污泥处理处置协议

2022-07-18

第一篇:污泥处理处置协议

城镇污水处理厂污泥处置现状及污泥处置方法介绍

污水污泥

随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化,污水厂的污泥产生量将有较大的增长,由此引起的二次污染问题已不容忽视。因此如何合理地处理、处置污泥,已成为城市污水厂和相关部门必需引起重视的问题。国内外污泥处理与处置的方法很多,一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(多为农用)、填埋及焚烧等,或用其中几个方法组合处置。应该说,对污水厂污泥的处理和处置,我们与先进国家相比,差距较大。

城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,含有大量的有机物、重金属以及致病菌和病原菌等,不加处理任意排放,会对环境造成严重的污染。对污泥处理总的要求是稳定化、无害化和减量化。

国家对城市污水污染控制的技术政策及新颁布的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002),对城市污水厂的污泥稳定和农田利用有明确的要求。但实际情况是,污水处理厂的建设往往只注意污水处理要达到排放标准。近几年,由于有脱磷脱氮要求,演变出不少污水生物处理工艺,而对污泥处理和处置,设计中一般只提将脱水污泥外运和综合利用,未计算其投资和经常费用,这势必会造成二次污染。处理厂建得越多,污泥的二次污染亦越广泛。未经稳定处理的污泥,因有机物含量高,极易腐败并产生恶臭,尤其是初沉淀池的污泥,含有大量病菌、寄生虫卵及病毒,易造成传染病的传播。

一、污水污泥的处理和处置

通常把污水厂污泥的稳定和脱水(一般脱水至含水率达70%~80%)称作污泥的处理;将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用,称为污泥的处置。如脱水污泥中有毒有害物质超过农用标准,就要考虑卫生填埋和污泥干化焚烧技术。从国外污泥处理的发展来看,无论在欧洲、日本或美国对污泥用于农田控制越来越严,而对污泥进行干化和加热处理的比例正逐年增加。

1.污水污泥的处理

污泥稳定处理有好氧稳定和厌氧稳定,好氧稳定有很多优点,但能耗很高,只有当污泥量较少时才采用。污泥厌氧稳定处理通常采用中温(35℃)厌氧消化方法。国内已有十几座大型污水处理厂采用此方法,污泥经消化后,有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,污泥消化过程中还产生大量沼气(消化降解1kgCOD可产生350L沼气)可以回收利用。

但由于消化装置工艺复杂,一次性投资大,运行有难度。污泥厌氧消化和沼气利用装置费用,约占污水处理厂投资和运行费的30%左右,而且大多需进口技术和设备。从调查已建消化池的实际运行看,只有少数达到预期的效果。有管理、设计问题,亦有沼气利用的经济性和安全性问题。比较好的如天津市东郊污水处理厂,该厂设计规模为处理城市污水40万m3/d,污泥日产2460m3(含水率96%),产生沼气13300m3,供4台248kW发电机发电,日可发电27000度,并与市电并网。

污泥的稳定问题,除了采取污泥厌氧消化外,还应结合污水处理工艺中考虑少产生污泥和稳定泥质的方案。例如污水处理工艺设计中采用延长污水曝气时间,减少污泥的产量;设计参数中增加污泥泥龄(如泥龄20天以上),尽量使污泥趋向稳定的污水处理工艺。对中小型污水处理厂来说,采用带有延时曝气功能处理工艺(如氧化沟等处理工艺)是可取的。有的污水处理工艺投资低(如AB法的A段),而污泥量较多,增加了污泥的处理成本。故应当把污水处理和污泥处理统一考虑,一并计算投资和运行费用。

污泥的稳定并不等于污泥无害,用于农田还需要符合国家标准中关于污泥农用时污染物控制标准限值。见下表。其中对镉、汞、砷、苯并芘、多氯联苯的要求是比较高的,应该通过严格控制工业废水源头的排放,来控制污泥的性质。

国外在污泥稳定方面,除了用生物法(包括中温消化、高温消化及利用微生物和某些添加剂)外,还采用了化学法,有的将脱水后的污泥加盐酸调pH值至2~3,反应60分钟再加硝酸钠;

有的对脱水污泥添加石灰。后者在欧洲应用较多。

2.污水污泥的处置 (1)制复合肥

按我国目前的经济条件,对多数污水厂(特别是大量小型污水厂)来说,污泥用于农田是比较可行和现实的方案。污泥中的氮、磷、钾和微量元素,对农作物有增产作用;污泥中的有机质、腐殖质是良好的土壤改良剂。污泥经适当浓缩、脱水后运至市郊或邻近省份作为农肥,是许多污水厂采用的方法。但农田施肥有季节性,不需要泥肥时,污水厂会泥满为患,影响正常运行。于是一些污水厂支付费用,让农民把污泥拉走,而不问其去向,这会造成二次污染。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

北京市环境科学研究院和北京市农业科学院合作,对北京市密云县污水处理厂的污泥,通过堆肥加工成复合肥,进行了用于农田的试验。该厂每天处理15000m3城镇污水,污泥产量5~6t/d(含水率80%),由于采用酸化—好氧污水处理工艺,污泥质量不错。添加一定数量的N、P、K做成复合肥(N、P、K的比为1∶09∶04),并直接造粒为污泥颗粒肥。通过在北京市大兴县庞各庄冬小麦田试验以及在温室内进行的油菜和玉米苗期盆栽施肥试验,均取得可喜的结果。由于是制成颗粒状污泥肥料,便于运输和贮存。

(2)卫生填埋

上海市对污水厂的污泥处置提出“处理一点,填埋一点,利用一点”的原则,上海市水务局组织对污泥处理、处置和利用的专题研究,提出污泥用作农田、卫生填埋和污泥焚烧点的布局和具体的分期实施方案,防止产生二次污染。这无疑是正确的举措。

上海白龙港大型污水厂,按卫生填埋要求建设污泥填埋场,根据污泥性质、含水率及力学特性等因素进行设计。填埋厂使用期为七年,填埋场底部设有盲管将渗滤液再回到污水厂处理。此

法占地大,运行工作量大,遇雨季污泥更难以压实,到使用期限后仍需另选场址。对大型污水厂采用污泥卫生填埋,是不得已的权宜之计。卫生填埋场的造价不低,国外对卫生填埋场还要有沼气安全收集系统,对分层复盖的泥土和排水、绿化有专门的要求。鉴于地价上升和填埋场有臭味,近几年来,无论欧盟国家或美国、日本,污泥卫生填埋的比例越来越小,美国已有的填埋场还将逐步关闭。

有些城市(如成都市)拟将污水厂污泥运至城市垃圾填埋场一并处置,这存在两个实际问题:一是管理体制上的问题。垃圾的中转站和填埋场的布点、设计和投资,属环卫局管理,而污水厂的污泥属市政系统管理,设计垃圾填埋场使用年限和布点距离未考虑接纳污水厂污泥;二是脱水污泥含水率过高。运往垃圾填埋场的污泥,要求含水率不大于30%,而目前污水厂的脱水污泥含水率在70%~80%,这类污泥不易碾压填埋,除非将污泥作适当干化或加石灰、絮凝剂处理。无论作何种填埋,污泥宜采取高干度脱水方案。

