[发明专利]利用过氧化钙促进污泥水解并提高污泥厌氧消化效果的方法

说明书

技术领域

本发明属固体废物处理领域，具体地说是一种利用过氧化钙促进污泥水解并提高污泥厌氧消化效果的方法。

背景技术

基于活性污泥的生物污水处理方法是目前世界上应用最广泛的污水生物处理技术，但该方法一直存在产生大量剩余污泥的弊端。随着污水量的日益增加和污水处理率的不断提高，今后几年我国的污泥产量将会有大幅度的递增。预计2020年污水排放量将达到5.46×10¹⁰m³/d，产生干污泥量为4542万吨。虽然污泥量只占污水量的1-2％，但污泥处理设施投资在整个污水处理厂总投资中占约40％-50％，污泥的处理与处置费用一般要占总运行费用的30％-60％。污泥处置已从过去仅仅作为污水处理的一个单元，发展成了污水处理厂不得不优先考虑的重要环节，剩余污泥的处理与处置已成为污水处理厂运行中一个令人头疼的问题。高昂的处理费用和越来越严格的限制性法律法规使得剩余污泥的处理处置问题变得愈来愈紧迫。

剩余污泥成分复杂，是多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量的水分外(可高达99％以上)，还含有难降解的有机物、重金属、少量的致病微生物(致病细菌、病原体、寄生虫、有害虫卵等)，以及一般的有机物和植物养分(N、P、K)等，如果任意堆放不加以处理处置，必将占用大量土地资源，而且易腐变臭、产生渗透液易污染土壤和地下水及河流、湖泊、海洋等地表水体，给环境造成严重的二次污染。

当今国内外污泥处理处置所依循的原则均是“减量化、稳定化、无害化和资源化”。处理要求是最终处置时对环境无害。污泥按照最终处置的要求，可经过浓缩、稳定、调理、脱水、火菌、干化、堆肥、焚烧等一个或多个处理手段组合的处理，可根据污泥的性质、类型和处置方式的不同，污泥的处理工艺可能有多种不同的选择。在我国污泥的最终处置方式主要为农业利用、园林绿化、填埋、制造建筑材料等。总之无论采用哪种途径对污泥进行处置，污泥必须事先做到稳定化。国家环保总局颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中也提出了城镇污水处理厂污泥应进行稳定化处理的要求。

我国目前常用的稳定方法是厌氧消化、好氧消化和污泥堆肥。而热解和化学稳定方法由于技术原因和经济、能耗原因而很少被采用。污泥厌氧消化技术可以有效实现污泥的减量化、无害化与资源化，在许多国家得到了广泛应用，我国厌氧消化的污泥比例有38.4％。有研究表明，当污水厂规模大于1.89×10⁴m³/d时，厌氧消化应该是优先考虑的污泥稳定工艺。美国68％的污水处理厂采用厌氧方法消化污泥，在德国，服务人口大于30000人约(9000m³/d)的污水处理厂大多数采用厌氧消化方法，法国和东欧国家采用厌氧消化工艺处理污水处理厂相应服务人口多大于100000人(约30000m³/d)。

传统的厌氧消化工艺存在以下不足：污泥停留时间长，需要20-30天，因此设施占地面积大、基建费用高，有机物的去除率较低，仅为40％左右。这主要是由于污泥中大部分有机物包含在微生物细胞内，导致厌氧消化的第一阶段一水解速率很慢，成为制约厌氧消化的主要因素，最终使得污泥虽经厌氧消化，但污泥减容和减量效果不显著。为了加速污泥水解过程，降低污泥稳定性，促进污泥细胞及大分子物质的分解，减少消化池的容积，近年来发展了许多污泥预处理技术。污泥预处理的主要目的是使微生物细胞破解，增加溶解性COD(SCOD)，降低污泥粘性，改善污泥的可生物降解性。日前已经被研究的预处理方法包括机械法、超声波法、碱解法、热解法、化学氧化、微波法等。