剩余污泥的处理是污水生物处理过程中的重要环节,由于末端处理成本高,源头减量就显得非常重要。本课题组发现在污泥溶胞中,低声能密度的超声波对碱向污泥的渗透具有很好的促进作用,可实现低成本溶胞,为污泥的源头减量提供了一条有效的途径。本实验在前期实验室研究的基础上,建立了处理污水量为400 m3/d的CAS系统的污泥加碱超声波减量化中试工艺。系统每天处理浓缩污泥2 m3,碱的投加量为1.97 gNaOH/L污泥,投加后污泥pH为11.9左右。再经过三段串联的20 kHz,400 W的超声处理后,加碱超声处理后污泥的SCOD溶出值由270 mg/L增加到2600 mg/L。加碱超声系统污泥的溶胞率在15%左右。液相TN,氨氮,TP都有较大幅度的升高。在水解酸化刚开始的8 h里,污泥的pH急剧下降,随后下降幅度变小,到40 h以后趋于平缓,水解酸化处于稳定阶段。污泥的BOD/COD值由水解酸化前的0.17左右变为水解酸化后的0.21左右,表明水解酸化提高了污泥的可生化性。同时,水解酸化过程中,氨化反应效果良好。剩余污泥酸化后重新回流入曝气池进行隐性生长,可以实现污泥的减量。CAS体系处理污水400 m3/d,排出剩余污泥10.68 m3/d(浓度8.09 g/L),每天排放污泥86.40 kgSS/d。扣除纪庄子污水厂加泥影响后,实际污泥减量效果为60.2%。中试实验结果也显示,加碱超声系统释放了很多TN,TP,COD等物质,加重了活性污泥处理系统的负担,再加上斜管沉淀池在运行一段时间后处理效果有所降低,使出水水质有所恶化,但总体而言,系统出水水质基本正常,出水中的SS,TN,TP,氨氮,COD,pH等各项指标良好,基本能达到国家污水排放的一级标准。