剩余污泥的好氧消化設計
1 工程概況
東莞市御景灣酒店產生污水約600m3/d(由廚房、洗滌、生活污水組成)，采用水解酸化、接觸氧化工藝進行處理。由于該工程處理規模較小以及酒店對周圍的環境要求較高，故所有構筑物都采用了地埋式。為使終產物無臭味以及操作、管理簡便，其剩余污泥采用好氧消化進行處理。
2.1 設計參數
根據進、出水BOD5進行設計，其設計參數見表1。
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2.2 池體設計
2.2.1 池形的選擇
消化池采用穿孔管曝氣，為便于管道的安裝將池子設計成矩形，長、寬比為1∶1。由于采用地埋式，故設計超高取0.4m。
2.2.2 池容積的確定
池容積根據污泥產生量W(kg/d)和達到設計氧化率所需的停留時間T(d)來確定。
①污泥產生量W
如不考慮BOD5在水解池中的變化則設計時可采用曝氣池污泥產量公式W=YQSr-KVXa來估算污泥量。為估算方便將其簡化為：
W=YQSr (1)
式中Y——理論產泥率，取典型值Y=0.6
Q——每天的處理水量，Q=600m3/d
Sr——進水、出水BOD5的濃度差，Sr=180mg/L
根據式(1)可計算出W=0.6×600×0.18=64.8kg/d。
②污泥體積V1
因為污水采用接觸氧化法進行處理，故產泥濃度可參照生物膜法的產泥濃度進行估算(10～20g/L)，取其平均值(15g/L)，另由平衡公式V1×15g/L=W得V1=4.32m3/d，即每天所產污泥體積約為4.32m3。
③水力停留時間T
在確定水力停留時間時，筆者將揮發性懸浮固體(VSS)的去除率選擇在45%～50%(此后，每提高1%的VSS去除率都需要相當長的好氧消化時間)，這對于污泥好氧消化處理來說，無論從土建投資還是在運行費用上都是比較經濟的。在污泥的好氧消化處理中VSS大多是在前10～15d被去除的，由于該酒店污水可生化性較好，污泥中的揮發性有機成分含量也相對較高，因而在好氧條件下其消化時間應相對短一些，故將水力停留時間確定為10d。
根據污泥的體積和消化時間通過計算可得到消化池的有效容積V=T×V1=43.2m3。為保證連續運行，設計2座消化池輪流使用。
2.3 需氣量的確定
以分解污泥中有機物的需氧量約為2kgO2/kgVSS的經驗數據為前提，假定每天產生的VSS全部進入消化池且對其去除率能達到40%，即VSS的去除量為26.0kg，則需氧量為52kg/d。當采用穿孔管曝氣時氧的利用率一般為6%，則可由平衡關系式Q×20%×6%×1.25=52(Q為所需空氣量，空氣密度近似為1.25kg/m3)計算得到所需空氣量約為3500m3/d，即供氣量為2.4m3/min，可據此對風機進行選型。
3 調試及運行
在工程調試初期接觸氧化池中生物膜尚未形成，此時需將沉淀池泥斗中的大部分污泥回流至水解池中。當接觸氧化池中生物膜形成并生長到一定的厚度時應控制好污泥回流量和剩余污泥量。考慮到對水解池有脫氮除磷的要求以及水解池能將一部分污泥消化，故將大部分污泥回流至水解池中，而盡量將較稀的污泥提升至消化池中進行好氧消化(維持消化池中的DO在2mg/L左右)。
消化池正常運行后，控制進泥的SV在10%以下(當SV超過10%時應加大污泥回流量)。控制消化池中的揮發性固體的負荷≤5kgVSS/(m3·d)。一般運行一個月左右需清理一次消化池，同時啟動備用池。該工程自2001年12月運行至今，污泥好氧消化池運轉狀態良好。
筆者在2002年3月以10d為一個周期，分別對進泥的MLVSS和消化處理后的MLVSS進行了測定，并取其平均值來評價消化池的處理效果，結果見表2。
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由表2可知，消化池對MLVSS的去除率比較穩定并達到了設計要求。
4 運行費用分析
設計時采用一臺功率為11kW、風量為10m3/min的風機給消化池供氣，實際供氣量為1.5～2.0m3/min(相當于2kW左右的功率消耗在消化池)，如按每天24h運行、電價以1元/(kW·h)計，則運行費用約50元/d(不包括每隔一段時間用車拉走池中剩余物的費用)。
5 結語
污泥好氧消化是一種行之有效的污泥處理方法，它具有工藝簡單、前期投資省、操作簡便、管理容易等特點，但運行費用偏高。
參考文獻：
〔1〕唐受印，戴友芝.水處理工程師手冊〔M〕.北京：化學工業出版社，2000.
〔2〕尹軍，劉韜，宋顯東.污泥好氧消化處理的若干問題探討〔J〕.中國給水排水，2001，17(8)：23-24.
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