本節(jié)主要講解污泥穩(wěn)定化技術(shù)。

01、污泥穩(wěn)定的相關(guān)名詞解釋

污泥穩(wěn)定是指通過物理化學(xué)和生物過程被氣化、污泥中的有機物或揮發(fā)物液化、礦化或轉(zhuǎn)變?yōu)楦臃€(wěn)定的有機物的過程。其目的是減少各種病原體，消除臭味，抑制減輕或消除腐化的可能性，同時減輕污泥質(zhì)量。

《室外排水設(shè)計規(guī)范》7.3.1條規(guī)定：根據(jù)污泥性質(zhì)、環(huán)境要求、工程條件和污泥處置方式，選擇經(jīng)濟適用、管理方便的污泥消化工藝，可采取污泥厭氧消化或污泥好氧消化工藝。

污泥厭氧消化系統(tǒng)由于投資和運行費用相對較省、工藝條件（污泥溫度）穩(wěn)定、可回收能源（污泥氣綜合利用）、占地較小等原因，采用比較廣泛；但工藝過程的危險性較大。

污泥好氧消化系統(tǒng)由于投資和運行費用相對較高、占地面積較大、工藝條件（污泥溫度）隨氣溫變化波動較大、冬季運行效果較差、能耗高等原因，采用較少；但好氧消化工藝具有有機物去除率較高、處理后污泥品質(zhì)好、處理場地環(huán)境狀況較好、工藝過程沒有危險性等優(yōu)點。污泥好氧消化后，氮的去除率可達60%，磷的去除率可達90%，上清液回流到污水處理系統(tǒng)后，不會增加污水脫氮除磷的負荷。

一般在污泥量較少的小型污水處理廠（國外資料報道當(dāng)污水廠規(guī)模小于1.8萬m3/d時，好氧消化的投資可能低于厭氧消化），或由于受工業(yè)廢水的影響，污泥進行厭氧消化有困難時，可采用好氧消化工藝。

02、厭氧消化工藝

厭氧消化的作用，是為了污泥穩(wěn)定化、污泥減量化、消化過程能夠產(chǎn)生沼氣，以利于能源回收。

對于厭氧消化的分類，可以分為中溫厭氧消化（35±2℃）、高溫厭氧消化（55±2℃）。對于厭氧消化工藝流程與系統(tǒng)組成，包括污泥進出料系統(tǒng)、污泥加熱系統(tǒng)、消化池攪拌系統(tǒng)及沼氣收集、凈化利用系統(tǒng)。

對于厭氧消化工藝，還需要注意一個熱水解預(yù)處理技術(shù)，該技術(shù)的原理是將微生物的細胞膜破壞，經(jīng)過熱水解預(yù)處理后的污泥，更加容易被厭氧消化。

03、影響厭氧消化工藝的因素

對于厭氧消化的影響因素，主要包括以下8個方面：

1.溫度：按產(chǎn)甲烷菌對溫度的適應(yīng)性，可將其分兩類：中溫產(chǎn)甲烷菌、高溫產(chǎn)甲烷菌，溫度在兩區(qū)之間時，隨著溫度的上升，反應(yīng)速度反而降低；

2.生物固體平均停留時間（泥齡）與負荷；

3.投賠率：每日投加新鮮污泥體積占消化池有效容積的百分率。投配率的倒數(shù)就是污泥在消化池中停留的時間；

4.營養(yǎng)與C/N：厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌將污泥進行厭氧生化處理的工藝。細菌生長所需營養(yǎng)由污泥提供C/N比10~20:1為宜。如C/N太高，合成細胞的氮源不足，消化液緩沖能力低，pH容易降低；C/N太低，氮量過多，pH可能上升，銨鹽容易積累，會抑制消化；

5.消化過程要控制氮的平衡：理由是雖然厭氧消化過程中硝酸鹽可被還原成氮氣存在于消化氣中，但大部分氮轉(zhuǎn)化為消化液中的NH3，氮量過多，銨鹽積累，pH上升抑制消化；

6.有毒物質(zhì)；

7.酸堿度和消化液的緩沖作用；

8.攪拌、混合。

04、污泥厭氧消化技術(shù)選擇

如果污水處理工藝為延時曝氣氧化溝，則不宜選擇污泥厭氧消化工藝。因為延時曝氣使污泥進行了部分自身氧化，從而使剩余污泥已較穩(wěn)定，沒有必要再進行厭氧消化處理。

高溫消化比中溫消化分解速率快，產(chǎn)氣速率高，所需要的消化時間短，對寄生蟲卵的殺滅率高。但高溫消化消耗熱量大，能耗高。因此，只有在衛(wèi)生要求嚴(yán)格，或?qū)ξ勰鄽猱a(chǎn)生量要求較高時才選用。與高溫消化相比，中溫消化速度稍微慢一些，產(chǎn)氣率要低一些，但維持中溫消化的能耗較少，整體上能維持在一個較高的消化水平，可保持常年穩(wěn)定運行。因此多選用中溫消化。

