【正文】 這樣可以去掉消化貯氣柜、生產(chǎn)鍋爐房。 污泥運行結(jié)果見表 213 表 213 污泥脫水運行結(jié)果 日 期 流 量 /（ m3/d） 進泥濃度 /% 脫水后含水率 /% 投藥量 /% 1992年 12月 1993年 1月 1993年 2月 1993年 3月 1993年 4月 1993年 5月 1993年 6月 1993年 7月 由表 213 可見 ， 污泥脫水的投藥量通常在 %%， 且不要投加任何助凝劑 ， 其最終的污泥含水率為 75%85%。 啟動初期由于系統(tǒng)中的污泥量少 ， 且進水流量未達(dá)到設(shè)計負(fù)荷 ， 因此 ， 剩余污泥的排出量較少 ， 污泥脫水幾乎35 沒有運行 。 由于水量尚未達(dá)到設(shè)計流量 ，啟動運行穩(wěn)定后每日的排泥 量在 50100m3/d左右（含水量為 %） 。 每日水解池的排泥量為整個污水處理系統(tǒng)的剩余污泥的排泥量 。水解污泥最終濾餅含水率在 60%左右 ， 并且在污泥濃度比消化污泥高 下 ， 混凝劑用量少于消化污泥 ， 用藥量僅為其 %。 可確定最優(yōu)水平為 A1B2C1D3， 即水解污泥在添加堿式氯化鋁 1%、 形區(qū)壓力 250kPa 和擠壓壓力 250kPa 時脫水效果最好 。 這與污泥比阻實驗結(jié)果是吻合的 。 水解污泥優(yōu)于初沉污泥 ， 最差為消化污泥 。 對正交試驗結(jié)果進行分析 ， 可以得出如下結(jié)論 。 因素水平表見表 212 表 212 正交試驗因素水平表 因 素 樣品 A 投藥量 B/% 重力區(qū)壓力 C/kPa 擠壓區(qū)壓力 D/kPa 34 水 平 1 Ⅰ 150 150 2 Ⅱ 200 200 3 Ⅲ 250 250 其中樣品 Ⅰ 為水解污泥 ， 含水率為 %； Ⅱ 為初沉污泥 ， 取自高碑店污水處理廠 ， 含水率為 95%； Ⅲ 為消化污泥 ， 取自天津紀(jì)莊子污水處理廠 。 為此 ， 安排了四因素三水平的正交試驗 。 污泥脫水實驗 對示范工程的污泥采用帶式脫水機 ， 實驗樣品采用雙盲法以避免人為的干擾 ，委托北京礦業(yè)大學(xué)研究生院進行 。 上流式水解池 布水器在池底 ， 污泥處于懸浮狀態(tài) ， 污水總是不斷流經(jīng)處于懸浮狀態(tài)的污泥表面 ， 將一些細(xì)小顆粒和水中的堿度帶走 ， 污泥總是處于不斷的動態(tài)淘洗狀態(tài) ， 這樣污泥中的堿度和影響污泥粘度的細(xì)小顆粒將有所降低 ， 可節(jié)省混凝劑用量 。 而傳統(tǒng)的污泥處理工藝中有一項淘洗工藝 ， 淘洗可以洗去污泥中的重碳酸鹽堿度 ， 同時 ， 可洗去部分顆粒很小、表面積很大的膠體物質(zhì) 。 從化學(xué)成分分析 ， 兩種污泥有一定差別；水解污泥的堿度 ， 而消化污泥堿度為 11802mg/L， 眾所周知 ，污泥化學(xué)調(diào)節(jié)的混凝劑部分消耗在污泥中的固相組分 ， 這取決于污泥固體物質(zhì)中揮發(fā)性固體量；另一部分消耗于污泥的液相部分 。 更重要的是污泥衛(wèi)生條件差 ， 對于脫水操作工人的健康影響較大 ， 因此 ， 一般需要進行穩(wěn)定化處理 。 （見圖 23） 三、污泥脫水性能及處理 水解污泥脫水性能的分析 從實驗結(jié)果來看 ， 初沉池污泥的脫水性能優(yōu)于消化污泥 。這種條件下將去除的懸浮物的 48%水解 ， 水解池排放污泥的有機物含量為 %，因此 ， 從有機物降解的角度講 ， 水解污泥是穩(wěn)定的污泥 ， 而且總排放量少 。 