(3)干化、焚烧

国内近几年在一些大城市已建和正建一批城市垃圾焚烧场。但污水厂的污泥作焚烧处置,只有上海市石洞口污水处理厂(设计规模为40万m3/d)设有污泥焚烧炉装置,计划今年年底投产。焚烧炉采用国外技术在国内制造,污泥的干化和焚烧设备总投资为人民币8000万元,费用并不算高。

由于污泥干化和污泥焚烧相结合比单污泥焚烧一次性投资少,处理成本低,故污泥干化往往是焚烧的前处理。北京市清河污水厂二期工程和天津市咸阳路污水厂,拟先建污泥干化装置。污泥干化可使污泥含水率控制在10%~40%,减少了污泥的体积和重量,降低了运输费和填埋费,而且污泥的臭味大为减少。

干化装置分直接干化和间接干化,其能量消耗与污泥成份和水分有关。间接干化(利用沼气通过热交换器)一般推荐用立式干化装置,并选用流化床工艺。干化与焚烧串联工艺中,干化的程度

取决于污泥的热值和回收焚烧炉的热能,使干化的能量尽量平衡,不另外添加燃料。上海石洞口设计污泥的干化和焚烧,污泥热值高,能源平衡有余。污泥流化床焚烧炉,温度在800℃以上,炉内有砂粒循环使用,外排气体要适当处理。污泥焚烧炉远比垃圾焚烧炉的工艺简单得多,且污泥焚烧不会产生二恶英。下图是法国巴黎塞纳河旁Colombes污水处理厂的污泥焚烧炉和焚烧灰的除尘装置。

如脱水污泥与垃圾一并焚烧,国外的经验是每吨垃圾添加15%~20%含水率为30%的污泥。污泥的干化和焚烧,可能将是一些大城市大型污水处理厂的发展方向。当然,由于国外对焚烧炉排尘有严格的要求,除了采用电除尘,还要降温加温,加酸加碱,达到无烟尘的排放。

(4)填埋与焚烧的比较

上海和浙江一些单位作过污泥卫生填埋及焚烧处置的方案比较。其主要工艺流程为: 原污泥→浓缩→消化→脱水→卫生填埋

原污泥→浓缩→(消化)→脱水→焚烧→焚烧灰填埋

对于焚烧处理工艺,为了避免消化后污泥热值减少,也可以不作污泥消化处置。上述两个工艺的经济性比较结果,无论采用国产设备或进口设备,二者的处置工程费用基本相同。按国产设备对污泥进行处置,运行费用折成污泥干固体,处理总成本约为800元/t。以10000m3/d污水厂产生2吨DS计,每吨污泥处理成本约为016元,与国内大型污水处理厂污水处理成本(不计折旧和还贷利息)03~045元/m3相比,需增加成本35%~50%,这与国外的实例相当。

既然污泥的卫生填埋与污泥的焚烧其工程费和运行成本大致相当,那么,从污泥无害化和减量化看,焚烧方案有明显的优点。这亦是国外(特别是西欧和日本)污泥焚烧发展较快的原因。荷兰的污泥是100%采用焚烧处置的。焚烧后少量的泥灰可用于混凝土、砖瓦制品、路基路面的骨料和工程建设的回填土。

二、污水污泥处理和处置应注意的问题

1.设计城市污水处理设施时,要把工业污染源控制、污水处理工艺和污泥的处理和处置,作为一个系统来考虑。上海市对全市大小污水厂的污泥成份、数量进行分析,在此基础上,对污泥的处置作全面规划,协调多方关系,落实分期实施方案,这是正确的。不认真处置污水厂的污泥,污水处理是不完整的。

2.对污泥的最终处置,我们缺乏经验,如污泥的干化和焚烧装置的设计,比污水处理工艺复杂得多,我们应认真学习、引进、消化、吸收国外的技术和经验,同时要制订和完善污泥处置有关的法规和标准。我国一些污水处理厂的污泥消化、沼气利用装置,基本上都是引进国外的技术和设备。

3.采用多途径来解决污泥问题。大厂与小厂不一样,南方与北方亦不一样。有的地方污泥可与垃圾处置相结合,有的地方污泥可与发电厂燃煤相结合。对量大面广的小型污水厂的污泥,要总结农用的经验。在污泥干化和加热技术上,还可考虑利用太阳能、微波和湿式氧化等多种方案。有的污泥可与工业废水治理中的污泥一并处理。要善于总结各地的经验和教训,大力发展国产化设备,这是一项朝阳产业。要积极探索适合国情的低成本、无害化、多用途的污泥处理和处置途径。

三、某城市污水处理厂污泥处理处置方案的选择 1 城市污水处理厂现状 1.1 污水处理厂

该污水处理厂处理规模为16 万m3·d-1(分两期建设完成,其中一期为3 万m3·d-1,一期已经稳定运行4 年,现在正进行二期建设),以城市生活污水为主,服务面积62km2,服务人口30 万人。二级处理,采用DE 氧化沟工艺为污水处理的主要工艺。

1.2 污泥基本情况

1.2.1 污泥的来源与性质

污泥主要来源于氧化沟工艺产生的剩余污泥,污泥颗粒细、比重小,含水率在99.2%~99.6%之间。污泥中含有促进植物生长的氮、磷、钾等营养元素,还含有寄生虫卵和病原菌等微生物,有机物含量约为50%~60%。受进水水质影响,污泥中还有重金属离子和有毒有害物质,但该城市规划区内工业企业较少,污水中工业污水所占比例一般不超过 10%,污泥中金属离子以及有害物质较少。

1.2.2 污泥产量污泥

干重25.6t·d-1, 含水率为99.4% 时体积为 4266.7m3·d-1,脱水后,泥饼含水率为76%~80%,体积约为106.7~128 m3·d-1左右。

2 污泥处理方案的比选

污泥处理的目的主要有以下几点:稳定化使之消除恶臭;无害化杀死虫卵及病菌;减容化,运输降低含水率使之易于运输处置、利于实现污泥资源化。城市污水厂污泥稳定化技术主要有厌氧消化、好氧消化、污泥堆肥以及污泥焚烧等[2]。污泥浓缩、脱水以及焚烧是污泥减容的主要技术。无害化中主要采用生物法与化学药剂稳定法,国内外普遍采用生物法。生物法中主要有厌氧稳定,好氧稳定。结合污泥最终处置,该城市污水处理厂污泥处理有以下两种方案可供选择:污泥脱水方案,污泥消化后脱水方案。

两种污泥处理方案的工艺流程见图

1、2。

由于该城市地处西北地区,一方面污水治理迫在眉睫,另一方面建设资金紧缺,如何确定污水处理的近期、远期目标就显的非常重要。传统活性污泥法(普通曝气法)、AB 法工艺、由于泥龄短,污泥没有达到好氧稳定,须采用污泥消化脱水方案,以达到稳定化,无害化的目的。而该污水处理厂采用的DE 氧化沟工艺中产生的剩余污泥由于泥龄长,已初步得到好氧稳定,剩余污泥中有机物含量较少,因此本厂拟采用污泥脱水方案,这样就大大降低了近期建设资金及运行资金,同时简化操作管理工作量。当然随着环保要求提高,经济实力增强,可以通过进一步延长污泥泥龄或增加厌氧消化装置来完成污泥稳定化,无害化处理。综上所述,目前该城市污水处理厂污泥处理推荐污泥脱水方案,同时可以查看中国污水处理工程网更多关于污泥处置方案的技术文档。

