污泥的试验过程与结果

开始排渣后的三号池口
固液分离压滤出水
测试压滤出水的 COD 值
稀释 10 倍后的氨氮值
从比色卡来看，第 27 天（比 120 颜色稍淡，估计在 100 左右）
比第 24 天（120mg/l）的 COD 值略有下降，但不明显；氨氮值为 10mg/l
较三天前（15.75mg/l）下降明显（从出水色度也可看出）。
第一批泥完成（约 3 小时，主要是保压时间长），一板泥装了三
框，各自重量分别为 62.8kg、64.4kg、62.8kg，框重 3.7kg；总重计：
（62.8+64.4+62.8）-3.7×3=178.9kg。
根据降解率和泥饼（准确的说应该是沼肥了）的含水率，估计剩
余总量在 2 吨左右，具体以最终统计数为准。
沼气统计表
甲烷浓度
11 月 14 日的甲烷浓度和沼气流量表读数
11 月 14 日下午，甲烷浓度 69%，沼气产量：890.2-883.74=6.46m3， 平均日产气 2.15 m3，产气已经基本完成，之后不计，总产气量：
657.07+6.46=663.53 m3。下为完整的沼气产量统计图：
实际沼气产量 663.53 m3（甲烷含量平均值 73%）大大高于理论 计算值 608.84m3（甲烷含量平均值 65%），主要反映几个问题：
炬流量，表中有积累数）。
起始读数（10.18）
3、运行温度：原料温度为 25℃。19 日上午 28℃，21 日下午 33℃， 23 日,35℃，温升正常；此后一直稳定在 35℃（这说明中温厌氧反应 装置太阳能加热系统的配置基本合理）。
21 日池温
23 日以后池温
4、启动及运行情况：19 日上午 8.30 观察时系统已经开始产气，
6、几次固液分离的水质和泥质情况： 6.1、第 20 天（11 月 7 日）检测的基本情况：从装置底部排渣口 放出部分沼渣、沼液，泵入板框压滤机对出水进行基本检测，取一些 沼渣、沼液做分离沉淀分析。 速测结果：板框压滤机出水，COD 为 180mg/l 左右，氨氮为 20mg/l 左右；在混合液中加入适量的絮凝剂，固液分离效果明显，上部液体 COD 值为 120 mg/l。出水无异味，泥略有臭味，PH 值为 7.3。 6.2、第 24 天（11 月 11 日下午）：重复 11 月 7 日做法，用压滤 机完整压出一板泥饼。 下为 COD 和氨氮速测值：
用集成式中温厌氧反应装置处理剩余 污泥的试验过程与基本分析
一、准备工作和投料：
1、原料成分、数量和基本产能:
2015 年 10 月 17 日下午，从深圳市横岗污水处理厂拉了一车脱
水污泥约 20 吨，由于厂家先天做了脱水设备维护，这批污泥含水率
较高，约为 85%，相当于 80%含水污泥 16 吨。
表一：污泥的有机质含量（挥发分、VS），计算取横岗（二期）厂 9 月 7 日样。
但量还不大，甲烷浓度 73%。之后两天产气量迅速加大，甲烷含量最
高达到 80%，期间有一定波动，在两周内基本稳定在 73%以上；第三
周产气量开始明显下降，但甲烷浓度基本稳定。该池产气后，沼气的
平均甲烷浓度明显提高，原来基本上在 55~58%之间，现为 63%。
19 号上午 8.30 读数
最高甲烷浓度
留取部分做实际的含水率和其它成分分析。
第一、三框泥重
第二框泥重
6.3、第 27 天（11 月 14 日）：安排在这天做固液分离有两个考虑，
一则当日是周期六，压泥可不影响学校日常教学；另外观测延长几天 后的产气量、甲烷浓度和水质的变化情况。连续排渣、出泥，直到 3 号池全部排空。
操作开始，关闭沼气管道阀门，拔出与 3 号池连接的沼气管道， 打开排渣阀门，开始出渣、压泥，池口液位明显下降。
加入絮凝剂时的沼渣、沼液
絮凝后
几分钟后，泥水开始分离，结果显示絮凝效果明显，说明厌氧消
化充分，污泥原有的胶状结构已经破坏。上清液末做氨氮检测。
絮凝后上清液 COD 值为 100mg/l 左右
测试絮凝上清液 COD 为（100mg/l）低于压滤出水（120mg/l）， 说明压滤前做发酵完的沼渣、沼液做絮凝出水效果会更好。由于出水
