不同通風(fēng)設(shè)備對(duì)好氧發(fā)酵的影響

時(shí)間：2023-09-22 11:14:34 來源：洛陽科牛環(huán)?？萍加邢薰?/span>

污泥好氧發(fā)酵過程中大量微生物會(huì)利用有機(jī)物并消耗堆體內(nèi)的O₂，排放CO₂和水蒸汽，同時(shí)產(chǎn)生大量的臭氣物質(zhì)，臭味物質(zhì)在厭氧和好氧條件下均可產(chǎn)生，相對(duì)而言厭氧發(fā)酵過程的臭氣物質(zhì)總類多，嗅閾值低，且產(chǎn)生量更大，是污泥處理過程中主要的臭氣來源。恰當(dāng)?shù)耐L(fēng)設(shè)備和通風(fēng)參數(shù)可以有效協(xié)調(diào)通風(fēng)供氧、精準(zhǔn)控溫和快速脫水之間的關(guān)系，明顯提高污泥處理效率，并及時(shí)為微生物補(bǔ)充生命活動(dòng)所需的O₂，減少堆體內(nèi)部厭氧環(huán)境的產(chǎn)生，進(jìn)而抑制甲硫醇、甲硫醚等小分子揮發(fā)性有機(jī)物的產(chǎn)生和排放，防控臭氣污染。本文對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)的污泥好氧發(fā)酵效果進(jìn)行對(duì)比。

一、實(shí)驗(yàn)材料

試驗(yàn)在某污泥處理廠進(jìn)行，該污泥處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為20萬噸/年，采用間隔翻拋與強(qiáng)制通風(fēng)相結(jié)合工藝。實(shí)驗(yàn)污泥含水率為 81.03 %，揮發(fā)性固體(VS)含量為 63.11 %。堆肥用膨脹劑為蘑菇土和該廠的返混料(腐熟堆肥)，其含水率分別為8.95 %、36.5 %，VS 含量分別為 94.6 %，39.8 %。污泥、蘑菇土和返混料采用 1︰0.15︰0.85(體積比)的比例均勻混合，混合后物料的含水率、VS 含量分別為58.4 %、56.6 %。每個(gè)發(fā)酵槽容積為200 m³ ，每個(gè)發(fā)酵槽上料總量約為150 t。

二、實(shí)驗(yàn)方法

隨機(jī)選取采用羅茨風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)的發(fā)酵槽各1個(gè)作對(duì)比試驗(yàn)，其中處理1的鼓風(fēng)機(jī)類型為羅茨風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)量為140 m³/min，其特點(diǎn)為出氣壓力比較高，強(qiáng)制打壓；處理2的鼓風(fēng)機(jī)類型為離心風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)量為7580 m³ /h，其特點(diǎn)為購(gòu)買成本低，方便維修與保養(yǎng)，但通風(fēng)過程遇見阻力風(fēng)量會(huì)變小，鼓風(fēng)穿透力較弱。兩個(gè)處理均采用溫度-時(shí)間反饋控制，發(fā)酵過程中由中控計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)堆體內(nèi)部的溫度、O₂、NH₃和 TVOCs 數(shù)據(jù)。

三、污泥堆肥發(fā)酵過程溫度變化狀況

污泥堆肥溫度是污泥堆肥發(fā)酵過程微生物活性最直觀的指標(biāo)，也是堆肥成果與否的關(guān)鍵。由圖1可知，兩個(gè)處理堆肥均進(jìn)行了17天，處理1溫度從第2天開始就高于處理2，并維持到污泥發(fā)酵結(jié)束。處理1 的升溫速率，達(dá)到的最高溫度和高溫(≧55℃)持續(xù)時(shí)間均高于處理2。這表明與離心風(fēng)機(jī)相比，采用羅茨風(fēng)機(jī)能夠促進(jìn)堆體升溫，提高升溫速率，延長(zhǎng)高溫持續(xù)時(shí)間。

四、污泥堆肥發(fā)酵過程O2變化狀況

好氧堆肥是在通氣條件好，O₂充足的條件下，好氧菌對(duì)污泥中有機(jī)物進(jìn)行吸收、氧化以及分解完成堆肥化，在O₂不充足的條件下，厭氧微生物則會(huì)大量增殖，消耗有機(jī)物產(chǎn)生大量的臭氣物質(zhì)如硫化氫、甲硫醇等。由圖2 可知，兩個(gè)處理的O₂含量均呈現(xiàn)先降低后逐漸升高的趨勢(shì)，處理1的氧氣含量要始終高于處理2，表明采用羅茨風(fēng)機(jī)能夠達(dá)到更好的通風(fēng)供氧效果。

五、堆肥發(fā)酵過程 TVOCs 的產(chǎn)生狀況

污泥好氧發(fā)酵過程中常見的 VOCs 包括揮發(fā)性脂肪酸、醛、酮、酯等，嗅閾值低，臭氣污染貢獻(xiàn)大，均是由于堆肥內(nèi)部局部厭氧，有機(jī)物降解不完全導(dǎo)致的，其中以甲硫醇、甲硫醚等硫醚致臭最為顯著，是污泥堆肥過程臭氣污染防控首先要控制的污染物。由下圖可知，兩個(gè)處理的TVOCs產(chǎn)量規(guī)律相似，均呈現(xiàn)先快速升高后降低，再次升高后降低的趨勢(shì)。堆肥前期羅茨風(fēng)機(jī)處理的TVOCs要顯著低于離心風(fēng)機(jī)處理，這是由于羅茨風(fēng)機(jī)的通風(fēng)供氧效果要優(yōu)于離心風(fēng)機(jī)，抑制了堆體內(nèi)部局部厭氧環(huán)境的產(chǎn)生。

六、結(jié)論

不同通風(fēng)設(shè)備對(duì)污泥好氧發(fā)酵過程有顯著的影響。采用羅茨風(fēng)機(jī)可以提高堆體升溫速率、達(dá)到的最高溫度和高溫持續(xù)時(shí)間。同時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)的通風(fēng)供氧效果要優(yōu)于離心風(fēng)機(jī)，羅茨風(fēng)機(jī)可顯著降低TVOCs的排放量，考慮到不同組分對(duì)臭氣污染的貢獻(xiàn)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中采用羅茨風(fēng)機(jī)可達(dá)到更好的效果。