城鎮(zhèn)生活垃圾與污水廠污泥一體化處理技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國(guó)城市生活垃圾量的快速遞增和污水處理廠污泥產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)，將其無(wú)害化和資源化處理與處置迫在眉睫。論文在全面綜述當(dāng)前國(guó)內(nèi)外生活垃圾和污水處理廠污泥處理與處置技術(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)將二者分開(kāi)單獨(dú)處理與處置，過(guò)程繁瑣，在一定程度上增加了處理和管理的難度，限制了垃圾和污泥的資源化；認(rèn)為開(kāi)發(fā)一種新型的將生活垃圾與污水處理廠污泥在同一反應(yīng)器中一體化處理，并充分利用垃圾產(chǎn)熱為污泥厭氧消化提供溫度條件，不僅節(jié)約用地，便于管理，而且還節(jié)約能源，產(chǎn)生新能源。為

2、此，論文在污泥濃縮消化一體化反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了城市生活垃圾與污水處理廠污泥一體化處理反應(yīng)器。主要研究?jī)?nèi)容包括：以污泥濃縮消化一體化反應(yīng)器TISTD為基礎(chǔ)，結(jié)合垃圾厭氧/好氧堆肥處理原理設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一體化處理城鎮(zhèn)生活垃圾與污水處理廠污泥的反應(yīng)器；以餐廳廚房垃圾及污水處理廠二沉池的污泥為研究對(duì)象對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行了優(yōu)化；利用優(yōu)化反應(yīng)器一體化處理了廚余垃圾和污水處理廠二沉池污泥，并對(duì)優(yōu)化反應(yīng)器的處理效果進(jìn)行了分析。取得的主要成果有：
　　

3、 ①以污泥濃縮消化一體化反應(yīng)器TISTD為基礎(chǔ)，結(jié)合垃圾堆肥處理原理提出反應(yīng)器設(shè)計(jì)的思路及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，依照小城鎮(zhèn)生活垃圾實(shí)際產(chǎn)生量當(dāng)中有機(jī)質(zhì)的含量與相同規(guī)模的小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)生量的比值確定了反應(yīng)器垃圾堆肥倉(cāng)與污泥濃縮消化倉(cāng)的體積比(1:1)，反應(yīng)器有效容積為440L，污泥倉(cāng)設(shè)計(jì)投配率30％，垃圾倉(cāng)每次添加新鮮垃圾40kg，垃圾處理采用厭氧發(fā)酵的方式。
　　 ②試驗(yàn)考察了反應(yīng)器在啟動(dòng)階段的運(yùn)行狀況，結(jié)果表明：在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，

4、反應(yīng)器各部分的溫度變化趨勢(shì)基本一致，但是兩倉(cāng)的溫度均較低；垃圾倉(cāng)一直為酸性較強(qiáng)的環(huán)境，雖然產(chǎn)生較多的氣體(最大25L/d)能為污泥倉(cāng)補(bǔ)充攪拌用氣體，但垃圾發(fā)酵周期長(zhǎng)；污泥倉(cāng)同樣出現(xiàn)了較嚴(yán)重的酸化現(xiàn)象，有機(jī)質(zhì)去除效果差，VS/TS僅從0.4～0.8降為0.3～0.45，VSS去除率也只在0.18～0.25之間。說(shuō)明反應(yīng)器持續(xù)運(yùn)行狀況不理想。
　　 ③根據(jù)反應(yīng)器存在的不足，在對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行效果充分分析的基礎(chǔ)上對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行了優(yōu)化：通過(guò)熱

5、平衡方程的計(jì)算將垃圾倉(cāng)與污泥倉(cāng)的容積比確定為5:1，將兩倉(cāng)之間的隔板改為PP板，反應(yīng)器外加保溫層。優(yōu)化反應(yīng)器總的有效容積為710L，其中垃圾倉(cāng)600L，采用好氧堆肥方式，垃圾倉(cāng)將污泥濃縮消化倉(cāng)完全包圍住，增加了氣體除臭系統(tǒng)。
　　 ④通過(guò)多次試驗(yàn)對(duì)優(yōu)化反應(yīng)器的運(yùn)行狀況進(jìn)行了考察，結(jié)果表明：污泥倉(cāng)溫度的變化曲線趨勢(shì)與垃圾倉(cāng)的一致，污泥倉(cāng)的溫度平均低于垃圾倉(cāng)10℃左右，垃圾倉(cāng)最高溫度達(dá)到50℃，污泥倉(cāng)的溫度在污泥厭氧消化的適宜溫度范

6、圍內(nèi)；反應(yīng)器pH變化范圍不大，在啟動(dòng)1周后基本上在中性左右波動(dòng)；污泥倉(cāng)VS/TS平均下降了32.2％，含水率平均下降了1.43％，在污泥倉(cāng)在反應(yīng)器啟動(dòng)的20～30天時(shí)，產(chǎn)氣量漸趨穩(wěn)定，日產(chǎn)氣量為15L左右，排泥比阻為7.2×1011m/kg～7.9×1011m/kg；說(shuō)明反應(yīng)器運(yùn)行平穩(wěn)，污泥倉(cāng)對(duì)污泥濃縮消化的效果要優(yōu)于垃圾倉(cāng)對(duì)垃圾的處理效果；除臭系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的臭氣除臭效果良好。
　　 ⑤優(yōu)化反應(yīng)器的垃圾倉(cāng)中的纖維素

7、酶和蛋白酶的活性波動(dòng)較大，但污泥倉(cāng)中的蛋白酶的活性和輔酶F420濃度在分別在反應(yīng)器啟動(dòng)的第3天和第5天達(dá)到峰值，并一直處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。
　　 ⑥反應(yīng)器中的垃圾和污泥DNA的PCR擴(kuò)增圖譜條帶較明顯、亮度較高，無(wú)明顯拖尾和RNA干擾現(xiàn)象，說(shuō)明系統(tǒng)中垃圾和污泥微生物含量豐富。在反應(yīng)器運(yùn)行的不同時(shí)期，垃圾、垃圾滲濾液和污泥中TGGE圖譜具有多個(gè)條帶，說(shuō)明微生物種群呈多樣性分布，表明反應(yīng)器在運(yùn)行過(guò)程中能維持多種微生物的存在，能夠承受