3 污泥处置方案选择

为避免污水处理厂污泥对环境的二次污染,各国政府对污泥的最终处置十分重视,并根据各国的国情制定出污泥处置的法规和具体方案。欧美国家根据各自具体情况制定城市污泥土地利用技术标准。欧共体将污水厂和自来水厂污泥划为“特殊垃圾”(不是“危险垃圾”),必须具有资

格的企业按照规定的程序进行妥善处理,不得弃置。填埋、焚烧、作农肥、投海和制造建筑材料等是目前污泥处置和综合利用的主要途径[3]。

卫生填埋始于20 世纪60 年代,是在传统填埋的基础上经过科学选址和必要的场地防护处理,具有严格管理制度的科学的工程操作方法[4]。污泥填埋是一项比较成熟的污泥处置技术,其优点是处理容量大、见效快、操作简单,但也存在一些问题,如合适的场地不宜寻找,污泥运输和填埋场地建设费用较高,有害成分的渗漏对地下水的污染,填埋场的卫生、臭气问题造成二次污染等。可见,填埋并没有最终消除污染,只是起到延缓的作用。该城市属于中等正在发展的城市,随着城市的发展城市人口不断增长,产生的生活垃圾量也随之增多,在该城市近郊正在筹建垃圾填埋厂,该垃圾填埋厂的容量只够该城市15 年的生活垃圾填埋量,而没有多于的容量用来填埋污水处理厂的污泥,近郊也没有合适的地方能够用来做污泥填埋厂。所以卫生填埋这种污泥处置方式在这个城市不能选择。

一般情况下,当污泥不符合卫生要求,有毒物质含量高,不能作为资源化利用,同时污泥自身的燃烧热值较大时,才考虑采用污泥焚烧并回收热量。污泥经焚烧后,产生的热能可用于发电、取暖等。焚烧的技术优势在于其处理的彻底性,可达最大限度减量化的目的,减量率可达到9%左右,其有机物被完全氧化[5], 重金属几乎全被截留在灰渣中。但焚烧存在以下几个问题:(1)焚烧所需投资大,设备需引进,运行管理复杂;(2)在焚烧过程中产生飞灰、炉渣和烟气,研究发现,在焚烧的灰渣中,尤其是飞灰属于危险废弃物,若处理不当容易渗漏而污染地下水体、附近地表水体和土壤,进而危害人类健康;(3)在排放的烟气中含有二恶英和呋喃等剧毒物质,产生二次污染;(4)污泥中的有用成分未得到充分利用, 浪费了大量有利于植物生长的营养元素。该城市污水处理厂在建设初期资金还比较紧张,还没有能力投资污泥焚烧,另外该污水处理厂产生污泥本身含有的有毒物质含量低,污泥有机成分低,自身燃烧值不大,所以不选择焚烧法作为其最终处置方式。

历史上,某些沿海地区,采用污泥投海的方法。而该城市地处内陆根本不可能采取投海的处置方式。对于制造建筑材料由于污泥是一种新型的原料,当地还没有具有这样技术的企业合作,所以也不可取。

我国是农业大国,无论从经济因素还是从肥效利用因素出发,污泥农用资源化都是一种符合我国国情,具有广阔前景的处置方法。由于连续耕作,植物根系对营养成分的不断获取,土壤的有机质和矿物质都很缺乏。土地长期超量施用化肥,使土壤板结,盐渍化程度高,今后若继续忽视施用有机肥,土地有机肥力将进一步降低而导致生产力下降。城市污泥含有大量的有机质和N、P、K 以及Ca,M g,Cu ,Zn ,Fe 等植物生长所需元素,是一种很好的肥料和土壤改良剂。若将污泥进行堆肥化,则可解决土壤有机肥力降低的问题[6]。目前该城市规划区内工业企业较少,根据城市总体规划,今后城区内也不兴建大的工厂,因此污水中工业污水所占比例不大,重金属离子及有害物质不会太多,污泥量可达到农用污泥标准,而该城市周围又有大量农田菜地,因此城市污水处理厂污泥的最终处置暂定为农用施用。当然,能否安全施用,有待于污水厂投产后对污泥作定性、定量分析后再确定。污泥处置为农肥施用[7],其施用范围根据投产后实测污泥性质后确定。

第二篇:污泥处理处置重要性和污泥处置技术与发展趋势 - 中水回

【摘 要】随着我国污水处理厂数量和规模的日益增大,使得污泥处理处置的形势十分严峻,当前用于污泥处理处置的技术较多,如何根据污水处理厂自身的情况科学、合理的选择,并致力于开发出处置高效、成本较低的污泥处置技术,是我国污水处理行业需要研究的重点问题,本文介绍了污泥处理处置的重要性,并讨论污泥处置技术的发展现状与未来的发展趋势。

【关键词】污泥处理;污泥处置;无害化;发展趋势

1 前言

随着我国污水处理厂数量和规模的日益增大,使得污泥处理处置的形势十分严峻,当前用于污泥处理处置的技术较多,如何根据污水处理厂自身的情况科学、合理的选择,并致力于开发出处置高效、成本较低的污泥处置技术,是我国污水处理行业需要研究的重点问题。

2 污泥处理处置的重要性

随着工业的飞速发展以及城市人口的不断增加,使得城市污水的排放量空前增加,在这样的背景下污水处理厂的发展正方兴未艾,目前在我国城市污水处理厂的数量已经突破2000座,年污水处理量比十五期间增加了一倍以上,在污水处理工艺运行过程中,工艺产生的污泥一部分回流作为生物反应的反应物,而剩余的污泥要排出到系统之外,这些剩余污泥的量是惊人的,其含水率较高、体积庞大、易腐烂、气味恶臭且含有大量的重金属、病菌等有毒有害物质,因此如果不经过科学的处理处置就直接排放到外界环境中就会对地面水体、土壤、地下水和空气造成极大的污染,对人体健康造成不利影响,因此必须要对污泥进行无害化、减量化、稳定化的处理,并妥善处置,以免给环境造成二次污染。

3 污泥处置技术的发展现状

污泥处置是作为污泥处理的后续工序,以达到对处理后的污泥妥善的消化最终处于稳定的过程,在污泥处置过程中,要把握安全处置、因地制宜、节能降耗、循环利用的原则,目前污泥处置的技术有焚烧、卫生填埋、海洋倾倒、土地利用、制造建筑材料等等。

3.1 污泥焚烧

在污泥经过充分的脱水处理后,可将其置于焚烧炉中充分焚烧,使污泥中大量的有机物、细菌等转化为无机物,当前污泥焚烧处置的方式有单独焚烧处置和与工业窑炉协同焚烧处置两种,污泥经过焚烧之后基本上达到了无害化和减量化的目的,并且焚烧过程中发出的热量可用于供热的发电,有利于促进污泥的循环利用,即资源化处置,但污泥在焚烧过程中可能会产生大量的二氧化硫、二恶英等有害气体,对大气产生污染,因此如何避免或减少在污泥焚烧过程中产生有害气体避免二次污染成为人们需要重点考虑的问题,并且焚烧处置的运行成本较高,需要科学的操作和管理,因此只能适用于大型污水处理厂中大量污泥的量化处理,而在中小型污水处理厂中不适宜应用。

