱水主要控制生产量和脱水泥饼污泥深度脱水系统调试围绕生物沥浸处理子系统调试含水率，由于存在时间差和故障处理等原因，两个阶展开，大致分为两个阶段。第一阶段为菌种的培养和段分别进行物料平衡，生物沥浸池随进泥投加营养驯化，主要包括将微生物菌株完全接种到培菌池进行剂，投加量为进泥绝干量的l09／6，生产量按压滤脱闷曝、菌种扩大化培养、驯化培养3个步骤。第二阶段水机进泥绝干量计算，进泥含水率和脱水泥饼含水主要针对实际运行需要进行参数调整和工艺优化。率均为实测值。调试期问，生物沥浸系统运行方式2013年5月19日上午，60m。菌种由培菌基地由设计的连续运行调整为序批运行，初沉污泥、浓缩运到现场并全部泵人培菌池，注入中水500m。并同污泥浓度较高时加中水调节含水率至989／6左右再步加入9．5t营养剂和1．5t培菌剂进行闷曝。23进入生物沥浸池。为避免污泥沉降性能太好带来的日上午，pH由2．9降低到2．35，指示剂颜色由深蓝设备问题(浓缩池、沉淀池刮泥机销子折断)，以及随变到淡蓝再到无色，表明扩大化培养完成。23日下着沥浸污泥静置时间的延长，污泥pH和比阻均呈午将250m。菌液泵人已预先注入430rn。中水的相逐渐上升的趋势E，造成污泥脱水效果变差，浓缩池邻的一组沥浸池，同步加人3t营养剂，反应至24日和沉淀池污泥停留时间按实际需要缩短。经过上述上午，由浓缩池泵人含水率97．5污泥650m。并调整，脱水泥饼含水率保持在5O左右，营养剂投同步投加营养剂10t，至27El下午，沥浸池pH由3加量平均为9．79／6；同时，由于当时气温高，沥浸池降低到2．1，指示剂颜色由深蓝变为淡蓝。28日上并没有补充菌种而保持了正常运行，生产环境好，脱午第二次进泥160m。(含水率97)，同步加中水调水间无臭味，压滤液清澈，含磷低，达到了设计要求。节含水率至98左右，投加营养剂0．75t，至下午沥5结论和讨论浸池pH已由5．4降低到2．9，指示剂颜色由深蓝(1)污泥中低分子水溶性有机物和污泥温度是变为淡蓝，表明驯化完成。第二次进泥还将完成生物影响沥浸微生物活性的主要因素。低分子水溶性有沥浸处理的污泥依次推人沉淀池，经均质池进行压滤机物的影响主要通过遴选沥浸微生物菌群和补充菌表42013年6月生物沥浸池污泥处理工艺调试运行数据分析生物沥浸池板框式压滤脱水机日期进泥量含水率绝于量加药量药剂比伊处理量进泥含水绝干量泥饼含水备注／m0／／t／t／{率／／t率／101409O因设备故障，板框机处理泥停留时间超过48h，．9512．401．29．7054．6O92．044．3547．60比预计进泥量减少一半1115992．3212．2O1．29．80螺旋输送机故障板框机未进泥1283．4692．606．185O．43由于设备原因，生物沥浸池没有进泥l312O．2789．6912．40l_29．70134．9491．981O．8248．191413689．8413．8O1．28．70230．1094．8211_9246．301510789．4611．2O1．210．71198．9O94．8510．2449．161616O92．5012．001．210．00121．6894．796．3452．28l788．9292．176．9653．62由于设备原因，生物沥浸池没有进泥1811O89．5811．461．21O．47191．1094．789．9550．481912O88．7213．541．28．90256．6295．5811．3449．532O170．0494．459．4453．97剩余污泥泵故障，浓缩池无泥可用2114991．9412．O11．29．99197．3495．319．6153．132215892．4311．961．210．00197．3494．481O．8953．122317792．9512．481．29．62173．9493．761O．8553．11给水排水Vo1．40No．