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發(fā)布時(shí)間:2023年03月24日 09:05 作者:污水處理助手 點(diǎn)擊數(shù):次
來源:污水處理助手
污泥的處理處置依然是國(guó)內(nèi)環(huán)境問題中一個(gè)亟待正視、解決的問題。尤其在如今的“雙碳”目標(biāo)下,污泥成為污水處理行業(yè)節(jié)能減耗、踐行碳達(dá)峰、碳中和的重要抓手,能源資源回收利用成為重要的方向。本文詳細(xì)總結(jié)了圍繞污泥的來源分類、技術(shù)路線、處理設(shè)備等諸多方面。
污泥處理 (sludge treatment ):對(duì)污泥進(jìn)行濃縮、調(diào)質(zhì)、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒等減量化、穩(wěn)定化、無害化的加工過程。
定義污泥處理是對(duì)污泥進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化和無害化處理的過程。污水處理程度越高,就會(huì)產(chǎn)生越多的污泥殘余物需要加以處理。除非是利用土地處理或污水塘處理污水,否則一般的污水處理廠必須設(shè)有污泥處理設(shè)施。對(duì)現(xiàn)代化的污水處理廠而言,污泥的處理與處置已成為污水處理系統(tǒng)運(yùn)行中最復(fù)雜、且花費(fèi)最高的一部分。
基本內(nèi)容
污泥基本類型
污泥是由原廢水中的固體物質(zhì)和在廢水處理過程中所產(chǎn)生的固體物質(zhì)組成的。
原污泥(raw sludge):未經(jīng)污泥處理的初沉淀污泥。二沉剩余污泥或兩者的混合污泥。
初沉污泥 (primary sludge):從初沉池底排出的初沉污泥含有的固體物質(zhì)濃度約為3%~8%(1%固體物質(zhì)濃度相當(dāng)于100mL體積的污泥中含有1g的固體物)。初沉污泥固體物質(zhì)中有機(jī)物約占70%,因此初沉污泥極易變成厭氧狀態(tài)并產(chǎn)生臭味。
二沉污泥 (secondary sludge):從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出的沉淀物。
活性污泥(activated sludge):曝氣池中繁殖的含有各種好氧微生物群體的絮狀體。
消化污泥 (digested sludge):經(jīng)過好氧消化或厭氧消化的污泥,所含有機(jī)物質(zhì)濃度有一定程度的降低,并趨于穩(wěn)定。
回流污泥 (returned sludge):由二次沉淀(或沉淀區(qū))分離出來,回流到曝氣池的活性污泥。
剩余污泥 (excess activated sludge):活性污泥系統(tǒng)中從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出系統(tǒng)外的活性污泥。
污泥氣 (sludge gas):在污泥厭氧消化時(shí),有物分解所產(chǎn)生的氣體,主要成分為甲烷和二氧化碳,并有少量的氫、氮和硫化氫。俗稱沼氣。
來源及其分類
污泥處理前,首先要了解污泥的分類,才能確定污泥處理的方法:
⒈自來水廠沉淀池或濃縮池排出的物化污泥處理
污泥分類:屬中細(xì)粒度有機(jī)與無機(jī)混合污泥,可壓縮性能和脫水性能一般。
⒉生活污水廠二沉池排出的剩余活性污泥處理
污泥分類:屬親水性、微細(xì)粒度有機(jī)污泥,可壓縮性能差,脫水性能差。
⒊工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濃縮池排出的物化和生化混合污泥處理
污泥分類:屬中細(xì)粒度混合污泥,含纖維體的脫水性能較好,其余可壓縮性能和脫水性能一般。
⒋工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的經(jīng)濃縮池排出的物理法和化學(xué)法產(chǎn)生的物化細(xì)粒度污泥處理
污泥分類:屬細(xì)粒度無機(jī)污泥,可壓縮性能和脫水性能一般。
⒌工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的物化沉淀粗粒度污泥處理
污泥分類:屬粗粒度疏水性無機(jī)污泥,可壓縮性能和脫水性能很好。
污泥處理
處理研究