3.2 土地利用

由于污泥中含有大量的有机质和微量元素,可以给植物的生长提供必需的养分因此可将经过处理后的污泥用作农用田、城市绿地的肥料,可达到污泥资源化处置的目的,无论是用作农田还是城市绿地,污泥都必须要经过无害化和稳定化的处理,污泥的泥质必须要满足相关的规定和标准要求,从而避免有毒有害物质对土壤产生污染,在将污泥土地利用之时,要首先对施用环境进行评价,充分考虑应用场合的土质以及植物的习性,从而科学制定污泥施用的方案,包括用量、施用时间段等等。

3.3 污泥卫生填埋

将经过处理的污泥进行填埋是一种操作简便、成本低的处置方式,传统的污泥填埋就是在垃圾填埋场与城市垃圾和工业垃圾一起进行填埋处理,但是要防范污泥产生滤液渗入土层,从而对地下水体造成污染,并且如果填埋不当可能会使污泥产生甲烷等可燃气体,遇明火可能发生爆炸,因此在对污泥进行卫生填埋时,要首先对污泥进行稳定化处理,使其渗滤液能够达标,并在填埋场设置沼气利用装置,一方面使填埋达到安全的要求,另一方面有利于废物的资源化利用。

3.4 污泥制作建筑材料

将污泥进行无机化处理后,经过加工可用作水泥的添加料、轻质骨料、路基材料以及制成砖等,但要建立在污泥无害化处理的前提之上,避免在生产和使用过程中造成二次污染问题,当前,我国已经颁布了将污泥制砖的相关标准,使污泥制砖行业得到了不断的规范和发展,将污泥制作成建筑材料是近年发展起来的较为新颖的处置方式,目前还只是处于试验、试生产的阶段,距离大规模的应用还有一段距离。

4 污泥处置技术的发展趋势

4.1 源头污泥减量化技术

如果污泥的产生量大幅度减少,就会从源头上解决污泥处理处置的负荷,使污泥处理、处置的量大大减少,降低污泥处置所需的人工、设备、投资,因此在源头上使污泥减量化应当是一项非常有前途的技术,并且必将成为未来污泥处理处置的发展方向。在源头上促使污泥减量化可采用超声波破碎、微生物吞噬等等技术,当前这些技术的运行状态还无法达到低成本运行或稳定运行的目的,还大多处于理论和实验室的研究阶段,因此也给研究人员提出了一定的挑战。

4.2 污泥处置过程的节能降耗

当前很多污水处理厂还处于重水轻泥的状态中,因此在污泥处置中无论是技术还是相应的设备都还远远达不到成熟的地步,而能耗高也是很多污泥处置技术的发展和应用瓶颈,而随着人们对污泥处理处置重视程度的不断提高,使得污泥处置过程的节能降耗成为未来的发展趋势。

4.3 防止二次污染

在对污泥进行处置的过程中,很多处置方式都有对水体、大气、土壤等造成污染的隐患,导致产生二次污染的原因归根结底还是由于对污泥二次污染重视程度的不够,相信随着社会的进步以及人们认识程度的提高,五河方式污泥处置后造成的二次污染问题应当会得到足够的重视。

4.4 提高循环利用率

当前,在污泥的处置技术中有一些技术已经体现出了污泥资源化处理的要求,如土地资源化处置技术、建材利用技术、焚烧放热等,但无论是哪种技术,尚且存在循环利用率不高的缺点,在自然资源日益缺乏的今天,发展循环经济成为这个时代的主旋律,因此如何提高污泥的循环利用率,使其最大程度地在不同领域应用从而创造更大的经济价值是未来污泥处理处置的发展方向之一。

5 结束语

对于污水处理厂来说污泥的合理处理和处置具有重要的意义,当前的污泥处置技术有很多,各污水处理厂应充分结合自身的规模、污泥成分等实际情况选择合理的污泥处置方式,并且要不断从源头上对污泥进行减量化处理、降低处置过程的能耗、防止二次污染、提高污泥循环利用率等,以使污泥的处置更加科学、合理。

参考文献:

[1]邹宝华,王宏斌.污水污泥处理处置现状及研究进展[J].价值工程,2012(13).

[2]郝晓地,张璐平,兰荔.剩余污泥处理/处置方法的全球概览[J].中国给水排水,2007(20).

[3]罗刚,徐荣险.污泥处理处置技术的研究进展[J].广东化工,2007(12).

第三篇:污泥处理处置技术的研究进展

污泥处理处置技术的研究进展 - 中水回用

摘 要:随着我国污水处理技术的不断发展,在污水处理量与日俱增的同时也使得剩余污泥量不断增加,这些污泥如果不进行处理是不允许直接排放到外界环境中,因此对剩余污泥必须要进行无害化、减量化、资源化和稳定化的处理,在选择污泥处理处置技术之时要充分考虑技术可行性、经济可行性以及生态可行性,当前污泥处理处置技术正处于不断的发展过程中,在可以达到污泥处理处置目的的同时,如何降低其投资和运行成本成为当前污水处理领域讨论的热点问题。文章介绍了传统的污泥处理处置技术,并对几种的新型污泥处理处置技术进行讨论。

关键词:污泥;处理处置技术;研究进展

前言

当前在污水处理技术中,活性污泥法是应用最为广泛的技术,其对脱氮除磷具有非常好的效果,同时在应用活性污泥法时的污泥产生量非常大,在工艺路线中,一部分污泥回流到曝气池参与生物反应,而剩余的污泥或龄期较长的污泥则需要从污水处理构筑物中排除,这些剩余污泥必须要经过适当的处理处置,使之无害化、减量化、资源化和稳定化,便于进一步的处置。一般来讲污泥处理处置投资和运行的成本非常大,最高可占到整个污水处理厂的投资和运行费用的50%以上,因此在可以达到污泥处理处置目的的同时,如何降低其投资和运行成本成为当前污水处理领域讨论的热点问题。

1 传统的污泥处理处置技术

1.1 传统污泥处理技术

1.1.1 好氧、厌氧消化技术

好氧、厌氧消化就是利用好氧微生物和厌氧微生物对污泥中的有机成分进行氧化分解的过程,经过好氧消化处理的污泥性质非常稳定,效果较好,但是缺点是好氧消化工艺的运行成本和维护费用较高,因此在我国污水处理厂中应用空间已经越来越小。污泥经过厌氧消化后性质也较为稳定,而且可以将处理后的污泥以能源的方式进行部分回收利用,因此是资源化的重要体现,然而厌氧消化后的污泥含水率较高,需要进行进一步脱水,因此还需额外投资脱水设备。