3201421\n种解决，如第六污水处理厂虽为排污河道取水，夏季含水率80污泥)夏季约为119元／m，冬季约为温度较高时生物沥浸池并不需要补充菌种，但后期149元／m3，其中营养剂费用占成本的7O以上。随着气温下降污泥温度降低到12℃以下时，需要逐与污泥化学调理改性深度脱水相比(运行成本约为步补充菌种以增加沥浸微生物活性和密度。经过工124元／m。)，没有明显优势，还需要进一步优化和降艺改进，提高了生物沥浸工艺的应变能力，保证了脱低成本。水泥饼含水率低于60。(5)设计阶段应充分并统筹考虑污泥处理工艺(2)生物沥浸过程能高效杀灭病原菌，杀灭率过程能量、物料消耗和生产量的计量问题，为工艺优可达99．79／6以上，同时沥浸微生物生长繁殖消耗了化、成本控制提供支持。污泥中的N、S、P等物质，压滤液TP指标夏季平均参考文献值为O．56mg／L，冬季平均值为1．5mg／L，可省去压滤液化学除磷系统和污脱间除臭系统，生产环境1周立祥．污泥生物沥浸处理技术及其工程应用．南京农业大学学报2012，35(5)：154～166卫生无臭味。2朱海风，周立祥，王电站．生物沥浸的酸化效应对城市污泥脱水性(3)与污泥化学调理改性相比，沥浸微生物营能的影响．环境科学2012，33(3)：916～921养剂投加量远低化学改性剂(如FeC1。和生石灰)3宋永伟，王电站，刘奋武，等．低温条件下污泥静置沉降时间对的投加量(约为污泥绝干量的3O[])，压滤脱水城市生物沥浸污泥脱水性能的影响环境科学学报2012，32(4)：处理及脱水泥饼后期处置负荷小；同时，生物沥浸815～82O处理可去除污泥中的重金属9O9／6以上，营养剂的4陈鸿，侯晓峰，赵建军，等．西安市第六污水处理厂污泥深度脱水工艺改造与调试．陕西水利，2013，185(6)：153～l54成分是对植物生长具有肥效的N、P、K等物质，污泥中有机质等其他成分没有改变，后期处置方式＆E-mail：eipark@sina．com灵活。收稿日期：2013—07—25(4)污泥生物沥浸深度脱水的运行成本(折算为修回日期：2013—12—17(上接第3页)段结束。升压阶段宜根据管道布置、长度、操作设施等分段该规定更是保证长输管道质量验收和安全运行不可缺进行，当管道内水压力达到工作压力即结束。少的重要环节。长输管道水压试验可分段进行，每段管道长(4)管道充水应采用小流速原则，国内外一般都规定充水流度宜采用1km左右，也可根据管道布置、地质、地形、水源等速小于Q3m／s，以保证充水期间管道安全。适当放宽。水压试验压力等级可根据所选管材种类按照验(5)管道应采用调流阀，压力流可采用单泵启动以及利收规范规定操作。长输管道水压试验段，可采用允许压力降用控制阀处小口径旁通管的方法充水，控制充水不超过值和允许渗水量值中的一项或两项达标作为合格判定依据，分段0．3m／s的安全流速。超长的管道水压试验段宜采用允许渗水量值控制。原水管道通(6)管道检修、维修期间运行工况切换可参照上述原则水前应冲洗，生活饮用水管道运行前应冲洗、消毒。操作。6新建长输管道通水运行7结语新建管道是未经工程实践检验的空管，首次通水事故较多，改革开放以来经济迅速发展，带来国内大范围、长距离因此自充水至转入运行应按下列规定方法操作。管道输水工程建设的高潮，工程建设的安全性引起各方面(1)认真研究制定“输水管道工程试通水方案”和“输水高度关注。长输管道工程应连续不间断向用户供应合格水管道系统通水应急预案”。质、水量、水压的水，满足生产和人民生活的需要是建设的(2)充水管道应具备完整的气体进出、分段泄水、充水目标。设计内水压力合理取值、PCCP关键技术尤其水锤小流速操作系统。危害防护技术研究以及管道系统多功能性试验和新建(3)管道充水可分成“注水”和“升压”两阶段操作。管管道工程通水运行都是保障工程安全，保证用户水质、道注水可自上而下全段操作，自管道的首端慢慢地注水，在水量、水压达标的十分重要环节，必须认真研究、认真管线的低凹处U型槽段注满水，管道末端有水流出，注水阶对待。22给水排水Vo1．40No．32014