一個(gè)關(guān)于油泥處理的研究于2004年在中國(guó)進(jìn)行。添加生物添加劑的生物修復(fù)法和傳統(tǒng)的堆肥進(jìn)行對(duì)比。含油污泥和油污染的土壤取之于油田。干污泥的總碳?xì)浠衔锖繛?27.7 -371.2 g·kg-1,和油污染的土壤的總碳?xì)浠衔锖繛?51.0 g·kg-1。在運(yùn)用添加劑之前,在污泥和土壤中添加不同比例的秸梗、木屑、沙子和純油并混合均勻。這些污泥和土壤組分用來無控制處理和通過激活原有微生物處理。而在堆肥中,糞肥和木屑添加到污泥中,總碳?xì)浠衔锖繛?01.4 g·kg-1。生物添加劑每2周用一次,而實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度下持續(xù)56天。污泥每3天加水?dāng)嚢枰槐?。在添?次生物添加劑以后,含油污泥和土壤中的總碳?xì)浠衔锖拷档?6-53%,在激活原有微生物法處理后,總碳?xì)浠衔锖拷档?3-23%,無控制處理則沒有油的降解。通過堆肥,則含油污泥中總碳?xì)浠衔锖拷档土?1%。上述現(xiàn)象表明,生物修復(fù)可作為一種有效同樣經(jīng)濟(jì)的方法處理含油污泥的方法。
處理設(shè)備
污泥干燥床
在過去,污泥干燥床是最常采用的污泥脫水設(shè)備。由于污泥干燥床的操作與維護(hù)均很簡(jiǎn)單,因此特別適用于在一些小型污水處理廠使用。1977年,美國(guó)約有2/3的污水處理廠采用污泥干燥床;利用污泥干燥床所產(chǎn)生的脫水污泥量,約占全美國(guó)脫水污泥總量的一半。雖然污泥干燥床一般適用于溫暖及日照充足的地區(qū),但也有一些位于北部較寒冷地區(qū)的大型污水處理廠采用污泥干燥床。
污泥固化拌和站
采用了先進(jìn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了黃土、污泥、水泥和石灰的自動(dòng)配比,具有計(jì)量準(zhǔn)確、可靠性好、攪拌均勻、操作方便、環(huán)保好、生產(chǎn)效率高、故障率低等特點(diǎn),特別適合連續(xù)作業(yè),是污水處理廠處理污泥的理想設(shè)備。
泥漿分離脫水機(jī)
與板框壓濾機(jī)對(duì)比:該機(jī)具有處理能力大、分離性能好、適應(yīng)性強(qiáng)、勞動(dòng)強(qiáng)度小、性能穩(wěn)定、安裝操作方便、占地面積小、維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),而且可以實(shí)現(xiàn)密閉的連續(xù)自動(dòng)分離。
臥螺離心機(jī)
臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)(簡(jiǎn)稱臥螺離心機(jī))是利用離心沉降原理分離懸浮液的設(shè)備。對(duì)固相顆粒當(dāng)量直徑=3um、重量濃度比:10%或體積濃度比=70%、液固比重差:0.05g/cm3的各種懸浮液均適合采用該類離心機(jī)進(jìn)行液固分離或顆粒分級(jí)。
帶式污泥脫水機(jī)
帶式污泥脫水機(jī)是中國(guó)從美國(guó)引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù),經(jīng)消化吸收,開發(fā)成功的一種高效脫水設(shè)備,可以連續(xù)壓濾,產(chǎn)品采用高強(qiáng)度材料制作,具有處理能力大,脫水效率高,使用壽命長(zhǎng)等顯著特點(diǎn)。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理、蔬菜加工等需壓榨脫水的行業(yè)。
太陽能熱泵技術(shù)污泥處理設(shè)備
該系統(tǒng)主要利用太陽能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉醋鳛槲勰喔苫臒嵩矗軐⒑?0以上的泥漿干化成含水量35以下的干料,節(jié)電、節(jié)煤、環(huán)保;整個(gè)系統(tǒng)為自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制,有效降低了污泥處理處置成本,為污泥處理處置提供了一種低碳環(huán)保的解決方案。
該系統(tǒng)包括溫室部分、輸送部分、通風(fēng)部分、集熱部分(包括太陽能集熱系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng))、自動(dòng)化控制部分以及有害氣體收集和除臭等其他附屬裝置。
利用太陽能作為主要能源,滿足可持續(xù)發(fā)展的需求;
耗能小,運(yùn)行管理費(fèi)用低,蒸發(fā)1t 水耗電量?jī)H為60-80kW·h,而傳統(tǒng)的熱干化技術(shù)需耗電為800-1060kW·h;
經(jīng)干化處理后,污泥體積可減少到原來的1/3-1/5,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化并保留其原有的再利用價(jià)值;