1.1.2 湿式氧化法

湿式氧化法是采用物理化学的方法,是将剩余污泥置于高压反应容器中,向容器内通入高压空气,使反应器压力达到1-20MPa,以空气中的氧气作为氧化剂,然后在300℃左右的高温下进行的氧化反应,可将液相的有机物质充分氧化分解为二氧化碳、水或小分子有机物,氧化反应较为完全,可用于高低浓度的污泥处理,处理效果十分显著,但由于高温高压反应对设备的要求较高,因此就增加了投资、运行和维护的费用,一般只用于投资规模较大的污水处理厂污泥处理。

1.2 传统污泥处置方法

常用的污泥处置方法有卫生填埋、焚烧、海洋倾倒、土地利用等。

1.2.1 卫生填埋

卫生填埋可以使处理后的污泥与地面环境有效隔离,并且处置成本较低,但是污泥的滤液可能会渗入地下水层,造成地下水的污染。

1.2.2 焚烧处置

焚烧的过程可将污泥转化为无机物,体积大为减小,同时可有效杀灭污泥中的细菌,但是在焚烧的过程中会产生二氧化硫、二恶英等气体,对空气造成严重的污染,随着国家对空气环境质量重视程度越来越高,使得焚烧处置污泥的方法会逐渐被淘汰。

1.2.3 海洋倾倒

海洋倾倒就是将处理后的污泥直接作为垃圾倾倒入海洋中,因此处置方式比较简单,处置费用较低,但海洋的自净能力毕竟有限,随着污泥数量的急剧增加,使得海洋倾倒会对海洋的生态环境造成越来越严重的影响,因此这种处置方法已经不被提倡。

1.2.4 土地利用

经过适当的处理后,污泥中会含有大量的营养成分可微量元素,可用于农业、林业用地土壤的肥料,从而实现费用利用,然而由于污泥中还可能同时存在重金属、放射性元素、多氯芳烃等等难于降解的有害物质,如果进入土壤中就有可能造成对土壤的污染,进而对农作物、林木造成污染,因此在将污泥土地利用处置之前一定要保证其无害化。

2 新型的污泥处理处置技术

2.1 超声波处理技术

超声波在水中产生的效应非常复杂,在一些清洗的领域已经普遍用超声波技术收到了良好的效果,而实践证明在污泥处理中应用超声波技术可取得较好的效果,其作用原理是:中低频的超声波在污泥的水相中可产生强力脉冲,从而制造局部的高温和高压条件,并同时产生超高速射流,在这样的极限条件下污泥中的丝状菌等微生物以及有机物的结构被破坏,防止污泥膨胀的发生,使污泥的脱水性大幅提高,经过脱水处理后使污泥达到稳定化、减量化和无害化的目的。在用超声波技术处理污泥时,可根据实际情况调整超声波的声能密度以及超声时间,不断优化处理条件,从而达到最佳处理效果。由于超声波污泥处理技术的能耗较大,且声能量利用效率不高,因此在一定程度上阻碍了其进一步应用,然而由于超声波对污泥的处理效果显著,使其仍然具有较好的应用前景,当前一般用超声波与其他处理技术联合使用,可降低运行成本,并保证污泥的处理效果。

2.2 原位减量技术

如前文所述,在活性污泥水处理过程中产生大量的污泥,在对这些污泥进行处理处置的过程中会耗费大量的物力财力,因此如果能够降低污泥的产量,使其在污泥水处理工艺的过程中就对污泥进行减量化处理处置,就会大大降低后续处理处置的费用。目前最为常用的污泥原位减量技术是利用微生物对污泥进行捕食和消化,使水处理反应器内的食物链增长,从而使污水环境内可用于合成生物体的能量大为减少,从而达到降低污泥产量的目的,可利用的微生物有纤毛虫、鞭毛虫、变形虫等原生微生物和线虫、轮虫等后生微生物,实践证明在原活性污泥水处理工艺中引入各种微生物后,活性污泥的产量仅是之前产量的30%左右,而且整个过程不需要另外投入处理处置设施,且免维护,投资和运行成本相当低,不影响水处理效果。

3 结束语

综上所述,污泥处理处置技术正处在不断发展的过程中,对于污泥的处理与处置,不外乎两种方式,一是对系统产生的污泥进行末端处理,使其达到减量化、无害化、稳定化和资源化等目的,二是在污水处理的原位进行减量的方法,使污泥在源头上进行处理,减少污泥排放量,因此,将这两种污泥处理处置的方式联合使用,首先使污泥产生量减少,剩余的少量污泥可进行末端处理,可取得较好的效果,应当是未来污泥处理处置技术发展的一个方向。

参考文献

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[5]昝元峰,王树众,沈林华,等.污泥处理技术的新进展[J].中国给水排水,2004.

第四篇:污泥处置方法比较

污泥的常见处置方式包括填埋、制肥、干化等方法,各种方法有利有弊。为了最大程度地实现“减量化、稳定化和无害化”,大多数西方发达国家采用污泥焚烧技术,妥善处理污泥,本文将对此加以介绍。

污水处理和污泥处理是与解决城市水污染问题同等重要又紧密关联的两个系统。城市污水处理厂在净化污水的同时产生大量生物活性污泥,许多化工、制药工业中也会产生污泥废料,其特点是含水量高、不稳定、易腐败、有恶臭。未经恰当处理处置的污泥进入环境后,会给水体和大气带来二次污染,对生态环境构成严重威胁。因此,必须采用有效的方法和成熟的技术,对污泥进行专业的处理。 污泥的常见处置方式

目前,污泥的常见处置方法有以下4种: 填埋

卫生填埋操作简单、费用低,而且经过消化后的污泥有机物含量减少、性能相对稳定、总体积减小,脱水后再进行填埋也就成了一种比较经济的污泥处理方式。鉴于目前国内经济的发展状况,污泥填埋在相当长的时间内仍会继续存在。 但是,脱水污泥含水率往往大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率,需经再处理后才能送至生活垃圾填埋场填埋,或者根据污泥的含水率及理化特性等因素,设置专用的污泥填埋场。同时,专用污泥填埋场会存在占地面积较大、选址不易、渗沥液难处理,并可能影响地下水质以及其他安全隐患等问题,一旦处理不当,很可能会造成二次污染。 制肥利用

污泥制肥料曾是污泥利用的主要途径,其实质是利用污泥中的好氧微生物菌对污泥中的多种有机物进行氧化分解,转化为植物容易吸收的类腐殖质,因此生物能得到利用,能源得以节约。

但近年来随着人们对绿色食品的要求和对土壤污染的警惕,污泥肥料农用的标准日趋苛刻,并因其使用不便和肥效差等原因也无法和化肥抗衡,污泥用作农业肥料已难以为继。此外,源于对重金属、洗涤添加剂污染等方面的顾虑,使得此种处置方式日益萎缩。 干化

污泥干化技术是指利用热来破坏污泥的胶凝结构,并对污泥进行消毒灭菌。干化温度高达95℃以上,除有效杀灭病原菌外,还能使污泥容积显著降低,并将臭味消除。 然而,干化处理工艺能耗高、设备复杂、投资及运行费用高、减量化也不彻底,而且,还要对蒸发物采取冷凝、除臭等措施,综合成本较高。干化后的污泥或送去焚烧或用作肥料,仍然存在出路问题,一般使用较少。 焚烧

