城镇污水厂剩余污泥生物减水中几个影响因素的分析

岳建雄　 陈大志　 谭艳来等

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摘要 [目的]研究城镇污水厂剩余污泥的生物减水。[方法]采用肇庆市鼎湖污水处理厂的脱水污泥进行生物减水的研究，对污泥堆肥中影响减水的几个因素进行了试验分析。[结果]以可溶性糖含量高的农产品废弃物作为调理剂，可以加快减水；在堆肥中加入菌剂的作用不大；堆体的高度和体积不宜太大；在通风频率不变的情况下，适当增大通风强度，有利于污泥的快速减水。[结论]该研究为污水厂剩余污泥进行生物减水提供了科学依据。

关键词 剩余污泥；生物减水；堆肥；影响因素；城镇污水厂

中图分类号 S181.3 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2014）08-02445-02

Alalysis on Several Affect Factors of Bioreduce Water in Reminder Sludge for Town Sewage Plant

YUE Jianxiong et al （Institute of Engineering technology of Guangdong Province，Key Laboratory of Water Environmental Pollution Control of Guangdong Province，Guangzhou， Guangdong 510440）

Abstract [Objective] The research aimed to study the biological reduction of water in Reminder Sludge for Town Sewage Plant. [Method] Using bioreduce water in Reminder Sludge for Dinghu Sewage Plant in Zhaoqing，several factors that affecting dewater in the sludge compost were analyzed.[Result]To high content of soluble sugar in agricultural waste as a conditioner that can accelerate the reduction of water；the role of adding bacteria gent to the compost is not much； The height and volume of the pile should not be too big.It is advantageous to fast water reducing of sludge that increasing the ventilation under the condition of the ventilation rate unchanged.[Conclusion] The study provides the scientific basis for the biological reduction of water in remainder sludge in sewage plant.

Key words Reminder sludge； Bioreduce Water； Compost； Affect factors；Town sewage plant

通過生物减水的方法使污水厂剩余污泥减量化和资源化，无疑是一种能耗低、对环境友好的好办法。生物减水技术又叫生物干化技术[1]，最初是由JEWELL等在1984年报道牛粪干燥处理提出来的一种生物法减量化新概念，是由堆肥技术发展而来，它的主要原理是利用生物质废弃物本身所具有的有机物进行好氧生物降解产生的热量使废弃物中的水分汽化，再配合堆体的通风和翻堆，使汽化生成的蒸汽进入大气主体而散发，从而达到利用废弃物自身的生物质能量实现减水的目的。由于生物减水技术是基于堆肥技术发展而来，主要区别在于前者以降低污泥等有机质的含水率为目的，后者则必须使堆体中的有机物达到稳定与腐熟的要求。在此，笔者采用肇庆市鼎湖污水处理厂的脱水污泥，对以生物减水为目的污泥堆肥中影响减水的几个因素进行了试验分析。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 剩余污泥。取自肇庆市鼎湖污水处理厂的脱水污泥，含水率70%～80%（试验的具体操作时会精确测定含水率数值）。

1.1.2 调理剂。试验中使用的稻草和木屑2种调理剂分别购自当地农户和当地木材加工厂。稻草为当年收获稻谷后废弃的干稻草，木屑为木材加工厂废弃的硬杂木锯末，二者均经过0.5 mm的粉碎机粉碎后备用。

1.1.3 菌剂。采用来自美国的BZT去污菌。

1.2 设备和仪器

1.2.1 发酵箱。采用壁厚2 cm以上的泡沫箱制成，箱子内部的长×宽×深为45 cm×45 cm×28.5 cm，容积57.7 L。在箱子的底部放置一个自制的布气器用于将外部压入的空气均匀地通入箱中的物料中。布气器通过一根塑胶管与一个电磁空气压缩机相连。压缩机的技术参数为功率300 W、压力70.04 MPa、排气量250 L/min。

1.2.2 温度记录仪。用于定时自动记录发酵箱中物料的温度变化。

1.3 试验方法 在每个试验处理前先测定供试污泥、调理剂以及回料（所谓回料就是已经过生物减水处理的物料，其作用就是调节物料中的水分含量和接种微生物）的含水率，再根据含水率以及发酵箱的容积计算称取一定量的污泥、调理剂和回料以及按照试验处理要加入的其他试剂等。将污泥、调理剂和回料混合后的最后含水率控制在60%；调理剂与污泥的比例不能高于10%（重量比）。将称量好的各成分充分混合均匀后，装入发酵箱，由空气压缩机为物料通入空气。每天通气4次，每次15 min。插入温度记录仪的传感器，每小时记录一次。待发酵箱中的温度回落到环境温度后，出料，测定含水率。