系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全、灰塵產(chǎn)生量??;
自動(dòng)化程度高、操作維護(hù)方便、使用壽命長(zhǎng);
系統(tǒng)透明程度高,環(huán)境協(xié)調(diào)性好。
其系統(tǒng)組成有:
污泥輸送系統(tǒng)
由接料倉(cāng)、螺旋進(jìn)料機(jī)、插板閥、污泥泵、管道組成。整個(gè)系統(tǒng)液壓部分采用意大利泵、閥。螺旋進(jìn)料機(jī)與料倉(cāng)之間用插板閥連接,便于檢修。推送機(jī)采用S擺管的設(shè)計(jì)。含水85%左右的泥餅由卡車卸入料倉(cāng),經(jīng)螺旋進(jìn)料機(jī)喂入液壓推送機(jī),推送機(jī)將污泥由管道輸送,整個(gè)過程無異味,做到不污染環(huán)境的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、大揚(yáng)程輸送。管道可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靈活設(shè)置,輸送量精確,配備通訊接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。還可選用皮帶、斗提等傳統(tǒng)輸送方式。
溫室供熱系統(tǒng)
由太陽能集熱器、集熱水箱、恒溫水箱和PLC控制等組成,集熱水箱與自來水補(bǔ)水管相通,自來水補(bǔ)水管上設(shè)有水源電磁閥,集熱水箱內(nèi)設(shè)有水位傳感器;PLC根據(jù)所述水位傳感器輸出的水位信號(hào)控制水源電磁閥的開閉,以自動(dòng)給集熱水箱補(bǔ)水,實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量上水,集熱水箱內(nèi)的水量可根據(jù)實(shí)際情況得到控制。通過安全排氣閥來釋放蒸汽,并通過供熱控制閥控制集熱器陣列供熱的面積,確保了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
溫室系統(tǒng)
由溫室主體、內(nèi)保溫部分、通風(fēng)部分、供暖部分、氣象站等組成。溫室主體為文絡(luò)式陽光板溫室,陽面中空玻璃。選用保溫幕布,減少輻射熱的流失。通風(fēng)采用風(fēng)機(jī),頂部采用蝶形方式交錯(cuò)開窗,可根據(jù)室內(nèi)外溫濕度、光照度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)。供暖系統(tǒng)根據(jù)《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程》JGJ142-2004設(shè)計(jì)。
污泥翻泥布料系統(tǒng)
由污泥攤鋪機(jī)、螺旋喂料機(jī)、皮帶式輸送機(jī)、干料倉(cāng)、有害氣體探測(cè)儀、工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)等組成。全自動(dòng)翻泥機(jī)為變頻電機(jī),可自動(dòng)調(diào)節(jié)翻泥速度,使污泥得到均勻翻動(dòng),實(shí)現(xiàn)表面翻新和蒸發(fā)水分。過程中也起到對(duì)污泥供氧的作用,避免污泥局部厭氧菌繁殖而釋放惡臭氣體。系統(tǒng)安裝了H2S和NH3探測(cè)器,可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
控制系統(tǒng)
自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用組態(tài)軟件+PLC的基本控制方式,上位機(jī)通過與PLC及智能儀表通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)與控制,PLC通過內(nèi)部程序能夠獨(dú)立運(yùn)行。上位機(jī)采用臺(tái)灣研華工業(yè)計(jì)算機(jī),生產(chǎn)工藝路線在計(jì)算機(jī)界面能夠模擬顯示。工藝參數(shù)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)界面顯示、調(diào)整、設(shè)定,并進(jìn)入程序。工藝運(yùn)行參數(shù)可隨機(jī)調(diào)取、打印,故障監(jiān)控可實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)、故障類型、發(fā)生時(shí)間的瞬間記錄和報(bào)警功能。配置了智能電度表,實(shí)時(shí)記錄干化過程的能耗數(shù)據(jù),折算干化成本。
