深井曝气好氧消化处理污泥的生产性试验_王雷_王恩华_倪晓菲_赵浩_盖芸_冯生华

８ Ｚｈｕ Ｗ Ｐ，Ｇａｏ Ｊ，Ｓｕｎ Ｓ Ｐ，ｅｔ ａｌ．Ｐｏｌｙ（ａｍｉｄｏａｍｉｎｅ）ｄｅｎｄｒｉｍｅｒ （ＰＡＭＡＭ）ｇｒａｆｔｅｄ ｏｎ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ（ＴＦＣ）ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ （ＮＦ）ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ｆｏｒ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｒｅｍｏｖａｌ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１５，（４８７）：１１７～１２６
图 １ 深 井 反 应 器 自 热 高 温 好 氧 消 化 工 艺 流 程
深井曝气反应 器 由 两 部 分 组 成，地 上 部 分 是 直 径４ ２００ｍｍ、高２ ４００ｍｍ 的钢制顶部池，地下部分 是直径１ ０００ｍｍ、深度６０ｍ 的钢制深井，反应器外 设置厚２００ｍｍ 泡沫混凝土保温层。 反应器具体尺 寸 见 图 ２。
４０．７８ ３６．５３ ４０．７８ ３８．６５ ４３．５９ ４４．９５ ５０．６６ ３８．１１ ４０．６１ ５２．４４ ５２．２８ ５２．６８ ３２．６５ ３９．６８
３７ ３８ ３８ ３８ ３９ ４０ ４０ ４０ ４４ ４５ ４５ ４７ ４６ ４８
物排放 标 准 》（ＧＢ １８９１８－２００２）中 污 泥 稳 定 化 的
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
３ 唐丽霞，周新文，唐军利，等．纳滤膜处理含钼酸性废水的试验 研 究 ．中 国 钼 业 ，２００９，３３（３）：２７～２９
４ 李胤龙，杨晓松，刘伟，等．纳 滤 膜 法 去 除 模 拟 矿 山 废 水 中 金 属 离 子的研究．北京化工大学学报（自然科学版），２０１１，３８（１）：２１～２５
于１０ ℃的情况下，自热好氧消化反应温度 可 以 稳 定
由于深井曝气工艺用于污泥的好氧消化需要一
在４５ ℃以上，实现了污泥的中、高温消化，处理后污
定的深井条 件，国 内 外 对 这 项 研 究 的 成 果 不 多。 加
泥中 ＶＳＳ 降 解 ≥４０％，达 到 《城 镇 污 水 处 理 厂 污 染
拿大某公司曾在美国西雅图进行过深井曝气的试验
３ ８ 给水排水 Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．１１ ２０１６
要求。 ２ 试 验 的 工 艺 流 程 及 设 备
系统主要包括 均 质 池、深 井 反 应 器、气 浮 池、储 泥池及后续 带 式 脱 水 机，深 井 反 应 器 供 气 系 统 为 ３ 台 螺 杆 空 压 机 和 １ 台 储 气 罐 ，工 艺 流 程 见 图 １。
４２
１３．９９
４７．９３
０８１１ ２６．０ ２６．３４
４３
１５．８５
３９．８３
０８１２ ２２．０ ２６．５６
４３３ ２５．０ ３３．７１
４８
１５．４１
５４．２９
０８２１ ２６．０ ３０．２４
５２
１４．０９
５３．４１
深井反应器的优点是仅以满足细胞自身氧化的
６ 钟常明，方夕辉，许振良．纳 滤 膜 脱 除 矿 山 酸 性 废 水 中 重 金 属 离 子 试 验 研 究 ．环 境 科 学 与 技 术 ，２００７，３０（７）：１０～１２
７ 夏圣骥，高乃云，张巧丽．纳滤 膜 去 除 水 中 砷 的 研 究．中 国 矿 业 大 学 学 报 ，２００７，３６（４）：５６５～５６８
关 键 词 污 泥 处 理 深 井 曝 气 自 热 好 氧 消 化 稳 定 化 ＶＳＳ DOI:10.13789/ki.wwe1964.2016.0485
０ 前 言 深井曝气作为一项高效好氧活性污泥法污水处
理 工 艺 技 术 ，由 于 它 采 用 潜 置 在 地 下 的 深 井 反 应 器 ，
９ 董国祥，朱瓌之，李 世 大，等．ＴｉＯ２ 纳 滤 膜 对 重 金 属 离 子 的 截 留 性 能 ．膜 科 学 与 技 术 ，２０１２，３２（１）：５８～６１
○ 通讯处：广东省东莞市东城区鳌歭塘工业园第六水 厂 监测站
电 话 ：（０７６９）２２２６０２５０ Ｅｍａｉｌ：ｌｉｚｈｕ３１１＠１６３．ｃｏｍ 收 稿 日 期 ：２０１６ ０５ １９
好 氧 消 化 工 艺 （ＡＴＡＤ：ａｕｔｏｈｅａｔｅｄ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃ ａｅｒｏｂｉｃ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ）处 理 污 泥 技 术 的 基 础 上，２０１２ 年 完成了用 深 井 反 应 器 进 行 污 泥 好 氧 消 化 工 艺 的 小
