与现在普遍采用的污泥厌氧消化相比,好氧消化具有下列优点: (1) 对悬浮固体的去除率与厌氧法大致相等; (2) 上清液中的BOD浓度较低(10mg/l以下); (3) 处理后的产物无臭、类似腐殖质,肥效较高; (4) 运行安全、管理方便; (5) 处理效率高,需要的处理设施体积小,投资较少。 由于污泥好氧消化工艺具有上述优点,因此在中小型污水处理厂颇受青睐。美国、日本、加拿大等发达国家都有不少中、小型污水处理厂采用好氧消化处理污泥,仅加拿大某省就有20个小型污水处理厂运用此法,丹麦大约有40%的污泥使用好氧法进行稳定化处理。
(1) 对悬浮固体的去除率与厌氧法大致相等;
(2) 上清液中的BOD浓度较低(10mg/l以下);
(3) 处理后的产物无臭、类似腐殖质,肥效较高;
(4) 运行安全、管理方便;
(5) 处理效率高,需要的处理设施体积小,投资较少。
由于污泥好氧消化工艺具有上述优点,因此在中小型污水处理厂颇受青睐。美国、日本、加拿大等发达国家都有不少中、小型污水处理厂采用好氧消化处理污泥,仅加拿大某省就有20个小型污水处理厂运用此法,丹麦大约有40%的污泥使用好氧法进行稳定化处理。
污泥好氧消化一般有三种工艺:CAD、A/AD、ATAD。
1、CAD工艺 :
1.1工艺流程:
传统的好氧消化工艺(CAD,conventional aerobic digestion)的构造及设备与传统活性污泥法相似,但污泥停留时间很长,其常用的工艺流程主要有连续进泥和间歇进泥两种,一般规模较大污水处理厂的好氧消化池采用连续进泥的方式,运行方式与活性污泥法相似。规模较小污水处理厂的好氧消化池,可采用间歇进泥,定期的进泥和排泥,通常每天一次。污泥好氧消化的主要目的就是稳定污泥中可生物降解的有机物。污泥稳定的定量评价指标主要包括有机物(VSS)的去除率和消化污泥的比耗氧速率(SOUR)当VSS去除率达到38%时,或当消化污泥的SOUR降低到1.0~1.5mgO2/gvss.hr时,可认为污泥达到稳定。
1.2影响CAD运行的因素:
(1)温度:
温度对好氧消化的影响很大,温度高时,微生物代谢活性强,即比衰减速率较大,达到要求的有机物VSS去除率所需的SRT短。当温度降低时,为达到污泥稳定处理的目的,则要延长污泥停留时间。
温度对反应速率的影响可用公式表示:k2/k1=θ(T2-T1)
其中:k1、k2为温度T1、T2时分别的反应速率;
T1、T2为温度,℃;
θ 为温度系数(有研究者认为θ为常数,θ=1.058)。
(2)停留时间SRT:
VSS的去除率随着SRT的增大而提高,但是相应地处理后剩余物中的惰性成分也不断增加,当SRT增大到某一个特定值,即使再增大SRT,VSS的去除率也不会再明显提高。对SOUR也存在着相似的规律,SOUR随SRT的增大而逐渐下降,当SRT增大到某一个特定值,即使再增大SRT,SOUR也不会有明显下降。这一特定的点与进泥的性质、可生物降解性及温度有较大关系。一般温度为20℃时,SRT为25~30天。
(3)pH值:
污泥好氧消化的速率在pH值接近中性时最大,当pH值较低时,微生物的新陈代谢受到抑制,有机物的去除率随之降低。在CAD工艺中,会发生硝化反应,消耗碱度,引起pH值下降至4.5~5.5。因此大部分的CAD工艺中都要添加化学药剂,如石灰等来调节pH值。
(4)曝气与搅拌:
在好氧消化中,确定恰当的曝气量是很重要的。一方面要为微生物好氧消化提供充足的氧源(消化池内DO浓度大于2.0 mg/l),同时满足搅拌混合的要求,使污泥处于悬浮状态。另一方面,若曝气量过大会增加运行费用。好氧消化可采用鼓风曝气和机械曝气,在寒冷地区采用淹没式的空气扩散装置有助于保温,而在气候温暖的地区可采用机械曝气。当氧的传输效率太低或搅拌不充分时,会出现泡沫问题。