羥基自由基在污泥減量上的應(yīng)用研究

羅志成 袁茹琰

摘 要：污泥減量設(shè)備通過(guò)強(qiáng)氧化自由基-羥基自由基的強(qiáng)氧化性對(duì)污泥分解氧化，從而達(dá)到污泥減量的目的。本研究通過(guò)對(duì)常州化工園區(qū)某企業(yè)污水站好氧污泥的減量實(shí)驗(yàn)，定量揭示羥基自由基對(duì)好氧污泥的減量效果，以期為污泥減量設(shè)備的推廣應(yīng)用提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞：污泥減量；羥基自由基；好氧污泥

中圖分類號(hào)：U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）14-0147-02

Abstract： Sludge decrement equipment decomposes and oxidizes sludge through the strong oxidation of free radical-hydroxyl radical， so as to achieve the purpose of sludge reduction. Through the experiment of aerobic sludge reduction in an enterprise sewage station in Changzhou Chemical Industry Park， this study quantitatively revealed the effect of hydroxyl radical on aerobic sludge reduction， in order to provide theoretical and practical basis for the popularization and application of sludge reduction equipment.

Keywords： sludge reduction； hydroxyl radical； aerobic sludge

1 污泥減量原理

污泥減量原理是利用量子激發(fā)將氧氣激發(fā)為高能態(tài)氧，再結(jié)合納米材料催化，在特殊的反應(yīng)環(huán)境下生成無(wú)反應(yīng)選擇性的強(qiáng)氧化自由基-羥基自由基，屬于高級(jí)氧化技術(shù)（advanced oxidation process，簡(jiǎn)稱AOPs或AOTs）[1-2]。由于強(qiáng)氧化的羥基自由基催化氧化作用于微生物，使微生物破壁，能夠殺死生化污泥中的有毒有害細(xì)菌和蟲(chóng)卵并氧化細(xì)胞溶解所釋放的有機(jī)質(zhì)，減少污泥中有害細(xì)菌的數(shù)量。處理過(guò)程中，能催化氧化引起惡臭的含硫化合物，從而使污泥系統(tǒng)快速脫臭，還能對(duì)有色物質(zhì)進(jìn)行降解，從而使黑臭污泥脫色，實(shí)現(xiàn)污泥無(wú)害化。目前污泥處置方法的主要優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示[3-7]。

本研究采用的生化污泥處設(shè)備安裝功率約為16kW，系統(tǒng)占地9m2。設(shè)備需布置在硬質(zhì)平坦水平面，如硬質(zhì)水泥地面。采用的污泥循環(huán)泵流量12立方米/h，每天可以將280立方米的污泥過(guò)流一次。由于重力濃縮的作用，底部的污泥濃度高于中上部，只需要考慮對(duì)底部三分之一的濃縮污泥進(jìn)行抽吸與氧化處理。

2 污泥減量設(shè)備在常州化工園區(qū)某企業(yè)污水站的運(yùn)行情況

試驗(yàn)從2014年9月30日開(kāi)始至2014年12月27日，由于設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)間只有42天。實(shí)際運(yùn)行中設(shè)備出現(xiàn)了如下問(wèn)題，但均得到妥善解決。

泡沫問(wèn)題：濃縮池污泥經(jīng)過(guò)污泥減量設(shè)備后，回到污泥濃縮池后產(chǎn)生大量的泥沫，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)泡沫屬于正?，F(xiàn)象。

濃縮池污泥上?。簼饪s池污泥經(jīng)過(guò)該設(shè)備后，污泥變輕并大量上浮，導(dǎo)致系統(tǒng)正常排泥受阻。經(jīng)過(guò)幾天的觀察，發(fā)現(xiàn)濃縮池的中下部是清液層，所以決定臨時(shí)將抽水泵放在濃縮池，不斷移動(dòng)位置排出清液，為系統(tǒng)正常排泥騰出空間。

過(guò)濾器堵塞：運(yùn)行后期發(fā)現(xiàn)設(shè)備因流量異常導(dǎo)致停機(jī)的次數(shù)增加，經(jīng)檢查是由于過(guò)濾器堵塞，導(dǎo)致進(jìn)泥流量不穩(wěn)定導(dǎo)致。對(duì)過(guò)濾器清洗后，進(jìn)泥流量平穩(wěn)，設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行。

3 污泥減量設(shè)備的應(yīng)用分析

污泥減量設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用情況如表2所示：

（1）若以板框出泥量計(jì)算：

11月14日至12月13日污泥減量約：（3.2-1.7）/3.2*100=46.9%

（2）若以排泥量上計(jì)算：

11月14日-12月13日的好氧排泥量（含水率99%）上減少排泥（折算成含水率72%的污泥）約：

[（2.8-1.2）h/d*30m3/h*30d*1%]/（1-72%）=51.4t

此期間板框共壓泥（含水率72%）約：51t

即污泥減量約：51.4/（51.4+51）*100%=50.2%

該企業(yè)壓濾污泥屬于危廢，委外處置4750元/噸，污泥減量后年節(jié)約污泥處置費(fèi)160萬(wàn)。

4 結(jié)論

通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析和計(jì)算，從好氧MLVSS、剩余污泥排放量等逐步下降的過(guò)程可以看出，羥基自由基在對(duì)有機(jī)物含量較高的好氧污泥的減量上有一定的減量效果。

5 前景展望

鑒于污泥減量設(shè)備在某企業(yè)污水站的減量效果，若能在未來(lái)廣泛推廣污泥減量設(shè)備，能夠大大減少危廢的產(chǎn)生，不僅給企業(yè)節(jié)省了大筆危廢處置費(fèi)用，還減少了對(duì)環(huán)境的危害。通過(guò)對(duì)減量后的污泥進(jìn)行定性分析，是否能將危廢轉(zhuǎn)變?yōu)橐话愎虖U，將是污泥減量設(shè)備的重要發(fā)展趨勢(shì)，也將成為危廢處置的重大突破。

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