水质已经能被后续工艺轻松处理，本次实验的固液分离前不加絮凝剂。 如能顺利完成，一来可降低运行成本，二则有利于肥料的加工和使用。
几小时后，拉开压滤机压滤板开始出泥。
压出的泥块
压出的泥块
压出的泥块
空篮的重量
泥饼成型（厚约 20mm），无臭味，可以用手提起，含水率应该
在 60%左右，具体以测试结果为准。
1）理论值是按 90%的降解率计算的，实际产气量大于理论值， 说明 VS 的实际降解率高于 90%。
2）污泥成分报告是 9 月份的，根据深圳的气候特点，10 月份降 水量少，VS 含量比表中的要高。
3）这批污泥的含水量不是标准的，而其总重量是根据车箱容积 测算的，以 16 吨污泥的进料量计算可能偏低。
24
35.7 43.53
9106
8313
横岗（二期）厂 2015.3.28 19.8 29.92 41.1
8585
7893
横岗（一期）厂 2015.4.14 22.7 43.16 38.85 5541.228
4788
横岗（二期）厂 2015.4.14 23.9 23.86 44.45
5781.46
4936
5631
4665 49.96
横岗（一期）厂 2015.9.7 17.4 29.63 34.32
5449
4568
横岗（二期）厂 2015.9.7 18.4 21.70 41.26
5760
4980
表二：1 吨污泥的理论产气量
注：VS 指污泥中生物质含量（挥发性固 体，0.4=40%）
查表可得：污泥 vs=41.26、甲烷含
横岗（一期）厂 2015.8.11 24.0 29.76 35.44
8213
7543
横岗（二期）厂 2015.8.11 19.5 15.51 45.15
9338
8703
横岗（一期）厂 2015.8.18 25.3 29.67 33.68
7799
7057 55.63
横岗（二期）厂 2015.8.18 21.8 23.49 38.76
第二批泥完成（约 3 小时，主要是保压时间长），这板泥装了两
框，各自重量分别为 97.25kg、102.3kg，框重 3.7kg；总重计：
（97.25+102.3）-3.7×2=192.15kg。
压出的泥饼
要脱落的泥饼
一框泥的重量
另一框泥的重量
三、基本分析： 1、剩余污泥为黏性胶状结构，由细菌、真菌活体细胞及其形成 的菌胶团、胞外聚合物和水形成的固液混合物（图中如右杯，液体为 混浊，呈明显固体悬浮状态），脱水很困难，又散发恶臭。通常在做 絮凝后，常规机械脱水很难降到 80%以下。去填埋场，按国家要求含 水率必须低于 60%（产生的其它问题还不说）；由于热值也不高，加 上含水率高，用来焚烧，其处理系统的建设、运行成本就很难降下来。 其它如污泥干化等技术只是用高投入、高运行成本的手段解决含水率 高的问题，很难说是最好的方法，资源化利用的水平是较低的。 污泥其特性就是含水率高（脱水困难）和散发恶臭，另外一方面 呢，它又富含植物营养质。要解决这一难题，首先就要有效击破各种 菌体的细胞壁，进而用最合适的方法利用其含有的生物质成分，而充 分的厌氧消化就可“一箭双雕”，收到“事半功倍”之效果。 这批污泥进入集成式中温厌氧反应装置后能迅速产气，且甲烷浓 度很高，持续产气量大，这说明剩余污泥很适合做厌氧消化；我们要 做的就是给它们（厌氧菌群）提供舒适的生存环境，让其大量繁殖。 具体说就是我们使用的厌氧反应装置功能要较完备、能长时间正常运 行，接种物（沼渣、沼液）掺入量合适，发酵（投料）方式得当，它 们就会大显神通，使污泥在我们面前轻松地“变废为宝”。 发酵完成，中间杯为排渣口取出的沼渣、沼液，显示污泥胶状（右 杯）结构已经完全被击破（厌氧消化的一大特点就是把物质的大分子 结构打烂变小），已经不见明显的胶状悬浮物。 左边杯为压滤沼渣后的结果，水中已无明显的残渣（COD 一般在 100mg/l 左右，氨氮在 15mg/l 以内），这些都充分说明用厌氧消化污
WWTP 水厂
SampБайду номын сангаасing time
采样时间
脱水污 泥 干度
Sludge Dryness
2)SiO2 (干燥
基) SiO2 (dry basis)
2)挥发 分
