羟基自由基在污泥减量上的应用研究

罗志成 袁茹琰

摘 要：污泥减量设备通过强氧化自由基-羟基自由基的强氧化性对污泥分解氧化，从而达到污泥减量的目的。本研究通过对常州化工园区某企业污水站好氧污泥的减量实验，定量揭示羟基自由基对好氧污泥的减量效果，以期为污泥减量设备的推广应用提供理论和实践依据。

关键词：污泥减量；羟基自由基；好氧污泥

中图分类号：U664.9+2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）14-0147-02

Abstract： Sludge decrement equipment decomposes and oxidizes sludge through the strong oxidation of free radical-hydroxyl radical， so as to achieve the purpose of sludge reduction. Through the experiment of aerobic sludge reduction in an enterprise sewage station in Changzhou Chemical Industry Park， this study quantitatively revealed the effect of hydroxyl radical on aerobic sludge reduction， in order to provide theoretical and practical basis for the popularization and application of sludge reduction equipment.

Keywords： sludge reduction； hydroxyl radical； aerobic sludge

1 污泥减量原理

污泥减量原理是利用量子激发将氧气激发为高能态氧，再结合纳米材料催化，在特殊的反应环境下生成无反应选择性的强氧化自由基-羟基自由基，属于高级氧化技术（advanced oxidation process，简称AOPs或AOTs）[1-2]。由于强氧化的羟基自由基催化氧化作用于微生物，使微生物破壁，能够杀死生化污泥中的有毒有害细菌和虫卵并氧化细胞溶解所释放的有机质，减少污泥中有害细菌的数量。处理过程中，能催化氧化引起恶臭的含硫化合物，从而使污泥系统快速脱臭，还能对有色物质进行降解，从而使黑臭污泥脱色，实现污泥无害化。目前污泥处置方法的主要优缺点如表1所示[3-7]。

本研究采用的生化污泥处设备安装功率约为16kW，系统占地9m2。设备需布置在硬质平坦水平面，如硬质水泥地面。采用的污泥循环泵流量12立方米/h，每天可以将280立方米的污泥过流一次。由于重力浓缩的作用，底部的污泥浓度高于中上部，只需要考虑对底部三分之一的浓缩污泥进行抽吸与氧化处理。

2 污泥减量设备在常州化工园区某企业污水站的运行情况

试验从2014年9月30日开始至2014年12月27日，由于设备和现场实际情况，该设备实际运行时间只有42天。实际运行中设备出现了如下问题，但均得到妥善解决。

泡沫问题：浓缩池污泥经过污泥减量设备后，回到污泥浓缩池后产生大量的泥沫，经过研究发现泡沫属于正常现象。

浓缩池污泥上浮：浓缩池污泥经过该设备后，污泥变轻并大量上浮，导致系统正常排泥受阻。经过几天的观察，发现浓缩池的中下部是清液层，所以决定临时将抽水泵放在浓缩池，不断移动位置排出清液，为系统正常排泥腾出空间。

过滤器堵塞：运行后期发现设备因流量异常导致停机的次数增加，经检查是由于過滤器堵塞，导致进泥流量不稳定导致。对过滤器清洗后，进泥流量平稳，设备恢复正常运行。

3 污泥减量设备的应用分析

污泥减量设备的实际应用情况如表2所示：

（1）若以板框出泥量计算：

11月14日至12月13日污泥减量约：（3.2-1.7）/3.2*100=46.9%

（2）若以排泥量上计算：

11月14日-12月13日的好氧排泥量（含水率99%）上减少排泥（折算成含水率72%的污泥）约：

[（2.8-1.2）h/d*30m3/h*30d*1%]/（1-72%）=51.4t

此期间板框共压泥（含水率72%）约：51t

即污泥减量约：51.4/（51.4+51）*100%=50.2%

该企业压滤污泥属于危废，委外处置4750元/吨，污泥减量后年节约污泥处置费160万。

4 结论

通过以上数据分析和计算，从好氧MLVSS、剩余污泥排放量等逐步下降的过程可以看出，羟基自由基在对有机物含量较高的好氧污泥的减量上有一定的减量效果。

5 前景展望

鉴于污泥减量设备在某企业污水站的减量效果，若能在未来广泛推广污泥减量设备，能够大大减少危废的产生，不仅给企业节省了大笔危废处置费用，还减少了对环境的危害。通过对减量后的污泥进行定性分析，是否能将危废转变为一般固废，将是污泥减量设备的重要发展趋势，也将成为危废处置的重大突破。

参考文献：

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