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污泥好氧发酵过程中的水分产生与脱水规律研究

城市污泥脱水处理面临的主要挑战之一是其高达约80%的含水率,这不仅增加了处理难度,也提高了能耗和成本。污泥好氧发酵作为一种节能且经济的生物干化技术,通过微生物代谢活动促进水分蒸发和有机物降解,从而实现污泥的减量和干化。

掌握污泥好氧发酵过程中水分输入与输出的动态变化,对于提升堆体脱水效率和优化工艺参数具有重要意义。中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌团队采用原位在线监测技术,实时测定堆体含水率和蒸发量,通过水分平衡计算系统地分析了污泥好氧发酵的水分变化规律。

研究结果显示,采用CTB好氧发酵工艺时,堆体在高温期表现出显著的水分动态变化,表观脱水量、蒸发量和产水量分别达到28.8±7.90 kg d-1、37.7±7.09 kg d-1和7.93±2.39 kg d-1。堆体经过首次匀翻后,表观脱水量呈现先增加后减少的趋势;在第17至20天期间,表观脱水量与蒸发量趋于一致,下降趋势趋缓。这表明高温期是污泥生物干化的关键阶段,强制通风显著促进了水分蒸发,提高了脱水效率。

此外,堆体产水量仅占蒸发量的13.2%,说明大部分水分通过蒸发方式被有效去除。该研究为污泥好氧发酵工艺的水分管理提供了科学依据,有助于指导实际工程中工艺参数的调整与优化。

该成果发表于《Bioresource Technology》期刊(Lu Cai, Ding Gao, Tong-Bin Chen, Hong-Tao Liu, Guo-Di Zheng, Qi-Wei Yang. Moisture variation associated with water input and evaporation during sewage sludge bio-drying. Bioresource Technology. 2012, 117: 13-19)。

(责任编辑:泉水)