近年来,剩余污泥如何合理安全的得到处理处置,从而减轻二次污染,是一个备受关注的问题。良好的污泥干化脱水是对污泥进行处理处置的前提。污泥脱除水作为污泥脱水的副产物,含有大量有机物和氨氮等,可生化性较差。一般来说,污泥脱除水可以直接与污水厂的来水混合,随之进入水厂的处理系统,但是对于单独的污泥处置产业,没有大规模污水处理系统的条件下,需要单独处理达标后排放。本文研究了污泥经电渗透脱水后产生的污泥脱除水的水质特性,发现其具有高有机物、高氨氮、高碱度的特征。针对此类废水,联系国内外相关实验研究和工程经验,选用了水解酸化-AO工艺进行小试实验,随后的中试实验中将工艺改进为水解酸化-AO-MBR工艺,主要研究内容与结论如下:(1)小试采用水解酸化-AO工艺,考察了系统启动初期30天内反应器的处理效果,启动完成系统趋于稳定之后,二沉池出水COD降至150mg/L以下,氨氮降至10mg/L以下。(2)探究了水力停留时间(HRT)对污水处理效果的影响,水力停留时间由18h延长至54h,发现在一定范围内COD和氨氮的去除率随着水力停留时间的增长而增大,当水力停留时间超过48小时后,COD去除率几乎停止增长,可能由于废水中含有部分难降解物质;氨氮的去除效果随时间增长而持续保持良好状态,去除率可达到98.64%。(3)探究了好氧池溶解氧(DO)对污水处理效果的影响,发现适当增加溶解氧可以提高系统对COD和氨氮的去除效果,溶解氧过低会限制好氧微生物的生命活动,导致污染物降解效率变差,溶解氧过高会造成污泥过度氧化,老化速度加快,考虑到能耗因素,控制好氧池溶解氧在2~3mg/L即可满足工艺需求。(4)水解酸化池溶解氧控制在0.2mg/L以下,缺氧池溶解氧维持在0.5mg/L以下,好氧池p H值控制在7~8,溶解氧控制在2~3mg/L,缺氧池和好氧池的HRT分别保持在48h,混合液回流比为1:1,污泥回流比为1:1,在此条件下系统稳定运行60天,COD去除率平均值为88.04%,氨氮去除率平均值为94.49%,出水COD平均值为120.76mg/L,氨氮平均值为9.27mg/L。(5)由于原水水质波动较大,为了保证处理效果,在原有工艺的基础上增添了MBR系统。由于中试期间对出水的排放要求由原来的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)改为《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010),因此调整缺氧池和好氧池的水力停留时间至30小时。确定系统的最佳工况,好氧池溶解氧保持在2~3mg/L,缺氧池和好氧池的最佳水力停留时间为30h,硝化液循环比200%。COD平均去除率达到96.11%,氨氮平均去除率达到98.69%。(6)探究了水解酸化预处理对系统的作用,发现污泥电渗透废水经过水解酸化预处理后,COD无明显降低,甚至出现增大现象,氨氮浓度与进水相比普遍升高,同时,电渗透废水的B/C值由原来的0.26增大至0.38,说明其可生化性得到了提高,水解酸化预处理的目的达到,有利于后续工艺的进一步处理。(7)探究了膜组件的运行参数,运行/停止时间为8min/2min,工作压力10k Pa,气水比15:1,膜通量14 L/m2h,由于运行时间较短,并未产生明显膜污染。超滤膜表面形成的生物膜对COD有显著截留效果,截留率为45.5%,对氨氮没有明显截留作用。膜组件的存在保证了出水浊度低、出水水质稳定。(8)开发电渗透污泥高干脱水挤出液处理一体化设备,50规格的设备日处理水量为12.8吨/天,设备投资成本为19.2万元。