时间： 2019-01-28 14:37
来源： 亚洲环保网
作者： 唐建国
◆ 美国503法案对污泥稳定化程度的判定(主要是病原体的控制)采用过程参数控制，如停留时间、反应温度等;
◆欧盟《污泥利用指导规程》规定：稳定化后污泥中VS降低38%，或稳定化污泥的氧利用率低于1.5 mgO2/(gVSS·h);
◆ 有文献提出，用厌氧消化后污泥中的有机酸含量判断污泥稳定化程度(有机酸含量小于300 mg/L认为稳定);
(2)对稳定化处理产物的价值认识不到位
稳定化产物中的腐殖酸(包括富里酸和胡敏酸)是自然生态系统中重要的有机碳源，对土壤保水保肥、农林作物增产有重要意义，但生物腐殖酸的价值尚未得到充分重视。
(3)稳定化处理产物的出路问题
对稳定化产物认识的不充分、处置过程潜在的环境影响，使得处理与处置未得到有效衔接。
稳定化处理过程分析及产物特征
1、污泥样本来源
污泥样本来自于全国十六座污水处理厂的污泥处理工程、城市污泥处理处置中心以及典型污泥处理工程。其中，9座采用厌氧消化处理工艺，7座采用好氧发酵处理工艺。
(a)高温热水解+厌氧消化处理工艺;(b)好氧发酵处理工艺。
北方泥质：VS/SS 50.3%~73.5%;南方泥质：VS/SS 35.4%~52.7%。各厂进泥泥质
2、三维荧光图谱表征蛋白质和腐殖酸
蛋白质类和腐殖酸类物质是具有荧光特性的有机物，三维荧光(3D-EEM)图谱的半定量分析能将蛋白质的减量和腐殖酸的增量耦合起来。
荧光复杂指数(Complexity Index，CI)，反映了复杂有机物与简单有机物含量的比值，也在一定程度上反映了物料中易生物降解组分(蛋白质类物质)的减少和复杂、稳定组分(腐殖质类物质)的增加，也称之为荧光稳定化指数。
3、厌氧消化过程
表：各厂厌氧消化进泥及产物特征分析
表中黄色区域：
(1)厌氧消化的九个厂中，仅A4~A6厂有机物减量40%以上;
(2)A4~A6厂进泥有机物>60%且采用高温热水解工艺;
(3)进泥泥质和处理工艺影响有机物的降解率。
表中绿色区域：
(1)采用高温热水解工艺的蛋白质减量明显高于传统工艺;
(2)多糖的减量相对不明显，如A9厂，产物中的多糖反而增加，采用有机物降解率作为稳定化判定指标值得商榷。
表中紫色区域：
(1)厌氧消化处理后，腐殖酸含量和CI指数均有不同程度地增加，腐殖酸增幅24~117 mg/gVS;
(2)A9厂协同餐厨餐厨废弃物厌氧消化，在有效的消化时间内，有机物降解不彻底。
厌氧消化有机物转化过程分析
以A4厂为例，采用“高温热水解+中温两级厌氧消化+板框脱水”处理工艺，处理规模100万m3/d。
(1)经热水解和厌氧消化后，蛋白质减量64.6%，多糖减量55.5%，腐殖酸增量23.8%，简单有机物向复杂有机物转化;
(2)经板框脱水后，14.2%的腐殖酸随脱水滤液带走，滤液中检测出多糖139.2mg/L和腐殖酸911.0mg/L，可作液态肥料;
(3)荧光谱图分析：热水解过程，简单有机物向富里酸转化;厌氧消化过程，简单有机物降解，同时富里酸逐渐转化、聚合成胡敏酸类物质;脱水滤液中，主要是富里酸和腐殖化中间产物;
(4)荧光稳定化指数：热水解前后CI指数变化不大，厌氧消化后，CI指数显著增加(CI=7.5)，板框脱水后，CI指数回降至5.4，与腐殖酸变化规律一致。
4、好氧发酵过程
表：好氧发酵各厂进泥泥质及产物特征分析
表中黄色区域：
(1)好氧发酵的七个厂中，有机物降解率差异较大，有些厂无法计算，主要是由于大量辅料的加入;
(2)好氧发酵的蛋白质减量明显高于厌氧消化，产物中蛋白质的残余量也更低。
表中绿色区域：
(1)好氧发酵后腐殖酸含量显著增加，产物中含量高于200 mg/gVS;
(2)B2和B3厂，因进泥有机物含量低于40%，添加了大量辅料，产物中腐殖酸含量“被稀释”。
好氧发酵过程有机物转化过程分析
以B4厂为例，处理规模600 t/d，采用蘑菇渣作辅料，混合比例为回料：原泥：辅料 = 2:1:0.2，一次仓发酵14天，二次仓发酵20天，共计34天(冬季)。
发酵过程蛋白质减量显著，多糖减量明显但不彻底，这主要是由于辅料的加入，引入的多糖(以纤维素为主)所致;
经过发酵和陈化后，腐殖酸增量28.0%;从腐殖酸组分上来看，经过一次发酵，富里酸增加，经过二次发酵和陈化，富里酸减少，胡敏酸增加，说明好氧发酵过程是富里酸合成、转化并聚合成胡敏酸的过程，且陈化是重要的腐殖化过程。
编辑： 赵凡
上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司总工程师
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