污泥焚烧是一种高温热处理技术,利用高温氧化燃烧反应,在过量空气的条件下,使污泥的全部有机质、病原体等物质在850~1100℃下氧化、热解并被彻底破坏。 污泥焚烧的优点是占地小、处理快速、处理量大、减量明显,减容量可大于90%;焚烧后的灰渣,根据其重金属含量,可选择直接或使用重金属螯合剂处理后进入填埋场,也可用作建筑材料或铺路等。采用焚烧法处理污泥,可最大程度地实现“减量化、稳定化和无害化”,是污泥处理最彻底的方法,西方发达国家普遍采用此法。污泥焚烧所面临的挑战和难点

随着经济的不断发展以及对环境保护的加强,污泥处理将会成为另一新兴产业,但目前国内污泥焚烧技术发展还不成熟,有待完善;同时,需要政府、企业和其他社会团体在政策、技术和资金等系列产业要素方面的紧密配合。

污泥的含水率是制约污泥处置系统运行成本的关键因素,因此需要通过预处理降低污泥的含水率。

污泥焚烧会产生酸性烟气、灰渣和飞灰等环境污染物,需要后续处理,必须严格控制并达标排放,也是关键技术所在。

根据重金属含量的不同,可以考虑对灰分做如下处理:直接填埋或加水泥制绿化砖;加重金属螯合剂后填埋。

流化床焚烧工艺简述

污泥焚烧系统主要由以下操作单元组成:污泥输送系统、污泥预处理系统、流化床焚烧炉、余热蒸汽锅炉、烟气处理系统、灰分收集及输送系统等。 污泥输送系统:实现对污泥的传输操作

对于来自污水处理厂的污泥,因其含水率很高,污水污泥呈液态状,故一般采用流量可无级调节的螺杆泵,将污泥送往离心机进行脱水。而对于隔栅栅渣以及污泥脱水后的泥饼,其状态一般为糊状,由输送机进行操作,一般有无轴螺旋输送机和皮带输送机两大类。

污泥预处理系统:降低污泥的含水率

污泥的含水率是制约污泥处理运行成本的关键因素,就焚烧处置方法来说,污泥含水率越高、热值就越低、系统能耗就越大、运行成本也就越高。常用的污泥脱水方式有带式压滤脱水、板框压滤脱水以及离心式脱水。

污泥经机械脱水后,可将其水含量降低至80%~85%,此时可直接送入流化床焚烧炉进行处理。

流化床焚烧炉:对污泥高温焚烧氧化处理的关键设备

用于污泥焚烧的一级焚烧炉形式主要有鼓泡式流化床焚烧炉、循环流化床焚烧路和回转窑式焚烧炉。

在开始阶段,前端燃烧器将流化床焚烧炉和炉内的石英砂(即床料)加热至适宜操作温度约850~870℃,随后由特殊设计的喂料设备将污泥稳定且均匀地送入流化床内进行处理。

流化床焚烧炉下部带有一个由多个喷嘴做成的风箱,助燃空气穿过喷嘴向上吹进焚烧炉,在合适的风量下将床料石英砂和污泥均匀的流化,一方面给污泥的均匀受热分解创造条件,另一方面污泥进入流化床便随即被大量运动着的高温惰性床料冲散,使床砂不会发生粘结问题。

流化床焚烧炉的中部存在一个带有二次风引入系统的二次燃烧区,二次风的引入形成了分级燃烧,加上足够的燃烧区空间,保证烟气和飞灰的微粒有足够的停留时间,达到充分燃烧。而二次风的引入采用环面布置,合适的配比有利于强化焚烧炉的燃烧效果,提高锅炉出力和降低NOx的生成及排放。

同时,流化床焚烧炉可根据工作需要和工况,在线实时增减床料和卸除床底炉渣,避免停车,使系统操作的连续性得以实现。

如果污泥被定义为危废,则需要设置二燃室,使烟气在1100℃的条件下停留超过2s,以满足环发2004-15号《危险废物集中焚烧处置工程建设技术要求》的要求。 余热蒸汽锅炉:对焚烧产生热能进行回收利用

利用余热锅炉,对焚烧产生的高温烟气,进行余热回收并产生饱和蒸汽。所设计的非标锅炉可适应污泥焚烧产物的特性。余热锅炉采用立式烟道,高温烟气顺序流经不同的烟道,各烟道之间采用膜式水冷壁。水冷壁管内的水吸收余热后变成湿蒸汽,经过汽水分离后形成饱和干蒸汽,并进入蒸汽管网供使用。 烟气处理系统:对焚烧后烟气进行有效处理以达到排放标准

整套烟气后续处理系统由降温、脱硫、灰尘捕集等操作单元组成,结合对应控制方案,对焚烧产生的各种受控物质如氮氧化物、硫化物、酸性物质、重金属以及烟尘,甚至二噁英等进行处理,排放可满足当地法规要求。 龙沙工程的优势

在污泥焚烧技术上,龙沙工程可提供整体解决方案,包括基础调研、工艺设计、项目管理、施工建造等。

龙沙工程致力于以西方的先进技术应用为基础,最大程度地实现国产化建造,以合理的成本和优异的质量满足用户需求。

凭借现有的工艺创新技术和超过110年的化工生产经验,龙沙工程已经成功完成了许多重要项目,并且已经在环境技术方面和一些先进的欧洲企业合作并达成了特许协议。

龙沙工程具有极强的工艺设计能力和技术整合能力,与业内一流公司建立有合作伙伴关系,在国外特别是欧洲,有大量的同类型项目可供参观、考察。 国内合作伙伴太湖锅炉拥有强大的设备国产化的设计和制造实力及工程承建能力,为降低系统投资提供有力保障。 小结

流化床焚烧污泥是一种较好的解决方案。由于具有强烈的湍流、较长的气体停留时间、均匀的温度分布,能在相对较低温度和较少过剩空气下高效率焚烧,获得较高的有害物质的破坏和去除率,有害物质脱除剂的利用效率高,并且通过分级燃烧,可大幅度控制NOx的生成;通过床内加入碱性物质如石灰石等,可大幅度降低烟气中的酸性气体(SOx和HCl)的含量。通过尽可能多地回收燃烧烟气中的显热,可减少辅助燃料的加入量,从而把污泥处理的成本降至最低。

第五篇:城市污水处理厂污泥的处理处置

方法探究

城市污水处理厂污泥的处理处置方法探究

引言

水环境污染问题是我国的大环境问题之一,为了减少污染物的排放,对城市生活污水、工业废水等必须经过处理达标后才能排放进入水体,而城市污水处理厂在运行的过程中会产生大量的污泥。近年来,为了改善污水处理现状,在全国范围内有许多大规模的污水处理厂投入使用,许多新的污水处理项目也在规划和建设中,这使得城市的污水处理能力有了进一步的提高,随之污泥的产生量也在不断的增大。污泥中含有大量的有机物、丰富的氮、磷、钾等营养物质、重金属、多氯联苯以及致病菌和病原菌等。这些污泥未及时处理或者随意堆放、抛弃都会对周围的环境造成严重的二次污染。因此,要根据“无害化、资源化、稳定化、减量化”的原则,对污泥处理处置的过程实行全面管理,综合考虑环境、经济和社会因素的影响,采用切实的污泥处理处置技术,对污泥进行综合利用,回收和利用污泥中的氮磷等营养物质,以达到循环经济的目的。