了 能 源 消 耗 ，节 省 运 行 电 费 ，在 美 国 等 多 国 得 到 广 泛 应用，国内在咸阳、青岛也已有成功应用的实例。 根 据深井曝气的技 术 原 理，该 技 术 也 同 样 可 以 用 于 城
小。本次试验对试验条件下电能消耗的测定也证明
了这一点。在 反 应 温 度 维 持 ４５ ℃ 的 情 况 下，考 查
ＶＳＳ去除率和电能消耗情况，结果表明单位 ＶＳＳ去
除 电 耗 为 ５．２ｋＷ·ｈ／ｋｇ ＶＳＳ；反 应 器 运 行 的 电 功 率 ２８７ Ｗ／ｍ３（详见表２）。
表２ 试验期间 ＶＳＳ 去除率和电能消耗测定数据
深井曝气好氧消化处理污泥的生产性试验
王 雷１ 王 恩 华１ 倪 晓 菲２ 赵 浩２ 盖 芸２ 冯 生 华３
（１ 中铁一局水务事业部，西安 ７１００５５；２ 武汉市环境保护科学研究院，武汉 ４３００１５；３ 天津市市政工程设计研究总院，天津 ３０００５１）
摘要 通过生产性试验探讨了深井曝气好氧消化工艺处理污泥的可行性 ，在兰州盐场污水处 理 厂建设直径１ ０００ｍｍ、深６０ｍ 的深井，试验结果表明：在污泥有机物浓度５０％左右，温度小于１０ ℃ 的情况下，深井好氧消化反应温度可以稳定在４５ ℃以上，最高达到５２ ℃；污泥中有机物去除率稳定 在４０％以上，最高达５４．２９％。反应温度４５ ℃条件下，ＶＳＳ去除电耗为５．２ｋＷ·ｈ／ｋｇ ＶＳＳ。
道。反应器最显著特征是利用地下垂直的反应空间
代替传统地上式 的 曝 气 池，用 结 构 组 件 进 行 水 力 分
区。污泥混合液 在 反 应 器 内 流 态 分 成 两 种：中 心 套
筒与主体钢筒之 间 的 环 形 空 间 为 内 循 环 区，污 泥 的
好氧消化主要在 这 一 区 域 进 行；环 状 曝 气 装 置 以 下
试验时间为２０１４年５月１３日～２０１５年４ 月 ５
日。试验分二阶段进行。
第一阶段采用人工 调 配 污 泥，污 泥 含 固 率 ４％，
有机 物 含 量 ６０％ 左 右，在 污 泥 停 留 时 间 分 别 为 １３
天、１０天、８天的半 连 续 运 行 试 验 中，对 污 泥 中 ＶＳＳ
的去除率和反应 器 污 泥 温 度 进 行 考 查，结 果 表 明 温
度最高 达 到 ５２ ℃，基 本 达 到 了 试 验 设 计 的 高 温
要求。
第二阶段 采 用 七 里 河 污 水 处 理 厂 有 机 组 分 为
５０％ 的 污 泥，污 泥 含 固 率 控 制 在 ４％，处 理 流 量
６．５ ｍ３／ｄ，停 留 时 间 １０ 天 ，经 过 近 一 个 月 的 运 行 ，污
触时间，大大 提 高 氧 利 用 效 率。 反 应 器 外 部 温 度 恒
的生产性试验。
定不受气温影响，一 年 四 季 都 可 维 持 较 利 于 微 生 物
中铁一局水务事业部在研究了国内外自热高温
生 长 的 温 度 ；反 应 器 的 结 构 还 实 现 了 混 合 液 搅 拌 、推 流、气提及 作 为 后 续 气 浮 澄 清 池 的 溶 气 等，一 气 多 用 ，气 浮 浓 缩 后 的 污 泥 借 助 液 体 密 度 自 动 回 流 ，降 低
４２
１４．７８
３９．１０
０８０１ ２４．５ ２６．３７
４２
１５．３６
４１．７５
０８０２ ２４．５ ２４．７４
４２
１５．６０
３６．９４
０８０３ ２５．５ ２８．２６
４２
１５．５７
４４．９０
０８０４ ２２．５ ２９．５７
４５
１５．１２
４８．８７
０８０５ ２３．０ ２９．７９
泥中有机 物 的 去 除 率 稳 定 在 ４０％ 左 右，最 高 达 到
５４．２９％；反应器污泥温度最高达到５２ ℃（见表１）。
表１ 试验期间 ＶＳＳ 去除率和井内温度的测定数据
日期
进泥温度 ／℃
进泥 ＶＳＳ浓度 ／ｋｇ／ｍ３
井内温度 ／℃
出泥 ＶＳＳ浓度 ／ｋｇ／ｍ３
ＶＳＳ 去 除 率 ／％
０７３１ ２４．５ ２４．２７
部分为推流区，是 污 泥 深 度 氧 化 区。 反 应 器 利 用 其
深 度 形 成 的 “高 压 曝 气 ”代 替 传 统 常 压 曝 气 以 获 得 更
高的氧气传导率；推 流 区 还 利 用 微 生 物 内 源 呼 吸 产
生的 ＣＯ２ 作为溶气对出料污泥进行固液分离。
３ 工 程 试 验 过 程 与 结 果
研究，试验结果 证 明 深 井 好 氧 消 化 后 的 污 泥 可 以 达 到美国 ＥＰＡ 规定的 Ａ 级生物 固 体 标 准。 国 内 也 有 环保公司对此工 艺 进 行 过 小 试 并 申 请 了 专 利，但 至
提高了反应器内 氧 气 溶 解 度，延 长 污 水 与 空 气 的 接
今还未见有采用深井曝气处理城镇污水处理厂污泥
试、中试，并于同年１１月设计，在兰州盐场污 水处理 厂建成直径１ ０００ｍｍ、深６０ｍ 的工程井，２０１３年８ 月开始进行污泥自热高温好氧消化的生产性试验。
镇污水处理厂污泥的好氧消化稳定处理。
试验结果表明在污泥有 机 物 浓 度 ５０％ 左 右、温 度 小
１ 深 井 曝 气 好 氧 消 化 处 理 污 泥 的 研 究 现 状 与 进 展