而水解池去除懸浮物的 82%， 其中有近 40%是初沉池?zé)o法去除的物質(zhì) ， 這些懸浮物中有機物占 %， 在水解池中懸浮物是一天之內(nèi)均勻進入反應(yīng)器 ， 懸浮物負(fù)荷相對減少 。 消化池的投配率為 5%，則其污泥齡有 20 天 ， 消化池運轉(zhuǎn)一般是 1 天 12 次投配 。 下面從污泥沉降性能、污泥量的平衡、懸浮物的水解率、水解污泥的脫水性能以及污泥的衛(wèi)生指標(biāo)與消化污泥進行系統(tǒng)的比較 。 另外 ， 消化后污泥的脫水性能較之生污泥為差 ， 需投加的混凝劑大量增加 ， 并且 ， 作為消化池工藝最主要一條優(yōu)點 ——回收沼氣提供能源 ， 從國內(nèi)實踐來看 ， 由于中外生活食品構(gòu)成的差異 ， 造成了污泥有機成分的差別較大 ， 國內(nèi)消化池所產(chǎn)生的能量除供消化池加熱、攪拌之外 ， 所剩無幾 。 但是 ， 消化池工藝也有一定的缺點 。 由此可知 ， 污泥處理工序的每一步都是以減少污泥體積為主要目的 。 一般傳統(tǒng)的污泥處理工藝過程如下： 污泥濃縮和脫水是通過物理方法 ， 提高污泥中固體含量 。 （ 3）達(dá)到污泥的無害化與衛(wèi)生化； （ 4）在處理污泥同時達(dá)到 “變害為利 ， 綜合利用 ， 保護環(huán)境 ”的目的 ， 例如產(chǎn)生沼氣等 。 因此 ，需要對新、老工藝兩套流程污泥處理指標(biāo)進行詳細(xì)的對比和分析 ， 首先有必要對傳統(tǒng)工藝污泥處理流程的目的和指標(biāo)進行分析 。 通過示范工程中一年的物料平衡 ， 水解池中污泥的水解率可高達(dá) 50%以上 ， 排出系統(tǒng)的污泥量比初沉池、消化池聯(lián)合系統(tǒng)低 30%。 從而 可以得出如下結(jié)論：新工藝曝氣池具有反應(yīng)時間短、出水水質(zhì)好、用氣量少的特點 ， 可節(jié)約一定的基建投資和電耗；同時新工藝可以達(dá)到污水、污泥一次處理的目的 ， 具有工藝簡單、占地少和投資省的特點 。 如果考慮到傳統(tǒng)工藝中污泥量由兩部分組成 ， 一部分來源于初沉池 ，另一部分來源則是二沉池的剩余好氧活性污泥 ， 剩余污泥量的計算按活性污泥法運轉(zhuǎn)得到的數(shù)據(jù)為去除每公斤 BOD增長 1kgTSS， 若曝氣池進水 BOD5為 120mg/L，BOD 去除率為 %， 則每天排放污泥量為 150kg/d， 初沉池與二沉池總的污泥產(chǎn)量為 335kg/d， 比水解 好氧系統(tǒng)多 %。 水解率按下式計算： 污泥水解率 = 以上數(shù)字說明有 %的去除的 SS在微生物作用下發(fā)生水解消失了 。 但從現(xiàn)在的數(shù)據(jù)很難對其余部分去除 COD 做完全的物料衡算分析 ， COD 其他可能的降解途徑還包括硫酸鹽還原、氫氣的產(chǎn)生和甲烷化過程等 。 從圖中數(shù)據(jù)可以算出污泥的水解率為 %（以 SS計） ， 說明水解反應(yīng)器中污泥也受到了充分的處理 ， 這是水解反應(yīng)的第三個顯著特點 。 可以得出如下結(jié)論： （ 1）需氧量的差別 ， 理論上使得處理水解池出水可降低 50%的氧耗量； （ 2）在相同停留時間下 ， 水解池出水有機物去除比例可高于傳統(tǒng)工藝； （ 3） 可生物降解物質(zhì)的降解所需的反應(yīng)時間兩者相差 倍 ， 這說明采用水解 好氧處理工藝可顯著縮短曝氣時間 ， 從理論上講 ， 這個比例可高達(dá) 60%。 