1、国内外污泥处理处置的基本情况

城市污水处理过程必然产生污泥,而随着城市污水处理率的不断提高,污泥的产生量也在不断的增大。据了解,目前我们国家每年的污泥产生总量约为900万吨,在城市污泥处理处置的方法中,污泥的农用约占44.8%,污泥的卫生填埋约占31%,其他处置约占10.5%,没有处置的约占13.7%。但这些污泥处理或者处置的数据都是在特定的条件下进行估算得出来的,严格来说会有较大的变动。资料统计显示,我国的污泥处理处置投资在污水处理厂总投资中所占的比例为20%-50%,可以看出,污泥的处理处置处于严重的滞后状态。

对于解决城市水污染问题来说,污水处理和污泥处理处置是两个紧密关联又同等重要的系统。在国外经济发达的国家,污泥的处理处置是极为重要的环节,其投资在污水处理厂总投资中所占比例为50%-70%,远远高出国内投资力度。 在国外,污泥的处理处置方法也包括污泥卫生填埋、焚烧、土地利用和填海等。但由于填海造成了严重的环境污染问题,各国也基本都遵从国际海洋法废止了。相比较而言,污泥焚烧所需要的技术难度较大,其投资成本也较高,并且还有尾气等有害气体产生 ;污泥卫生填埋存在地下水污染的风险,土地利用存在重金属和病原菌污染的风险,也不容小觑,但二者从技术难度和投资成本来说还是有一定优势的。因此,不同的国家和地区要根据本国的具体情况采用合适的污泥处理处置方法,使污水处理能够画上一个完满的句号。

2、污泥处理处置方法的优缺点分析 2.1污泥的土地利用

污泥中含有有机物和丰富的氮、磷、钾、钙等营养物质,可以应用于农田、果园、草地、市政绿化、林地等,而且污泥直接利用投资少、运行费用低、能耗低等优点,是一种很有发展潜力的处置方式。科学合理的土地利用,可以使污泥作为一种资源从而减少其带来的负面效应,而市政绿化、林地的污泥使用不会引起食物链的污染成为污泥土地利用的一种有效方式。尽管污泥的土地利用有循环经济、能耗低、养分回收利用等优点,但是污泥中重金属(如:铜、锌、铬等)、病原菌等有害物质的存在,使其在土地使用时还有一定的危险性。因此农用污泥重金属浓度标准及单位面积徒弟污泥的应用量各国政府都做了严格的限制。

2.2污泥卫生填埋 污泥的卫生填埋始于20世纪60年代,从保护环境角度出发在传统填埋的基础上, 经过一系列科学选址和场地防护处理, 是一种具有严格管理制度的科学的工程操作方法。到目前为止, 已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术, 其优点是简单、易行、成本低,污泥不需要高度脱水,适应性强等。但由于污泥填埋对污泥的土力学性质要求较高,需要的场地面积较大和运输费用较高,同时对地基还需要作防渗透处理以免产生的渗滤液进入地下水层污染地下水环境等, 同时还要采取适当的措施防止产生的气体发生爆炸或者燃烧。随着人口的增加,经济的快速发展,使得土地资源越来越紧张,污泥填埋处置所占比例越来越小。美国环保局估计, 今后几十年内, 美国 6500个填埋场将有 5000个被关闭。与1984年相比, 欧盟国家污泥填埋量增加了4%, 但同期污泥总量却增加了16%。这说明,污泥填埋在发达国家正在减少。

2.3污泥堆肥

堆肥化技术是从60年代迅速发展起来的一项新兴生物处理技术。7O年代以后由于污泥产生的环境问题和填埋技术的缺点日益突出,污泥堆肥技术引起了世界各国的广泛重视,并成为环保领域的一个研究热点,这时人们开始考虑利用堆肥化技术取代部分传统的物理化学方法。污泥中含有大量的有机物,经过一定的处理可以成为适合农作物耕种的有机肥料,因此污泥的堆肥利用将成为污泥处理的重点发展技术。堆肥化是利用微生物在一定条件下对有机物进行氧化分解的过程,因此根据微生物生长的环境可以将堆肥分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。但通常所说的堆肥化一般是指好氧堆肥,这是因为厌氧微生物对有机物的分解速率缓慢,处理效率低,容易产生恶臭,其工艺条件也难以控制。

污泥的消化降解,建设污泥厌氧发酵池,由于建设费用高,运行不安全且费用高,再则厌氧后的污泥还需进一步处理,以达到进一步减量化和稳定化的目的。因此,大、中型城镇污水处理厂应优先选用选用好氧堆肥处理工艺。通过污泥的好氧发酵,建阳光大棚发酵池、静态发酵池或使用立式发酵器、卧式发酵器,可以把含水率60%左右含量的污泥降到20%-30%,很好的达到减量的目的,且通过高温发酵,分解内部的高分子有机物、纤维素、木质素,增加有机质含量,对污泥中的细菌、病毒、蛔虫卵进行了高效灭活,起到了污泥稳定化、无害化的处置目的。例如郑州市污水净化有限公司建设的八岗污泥处置厂,对城市污水厂污泥的处置进行了积极大胆的探索,使污水处理后产生的污泥在处置后最终达到“减量化、无害化、稳定化”的要求。其处理工艺采用高温固态好氧槽式(翻抛加好氧堆肥)工艺。秸秆与污泥混合,增加了孔隙率,保证曝气时有充足的氧气进行好氧堆肥。出槽的腐熟料大肠杆菌被消除,重金属合格,近期用作生产回填料、厂内绿化、实用实验等自身循环使用,部分试用于市政绿化和当地群众花卉栽植、植树造林等,以后按可研批复的途径加以广泛利用。只要污泥中的重金属不超标,利用好氧发酵堆肥法处置污泥,无论从污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化哪方面考虑。无异议是一种优良的污泥处置方式。

2.4污泥焚烧

污泥焚烧法目前采用了流化床焚烧炉,当污泥的含水率达到38%以下时就可不需要辅助燃料直接燃烧。通过焚烧,使污泥达到最大程度的减容,彻底杀灭病菌、病原体,有毒有害物质被氧化分解。虽然焚烧灰可用作建材,使一部分重金属被掺混在材料中,但是,污泥中的一部分重金属已经先随着燃烧产生的烟尘而扩散到空气中,况且,焚烧过程中会产生二噁英等空气污染物。

污泥焚烧最佳可行技术主要技术关键内容为“干化+焚烧”技术,同时包含污泥预处理过程、烟气处理、烟气余热利用、废水收集处理以及灰渣、飞灰收集处理环境管理实践等相关内容。污泥焚烧关键技术包含:干燥器、干污泥贮存仓、焚烧炉、烟气处理系统、烟气再循环系统、废水收集处理系统、灰渣、飞灰收集处理系统等。

2.5污泥的其他处理处置方法

国外对污泥的碱性稳定化、低温热解技术、制动物饲料、包埋处理、焚烧灰制砖等处置方法均有一定的研究。碱性稳定化是在污泥中加入石灰或水泥窑灰等碱性物质,使污泥pH>12并保持一段时间,利用强碱性和石灰放出的大量热能杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属,处理后的污泥可直接施用于农田。