(干燥 基) Volatil e Matter (dry basis)
3)高位发 热量
(干燥基) High
calorific value
(dry basis)
压滤机出水
出水做 COD 测试
检测结果：板框压滤机出水，COD 为 120mg/l，较四天前更低。
将出水稀释 15 倍，测试氨氮，结果如下：
氨氮为 15.75mg/l 左右（比色在 0.90 和 1.2 之间，取平均值 1.05*15=15.75），较四天前进一步降低。
在混合液中加入适量的絮凝剂，沉淀效果明显，上部液体 COD 值为 110 mg/l。出水无异味，泥略有泥腥味（无臭味），PH 值为 7.3。
与其它池沼气的混合浓度
没有混合的甲烷浓度
5、沼气产量：龙高厌氧系统原来主要以消化学校的餐厨垃圾为
主（量最大，且来源稳定），兼顾处理部分绿化垃圾和化粪池的粪渣， 几年来产气量基本稳定（平均每周产气量约为 840m3 左右，每周主要
投料时间为五天半），沼气使用炉具也是根据沼气生产量配置的。
污泥的投入明显增加了产气量，原来的使用方式已经烧不完产生 的沼气。第 24 天沼气表读数 883.73 m3，共产沼气 657.07m3，当天甲 烷含量为 69%。
20 天发酵时间，虽然 COD 及氮氮值已经较低，后续污水处理不 成问题，但泥略有臭味； 24 天发酵，水体 COD 和氨氮有明显下降， 泥饼已无臭味，后续沼气产量明显降低；第 27 天固液体分离出水氨 氮值下降明显，COD 值无显明改善，沼气产量更低。
泥的效果是很好的。 2、发酵周期：原料的发酵周
期与其成分、尤其是原料中 VS（挥 发性固体）的含量、发酵温度、厌 氧装置的功能直接相关。过长的发 酵周期，势必会大量增加系统的投 资费用及运行成本；而发酵周期太短（或投料、发酵方式不当），物 料发酵不充分，污染成分降解率太低，各项指标又达不到预期设定的 要求，给后处理带来极大的麻烦，固态（或半固相）污染物又成了大 量的液态污染。
3)低位 发热量 (干燥基)
Low calorifi c value
(dry basis)
灰分 (干燥
基) Ash(dry basis)
横岗（一期）厂 2015.3.31 24.8
37.2
35.6
9122
8393
横岗（二期）厂 2015.3.31 17.3 32.84 50.23
2479
1757
横岗（一期）厂 2015.3.30
3
量取 65%则：16×34.89×1.09=608.84m 表中数降解率为 90%。也就是说，
3
这批污泥完成发酵后，应该产 608.84m 沼气才能完成 90%以上的 vs 降解。
2、实验装置： 利用龙城高级中学现有的、已经运行多年集成式中温厌氧反应装 置及配套设施（沼气存储、净化装置、沼气使用炉具、固液分离和污 水处理系统）。 3、具体做法：龙高的中温厌氧反应装置总容积为 240m3，分四 格，各单池容积为 60 m3。为了保证实验数据的准确，选定 3 号池单 独处理这批污泥。进料完成后，进、出料阀门全封闭，专门引出一根 沼气管，先通过沼气流量表，统计沼气产量（定期抽测甲烷含量）， 再回沼气管道与其它各池的沼气混合，供学校食堂使用。发酵完成（24 天左右）后排空此池，沼渣、沼液做固液分离，检测泥质和水质。
中温厌氧装置（实验用三号池）
固液分离的出水进污水入调节池（取样检测 COD 及氨氮值），经 污水处理系统加工成中水，板框压滤机压出的泥饼供检测（测总重和 含水率，闻气味）。
4、进料：将污泥车箱内的污泥稀释（加溢料池中沼液混合，调 整原料含固率约为 6%，如果原料充足的话，原料浓度可调到 12%， 该池实际可投 30 吨污泥），实际投料约 16 吨（换算含水率 80%），用 气泵搅拌均匀后，用污泥泵泵入 3 号池。下面图片为操作过程：
原料（车箱的有效容积为 22m3，
进完料后的车箱
进入中温厌氧装置内的污泥
封池后（池口污泥）
二、实验运行：
1、2015 年 10 月 18 日完成进料，下午 4 点 30 封池。与沼液混
合（没有再添加任何其它物料），充分搅拌后，测试 PH 值为 7.0。 2、沼气流量表的原始读数：226.663m3（此表原用于测试应急火