城鎮(zhèn)生活垃圾與污水廠污泥一體化處理技術研究.pdf

1、隨著我國城市生活垃圾量的快速遞增和污水處理廠污泥產量的不斷增長，將其無害化和資源化處理與處置迫在眉睫。論文在全面綜述當前國內外生活垃圾和污水處理廠污泥處理與處置技術時，發(fā)現(xiàn)將二者分開單獨處理與處置，過程繁瑣，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；認為開發(fā)一種新型的將生活垃圾與污水處理廠污泥在同一反應器中一體化處理，并充分利用垃圾產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，產生新能源。為

2、此，論文在污泥濃縮消化一體化反應器的基礎上，開發(fā)了城市生活垃圾與污水處理廠污泥一體化處理反應器。主要研究內容包括：以污泥濃縮消化一體化反應器TISTD為基礎，結合垃圾厭氧/好氧堆肥處理原理設計開發(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器；以餐廳廚房垃圾及污水處理廠二沉池的污泥為研究對象對反應器進行了優(yōu)化；利用優(yōu)化反應器一體化處理了廚余垃圾和污水處理廠二沉池污泥，并對優(yōu)化反應器的處理效果進行了分析。取得的主要成果有：
　　

3、 ①以污泥濃縮消化一體化反應器TISTD為基礎，結合垃圾堆肥處理原理提出反應器設計的思路及設計要點，依照小城鎮(zhèn)生活垃圾實際產生量當中有機質的含量與相同規(guī)模的小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產生量的比值確定了反應器垃圾堆肥倉與污泥濃縮消化倉的體積比(1:1)，反應器有效容積為440L，污泥倉設計投配率30％，垃圾倉每次添加新鮮垃圾40kg，垃圾處理采用厭氧發(fā)酵的方式。
　　 ②試驗考察了反應器在啟動階段的運行狀況，結果表明：在整個試驗過程中，

4、反應器各部分的溫度變化趨勢基本一致，但是兩倉的溫度均較低；垃圾倉一直為酸性較強的環(huán)境，雖然產生較多的氣體(最大25L/d)能為污泥倉補充攪拌用氣體，但垃圾發(fā)酵周期長；污泥倉同樣出現(xiàn)了較嚴重的酸化現(xiàn)象，有機質去除效果差，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。說明反應器持續(xù)運行狀況不理想。
　　 ③根據(jù)反應器存在的不足，在對反應器運行效果充分分析的基礎上對反應器進行了優(yōu)化：通過熱

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

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

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