3、污泥减量化分析

根据污泥所在处理单元不同,采用的不同的方法达到污泥减量化的目的。在污水处理单元操作过程中产生的污泥通过减容、减量、稳定以及无害化的过程称为污泥处理。污泥处理工艺单元主要包括污泥浓缩、脱水、消化(厌氧消化和好氧消化)、堆肥、干化等工艺过程。

3.1城市污泥处理的减量化方法

调整污水处理工艺实现污泥减量化在污水处理过程中,可以通过调整污水处理工艺,增设污泥浓缩池或适当增加污泥浓度和延长污泥龄,使污泥自身氧化分解的能力增强,减少微生物的数量,达到污泥减量化的目的。

3.2利用膜处理装置技术实现污泥减量化

污水处理中的活性污泥微生物一般由细菌(菌胶团)、真菌、原生动物和后生动物等组成,其中以细菌为主,且种类繁多。微型动物中以固着类纤毛虫为主,如钟虫、盖纤虫、累枝虫等原生动物,以细菌为食料;后生动物如纤毛虫、线虫、轮虫等,以细菌、原生动物为食料。采用填料装置化设施.在氧化沟、二沉池中设置利于原生动物和后生动物寄生的生物膜,利用生物接触氧化法技术,减少污泥的产量。通过膜装置化技术在氧化沟、二沉池中的应用,使活性污泥中的微生物通过系统内部的生物链的物质循环,消化部分污泥,达到污泥减量化的目的。

3.3利用臭氧或超声波技术实现污泥减量化

利用紫外线高级氧化功能而发展起来的光化学氧化和光催化氧化都是近年来新兴的水处理技术。光化学氧化法是在光的作用下进行化学反应,采用臭氧或过氧化氢作为氧化剂。在紫外线的照射下使污染物氧化分解,从而达到水中污染物质的高效降解。臭氧是一种强氧化剂。能破坏存在于空气中或水中的微生物的细胞壁。使微生物立刻死亡。通过在回流污泥中.利用臭氧发生器加入一定量的臭氧或紫外线照射,可使部分污泥分解再利用。达到污泥减量化的目的。超声波使得污泥中的部分细胞体受热膨胀而破裂。释放出蛋白质和胶质、矿物质以及细胞膜碎片,使部分污泥分解再利用,从而达到污泥减量化的目的。

3.4采用污泥干化处理、污泥消化、污泥发酵技术实现污泥减量化 脱水后剩余污泥污泥的干化处理,一是通过晾晒蒸发水分.是最简单的减量方法,但所需场地大,且受天气的影响太大,不适合大规模的处理污泥:二是在污泥产生量比较大,且难以有效利用其它热源的情况下,采用干化焚烧方式可称为可行技术。污水污泥干化,最好是利用回收的焚烧热量,在装置正常运行工况条件下,通常不需要添加辅助燃料(如:在此情况下,除开机、停机和偶尔使用辅助燃料维持燃烧温度)。

4、污泥中重金属的去除方法 4.1化学法 常用去除污泥中重金属的化学方法主要有利用酸化法提取重金属和加入改良剂使重金属稳定化两种。酸化法去除重金属是通过向污泥中投硫酸、盐酸、硝酸等酸性化学物质,降低污泥的pH值,是污泥中大部分重金属转化为离子型态溶出;或者用EDTA、柠檬酸等络合剂等通过氧化作用、离子交换作用、酸化作用、螯合剂和表面活性剂的络合作用,将其中的重金属分离出来,达到减少污泥重金属总量的目的。这种方法效果很好,而且所需要的时间较短,但处理中需消耗大量的酸,处理后需要大量的水和石灰来冲洗或中和污泥,同时仪器易被强酸腐蚀,使该工艺花费较大,而且操运烦琐,使得化学法不能大规模应用于实际之中。

4.2电化学法

在污泥中插入电极对,在电极对上施加微弱直流电形成直流电场,污泥内部的矿物质颗粒、重金属离子及其化合物、有机物等物质在直流电场的作用下,发生一系列复杂的电化学反应,通过电激发、电化学溶解、电迁移、自由扩散等方式发生迁移,并富集到电极两端,使重金属以沉淀或金属形式析出,加以回收。此方法首先将不同形态的金属污染物转变成可溶态进入液相系统,然后在电场作用下通过离子迁移和电渗定向迁移出土壤。该方法对可交换态或溶解态的重金属去除效果较好,但是对于不溶态的重金属首先需改变其存在状态使其溶解再将其去除。因此重金属的存在状态对效果影响较大。

该方法对金属的去除效果较好,所需的耗能也较低,去除过程中不需要添加任何对环境不利的物质,但此方法也有很大的局限性,对于渗透性高传导性差的污泥不太适用。该技术还处于起步阶段,还需进行大量的研究试验。

4.3重金属固定技术

就是通过加入药剂将重金属加以固定,降低其生物有效性或活性,以使污泥土地使用后重金属难以被植物吸收利用且不宜迁移转化,从而减少对人类健康和环境的危害。固定作用的工艺主要有堆肥、减性稳定和热处理等。2010年我们环保事业部承担的中新天津生态城污水库治理项目,就使用了重金属固化中的减性稳定技术。

重金属的固定作用在一定程度和一定时期内能减轻重金属的危害,但不能从根本上降低重金属的含量,对人类健康和环境仍存在着潜在的威胁。

4.4生物淋滤法

生物淋滤法是指利用自然界的微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用,产生氧化、还原、络合、吸附或溶解作用,将固相中某些不溶成分(重金属、硫及其它金属)分离浸提出来的一种技术,最初用于难浸提矿石或贫矿中金属的溶出或回收。目前全世界正将此技术扩展应用到环境污染治理领域,并做了大量的研究、试验工作。

污泥生物淋滤技术是通过向污泥中添加一定的底物使污泥中存在的特异化能自养型的嗜酸性硫杆菌获得能量,加强催化、氧化作用,降低污泥体系的PH值,使难溶态的重金属从固相溶出进入液相,再通过污泥脱水而达到去除污泥中重金属的目的。此方法操作简单,去除效率较高,一般重金属去除率达90%以上,成本费用也较低。其主要优点如下:

①生物淋滤不需要加酸对污泥进行预酸化,与化学沥滤比可节省80%的耗酸量。

②启动迅速,沥滤效益高、时间短,适用于处理任何污泥。 ③操作简单,运行过程无需特殊控制,在10-37度范围内均能沥滤重金属(最佳温度是25-30度),冬季也无需加热,所用基质S和FeSO4.7H2O容易保存和运输。 ④污泥经生物淋滤后,脱水性能大幅度提高,脱水时不需要添加絮凝剂,有效节省污泥脱水成本。生物淋滤污泥脱水性比厌氧消化污泥提高38倍。

⑤污泥中病原微生物易造成疾病传播,生物淋滤既能去除重金属又能杀灭病原菌,并使VSS下降。

通过比较上述几种重金属的去除方法,生物淋滤法去除重金属较经济、有效、可行,它提高了污泥农用的安全性,能使污泥变废为宝,真正实现污泥的减量化、无害化和资源化。

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