2 结果与分析

物料放入发酵箱后，从温度记录仪可以看到，物料内部的温度很快上升。但由于受到各种因素的影响，不同处理达到的最高温度以及达到最高温度的时间、减水的效果各不同。

2.1 不同的调理剂对污泥生物减水的影响 从不同调理剂对物料升温和减水量的影响（表1）可以看出，2种不同的调理剂的作用效果有很大的差异。稻草屑作调理剂的物料在发酵期间最高温度可以升至41.8 ℃，而木屑作为调理剂的物料的最高温度不到39.0 ℃，发酵完

成的含水率因此也有很大的差异，造成这种差异可能是由调理剂本身的特性决定的。稻草是一种一年生的单子叶作物，收获后的稻草叶片和茎秆中含有丰富的可溶性、易降解的有机物特别是碳水化合物，作为调理剂与污泥混合后，污泥中的微生物得到这些丰富的营养物质会快速、大量的繁殖，从而使物料温度迅速升高；而木屑则来源于加工木材的木质部，多年生长的大树多是双子叶植物，其树干中的木质部在植物生命活动中是输送水分的器官，没有或很少有可溶性、易降解的碳水化合物的残留，只有大量的难以降解的纤维素，所以以木屑作为调理剂的物料升温不高，减水的效率也不高。

2.2 菌剂对污泥生物减水的影响 菌剂对污泥生物减水的影响的试验共有2个处理1个对照（CK）。该试验

用稻草作为调理剂。称取一定量的菌剂加入适当的水，曝气30 min后分2份，一份在121 ℃灭菌15 min作为处理2，另一份为处理1；取同样体积的清水作为CK。污泥和调理剂拌匀后分成3份，分别喷上处理1、处理2和CK的溶液，分别搅拌均匀装入发酵箱，其他操作相同。由表2可见，处理1和处理2均明显优于CK，最高温度比CK高5～6 ℃，减水量也比CK高 7～8个百分点。但从处理之间的比较看来，则二者的差别不是太大，甚至处理2还略好于处理1。这可能是因为对于物料中的微生物来说，增加营养的作用远大于增加新的菌种菌量的作用。因为污泥本身就是一个各种各样微生物活动的大本营，其中生活着无数个各种各样的微生物，新加入的菌种的数量远小于“原住民”的数量，如果没有采取某些特殊措施的话，新的菌剂的作用难以显现；其次，微生物的生命周期很短，更新换代的速度，新的菌种如果没有特别的生存能力，很快就会堙没在优胜劣汰的微生物生态环境中。但这些菌剂死亡留下的尸体却是污泥中的野生微生物绝佳的养分来源，处理2中灭活的菌剂促进了物料的温度上升正说明了这一点。所以该试验证明加入菌剂后物料的温度升高和减水效果并不是菌剂中微生物活动的结果，而是菌剂作为对野生微生物的养分添加产生的作用。

2.3 堆体高度及体积对污泥生物减水的影响 取3只同样的泡沫箱作为发酵箱，一只泡沫箱去底后叠放在另一只的上面，密封两箱之间的缝隙后作为处理2的发酵箱，另一只作为处理1。从表3可以看出，处理之间的温度有很大的差异，处理2在发酵2 d后上升至最高温度55.6 ℃，达到了堆肥要求的温度标准，而处理1在发酵1 d后达到其最高温度40.4 ℃后就不再上升了。2个处理仅是堆体高度的不同就产生这样大的差异，说明堆体的高度与大小对堆肥中温度的变化影响很大。堆肥中温度的升高来自于物料中微生物活动产热的聚集积累，堆体较大，微生物菌群就大，產生的热量就多，温度也就升得高了。另一个原因是堆体增大，比表面积相对减少，热量的散失少了，也是温度升高的原因。此外，堆体形状的改变也会改变比表面积，也会影响温度的变化。2个处理在发酵完成后的含水率相差不大。虽然二者的发酵产生的热量有很大的差异，但发酵完成后堆体的含水率却相差不大，说明较高或较大的堆体在阻止堆体热量散失的同时也阻止了水分的散失。因此，在以污泥减水为目的的堆肥活动中，实在不宜堆体过大、过高，因为过大过高的堆体既减缓了水分的散发，也增加了工作的强度和成本。

2.4 发酵过程的通风强度对污泥生物减水的影响 该试验采用2个相同的发酵箱，其中处理

2的发酵箱中配置2台空压机，处理1配置1台空压机，空压机的功率完全相同。表4显示，在处理2的风力强度增大1倍的情况下，发酵期堆体产生的最高温却降低了11.2 ℃，升到最高温度所用的时间也长了几乎1倍，说明在有氧发酵的堆肥过程中，微生物的活动需要适当的通风。过强的通风则带走了堆体中的热量，使堆体中的温度下降，进而会暂时（这样说是因为当微生物适应了这种较强通风的环境后是会快速生长的，不过需要时