單級消化對于有機物的分解率可達90%，二級消化產(chǎn)氣率一般比單級消化只高約10%，為減少污泥處理總投資，采用一級消化工藝比較好。

對于消化池的攪拌方式，多采用的是沼氣攪拌和機械攪拌，泵循環(huán)攪拌因為耗電量大且攪拌效果不好已較少使用。

05、污泥厭氧消化污泥氣的處理

《室外排水設(shè)計規(guī)范》7.3.12條規(guī)定：污泥氣貯罐的容積宜根據(jù)產(chǎn)氣量和用氣量計算確定，缺乏相關(guān)資料時，可按6~10h的平均產(chǎn)氣量設(shè)計。污泥氣貯罐內(nèi)、外壁應(yīng)采取防腐措施。污泥氣管道、污泥氣貯罐的設(shè)計，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》GB50028的規(guī)定。

7.3.13條規(guī)定：污泥氣貯罐超壓時不得直接向大氣排放，應(yīng)采用污泥氣燃燒器燃燒消耗，燃燒器應(yīng)采用內(nèi)燃式。污泥氣貯罐的出氣管上，必須設(shè)置回火防止器。

7.3.15條規(guī)定：根據(jù)污泥氣的含硫量和用氣設(shè)備的要求，可設(shè)置污泥氣脫硫裝置。脫硫裝置應(yīng)設(shè)在污泥氣進入污泥氣貯罐之前。為什么要脫硫？主要考慮以下2點：

1.防止與水汽形成氫硫酸腐蝕管道及設(shè)備。

2.防止沼氣中的硫在發(fā)動機或鍋爐內(nèi)燃燒后轉(zhuǎn)化成SO2污染大氣。經(jīng)調(diào)查，有些污水廠由于沒有設(shè)置污泥氣脫硫裝置，使污泥氣內(nèi)燃機（用于發(fā)電和驅(qū)動鼓風(fēng)機）不能正常運行或影響設(shè)備的使用壽命。當(dāng)污泥氣的含硫量高于用氣設(shè)備的要求時，應(yīng)當(dāng)設(shè)置污泥氣脫硫裝置。

▲沼氣的凈化流程

沼氣水封罐的作用有3點：

1.調(diào)整和穩(wěn)定壓力；

2.與消化池起隔絕作用；

3.排除冷凝水。

06、好氧發(fā)酵

對于污泥的好氧消化而言，?？键c在于好氧發(fā)酵，好氧發(fā)酵即為好氧堆肥，需要強調(diào)的是，不論污泥厭氧消化還是好氧消化，都需要一定的堿度，但是好氧發(fā)酵不需要（別忘記生物脫氮除磷的好氧池同樣需要堿度），另外對于好氧發(fā)酵還有一點需要注意，那就是作為污泥減量化手段，好氧消化和厭氧消化都應(yīng)在污泥機械脫水之前，但是好氧發(fā)酵作為一個污泥減量化手段是放在機械脫水之后的。

好氧發(fā)酵通常是指高溫好氧發(fā)酵，是通過好氧微生物的生物代謝作用，使污泥中的有機物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。

污泥好氧發(fā)酵需要控制的技術(shù)指標(biāo)如下所示。

污泥好氧發(fā)酵共意思類型分為一步發(fā)酵工藝和兩步發(fā)酵工藝，供氧方式有自然通風(fēng)、強制通風(fēng)、強制抽風(fēng)、翻堆、強制通風(fēng)加翻堆。

對于好氧發(fā)酵的影響因素主要有以下5點：

1.含水率，一般而言，污泥脫水泥餅含水率為80%左右，必須調(diào)節(jié)到55%~60%方可進入好氧發(fā)酵工序。含水率的調(diào)節(jié)方法有添加干物料、成品回流、熱干化、晾曬等。

2.C/N：好氧發(fā)酵最適宜的C/N比為（25~35）：1，而污泥厭氧消化的C/N比為（10~20）：1。C/N不在適宜范圍內(nèi)，應(yīng)通過向脫水污泥中加入含碳較高的物料，如木屑、秸稈粉、落葉等。C/P控制在（70~150）:1內(nèi)。

3.pH值：可以用pH值作為發(fā)酵熟化與否的控制指標(biāo)。常用的調(diào)理劑有CaCO3、石灰和石膏等。

4.溫度：溫度是反應(yīng)發(fā)酵效果的綜合指標(biāo)，根據(jù)衛(wèi)生學(xué)要求，發(fā)酵至少要達到55℃，才能殺滅病原菌和寄生蟲卵，溫度過高（大于70℃）會抑制微生物活性，甚至難以存活；降低發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量；溫度過低也不利于發(fā)酵過程，溫度低于20℃，堆肥很慢甚至?xí)Ｖ?；發(fā)酵溫度范圍在55~65℃時，發(fā)酵綜合效果最佳。

5.發(fā)酵時間：采用發(fā)酵槽系統(tǒng)，一般10~15d。

07、本節(jié)總結(jié)

本節(jié)主要是以知識選擇題考核為主，主要掌握以下幾點內(nèi)容：

1.污泥穩(wěn)定的目的是減少質(zhì)量；

2.厭氧消化可以分為中溫厭氧消化（35±2℃）、高溫厭氧消化（55±2℃），溫度處于兩者之間時消化效率低；

3.污泥熱水解預(yù)處理工藝的作用；

4.污泥厭氧消化和好氧消化均需要消耗堿度，好氧發(fā)酵不需要消耗堿度；

5.沼氣水封罐的3點作用；

6.厭氧消化和好氧消化都在機械脫水之前，好氧發(fā)酵在機械脫水之后。