水解出水耗氧量開始變化很快 ， 隨后迅速趨于平穩(wěn) ， 而原水耗氧量變化很緩慢 。 曝氣量 若同樣采用穿孔管曝氣設(shè)備 ， 曝氣量可節(jié)省氣量50%， 同樣采用中微孔曝氣器時節(jié)省量為 40%左右 。 這表明水解反應(yīng)器相對于曝氣池起到了預(yù)處理的作用 ，28 使得經(jīng)水解處理后出水變得更易于被好氧菌降解 。 眾所周知 ， 微生物對有機物的攝取只有溶解性的小分子物質(zhì)才可直接進入細(xì)胞體內(nèi) ， 而不溶性大分子物質(zhì)首先要通過細(xì)胞外酶的分解才可直接進入 微生物體內(nèi)的代謝過程 。 另外經(jīng)水解處理后 ， 溶解性有機物比例發(fā)生了很大變化 ， 水解出水溶解性COD 比例提高了 1倍 。 （ 1）水解 活性污泥處理工藝 ， 如北京密云污水處理廠； （ 2）水解 氧化溝處理工藝 ， 如河南安陽豆腐營污水處理廠； （ 3）水解 接觸氧化處理工藝 ， 如深圳白泥坑污水處理廠； （ 4）水解 土地處理工藝 ， 如山東安丘污水處理廠； （ 5）水解 氧化塘處理工藝 ， 如新疆昌吉污水處理廠； 二 、 B/C比值和溶解性有機物比例顯著增加 不同條件下的城市污水經(jīng)水解反應(yīng)后 ， 出水 B/C 值有所提高 ， 如從 高到 （北京） ， 從 （荷蘭） 。 若采用土地處理系統(tǒng) ， 由于經(jīng)水解池處理后污水的可生化性提高 ， 懸浮物弄地低于 50mg/L， 可大大提高土地的處理負(fù)荷 ， 減少占地 ，提高處理效率 ， 可應(yīng)用于城市污水 。 其基建總投資、能耗和運行費用可分別節(jié)省 30%左右 。L）】 氣水比 10： 1 ： 1 曝氣池停留時間 /h 8 4 曝氣池出水 COD/（ mg/L） 表 211水解反應(yīng)前后污水性質(zhì)的變化（ HRT=， 荷蘭 Bennekom） 項目 COD （ mg/L） BOD （ mg/L） SS （ mg/L） BOD5 COD BOD5f BOD5 VAF CODt BOD5f COD CODf CODt CODm CODt 進水 650 346 217 出水 397 254 33 27 一 、有機物含量顯著減少 水解反應(yīng)器的第一個特點是對于有機污染物（特別是懸浮物）相對高的去除率 ， COD 平均去除率為 40%50%， 而懸浮性 COD 去除率更高 ， 為 60%80%；出水懸浮物的濃度低于 50mg/L， 這些因素對于各種后處理是非常有利的 。 表 210和表 211為不同國家的城市污水在不同實驗條件下 ， 原水水質(zhì)與水解出水的性質(zhì)對比 。 在整個過程中 ， 大量懸浮物水解成可溶性物質(zhì) ， 大分子降解為小分子 ， 因此工藝過程中有許多不同于傳統(tǒng)工 藝的特點 。 從理論上說明了水解 好氧生物處理的機理 ， 但在分析中也存在一些沒有解決的問題 ， 例如 ， 對于水解降解產(chǎn)物中一些鹵代烴產(chǎn)物的形成途徑缺乏認(rèn)識 ， 還有待于進一步分析 。 這些有機物的共同特點是難于為生物所降解 ，這也說明為什么二級處理到一定程度 ， 最終出水 COD 濃度仍然保持一定水平的原因 。BOD5 去除率可達(dá) 90%以上 ， 但某些化合物 ， 如 4， 4（ 1， 1甲基亞乙基）雙酚等化合物由于其結(jié)構(gòu)上的特點 ， 在處理過程中沒有被分解 。 這是由于大分子難降解化合物降解為小分子易降解的酸性小分子化合物所致 。 （ 4）經(jīng)水解 酸化反應(yīng)后產(chǎn)物大部分是酸性小分子化合物 ， 且多為 C2C6化25 合物 。 （ 3） 進水中主要有機物相當(dāng)部分為大分子化合物（在 C9以上） ， 其中有很多苯系化合物（見表 29） ， 這些苯系化合物在水解池出水與最終出水中部未檢出 ，這說明難降解大分子物質(zhì)經(jīng)過水解 酸化后可以降解 。 （ 2）經(jīng)水解 酸化反應(yīng)后 ， 有機物的種類并沒有減少 ， 相反增加了許多小分子的化合物 ， 這些化合物是水解、酸化反應(yīng)的中間產(chǎn)物 ， 這與一般生物處理構(gòu)筑物降解規(guī)律是有區(qū)別的 。 24 通過上述現(xiàn)象分析 ， 結(jié)合質(zhì)譜化合物檢索可以得出如下結(jié)論 。 詳細(xì)的數(shù)據(jù)比例見圖 214。 22 （ 3）堿性 /中性化合物數(shù)由 35 個減至 18個 ， 而堿性 /中性組分峰面積有所減少 ， 以上事實說明堿性 /中性化合物經(jīng)酸化反應(yīng)后結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化 。 （ 1）不論是酸性組分或堿性組分 /中性組分色譜圖 ， 經(jīng)水解反應(yīng)后出峰時間都大幅度提前 ， 尤其以酸性組分更為明顯 ， 說明經(jīng)過反應(yīng)后小分子化合物增加 。 表 29 采用色譜 質(zhì)譜聯(lián)機法鑒定不同處理階段有機物的定性分析結(jié)果 序號 化合物名稱 分子式 進水 水解出水 二沉出水 1 含氧二氯甲基甲烷 √ 2 1,2,3三氯丙烷 C3H5Cl3 √ 3 溴化二氯丙烷 C3H5Cl2Br √ 4 2溴 1氯丙烷 C3H6ClBr √ 5 1,3二氯丙烷 C3H4Cl2 √ 6 2,3二氯丙烷 C3H4Cl2 √ 7 1,2雙（ 2氯乙氧基）乙烷 C6H12O2Cl2 √ √ 8 1,3二氯 2丙醇 C3H6Cl2O √ 9 2,3二氯 1丙醇 C3H6OCl2 √ 10 氯乙酸 C2H3OCl2 √ 11 氯化甲醚 CH5OCl √ 12 2,3乙氯 2甲基 丙醛 C4H6COCl2 √ 13 2,3’氯雙（ 1氯） 丙烷 C6H12O2Cl2 √ 14 1溴 2氟環(huán)戊烷 C5H7BrF √ 15 4氯苯酚 C6H5Cl √ 20 16 氯代苯酚 √ 17 氯萘 C10H7Cl √ 18 2,6二（ 1,1二甲基乙基）苯酚 C15H24O √ √ 19 4,4’（ 1,1甲基亞乙基）雙酚 C15H10O √ 20 苯乙腈 C8H7N √ 21 萘 C10H8 √ 22 乙酸苯乙酯 C10H12O2 √ 23 丙酸苯乙酯 C11H14O2 √ 24 未知峰 √ 25 3甲基丁酸苯乙酯 C13H15O2 √ 26 3甲基 2,6二羧基 4乙烯酸 C7H8O4 √ √ 序號 化合物名稱 分子式 進水 水解出水 二沉出水 27 丙酸 C3H6O2 √ 28 甘氨酸 C2H5O2N √ 29 甲基戊酸 C6H12O2 √ 30 己酸 C6H12O2 √ 31 庚酸 C7H14O2 √ 32 辛酸 C8H16O2 √ 33 壬酸 C9H18O2 √ √ 34 3甲 2