處置技術(shù)
⒈污泥處理利用的一般技術(shù)
⑴污泥的堆肥化處理技術(shù)
⑵污泥的建材化技術(shù)
⑶污泥的燃料化技術(shù)
⑷污泥的厭氧消化(制沼氣)技術(shù)
⒉太陽能污泥干化技術(shù)
⒊污泥的電離輻射處理技術(shù)
⒋ 微波技術(shù)在污泥處理中的應(yīng)用
⑴微波輻照污泥處理技術(shù)
⑵微波化學(xué)分析技術(shù)
⒌ 超聲波處理污泥技術(shù)
⒍ 重金屬的生物有效性及植物脫除技術(shù)
⒎ 污泥的微生物處理技術(shù)
⑴ 微生物淋濾技術(shù)
⑵ 微生物吸附處理法
⑶ 微生物脫臭技術(shù)
⒏新興污泥熱化學(xué)處理技術(shù)
⑴ 濕式氧化技術(shù)
⑵ 活性污泥作黏結(jié)劑
⑶ 剩余污泥制可降解塑料
⑷ 污泥制活性炭
⑸ O3/H2O2氧化技術(shù)
⑹ UV/O3氧化技術(shù)
⑺ UV/H2O2氧化工藝
⑻ 其他熱化學(xué)處理技術(shù)簡(jiǎn)介
污泥濃縮
濃縮是常用的固液分離方法,可通過兩種方式完成:固體上浮至混合液上端,或沉降至混合液底部。前者一般稱為氣浮,后者則稱為重力濃縮。污泥濃縮的目的主要是在進(jìn)行污泥消化或脫水之前,盡量將多余的水分從污泥中分離。一般來說,污泥濃縮可有效減少污泥處理后續(xù)單元如消化、脫水所需的處理容量,而后續(xù)單元因容積減少所節(jié)省的成本,遠(yuǎn)高于污泥濃縮單元的設(shè)置與運(yùn)行費(fèi)用,因此設(shè)置污泥濃縮單元有助于降低污泥處理過程的總成本。
污泥調(diào)理
化學(xué)調(diào)理
污泥調(diào)理的主要目的是促進(jìn)污泥的固液分離。在目前可利用的技術(shù)中,最常用的方式是是在污泥中添加混凝劑,如氯化鐵、石灰或有機(jī)高分子絮凝劑,污泥焚化灰渣也可用作污泥調(diào)理劑。在混濁的液體如污泥中加入混凝劑,可促進(jìn)固體物質(zhì)的凝聚,使其更容易與水分離。近年來有機(jī)高分子絮凝劑在污泥調(diào)理方面的應(yīng)用日漸廣泛,有機(jī)高分子絮凝劑易于處理,所占體積小,使用起來操作簡(jiǎn)單,且非常有效。絮凝劑一般在脫水之前注入污泥中,并與污泥充分混合。
熱處理
另一種污泥調(diào)理方法是將污泥在高溫(175~230℃)及高壓(1000~2000kPa)下加熱,污泥固體中的結(jié)合水被釋放出來,因此可改善污泥的脫水特性。熱處理的優(yōu)點(diǎn)是污泥調(diào)理后的脫水性比使用化學(xué)調(diào)理劑更佳;缺點(diǎn)是系統(tǒng)的操作與維護(hù)較為復(fù)雜,同時(shí)污泥熱處理也會(huì)產(chǎn)生高濃度的蒸煮液,當(dāng)其回流至污水處理廠時(shí),將明顯增加處理單元的負(fù)荷。
污泥穩(wěn)定
污泥穩(wěn)定的主要目的是利用生化方法降解污泥中的有機(jī)固體物質(zhì),使污泥更為穩(wěn)定(減少臭味及腐?。腋菀酌撍?,同時(shí)減少污泥質(zhì)量。一般而言,如果直接進(jìn)行污泥脫水和焚燒,則不需要穩(wěn)定處理。污泥穩(wěn)定有兩種基本方式:一種是在密閉的反應(yīng)器中隔絕氧氣下進(jìn)行,稱為厭氧消化;另一種則是在污泥中通入空氣,稱為好氧消化。
污泥脫水
真空脫水機(jī)
真空脫水機(jī)由覆蓋有過濾材料或?yàn)V布的圓柱形滾筒構(gòu)成,滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)部分侵入污泥槽中,而槽中污泥已經(jīng)過調(diào)理。當(dāng)滾筒內(nèi)部有一定真空度時(shí),污泥中的水分便被吸入滾筒,并在濾布表面留下固體物質(zhì)而形成濾餅。當(dāng)滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn),刮刀將形成的濾餅刮除,滾筒繼續(xù)進(jìn)入下一個(gè)脫水循環(huán)。在某些類型的真空脫水機(jī)中不使用刮刀,而是使用一組小型滾輪來移除滾筒表面的濾餅。
連續(xù)式帶濾脫水機(jī)
污水處理廠所使用的連續(xù)式帶濾脫水機(jī),與水處理廠所使用的連續(xù)式帶濾脫水機(jī)大致相同。
連續(xù)式帶濾脫水機(jī)適用于各種混合污泥的脫水,處理固體含量為5%的典型消化混合污泥,濾布固體物負(fù)荷為32.8kg/(h·m2)時(shí),可得到固體含量為19%的脫水污泥餅。一般來說,連續(xù)式帶濾脫水機(jī)對(duì)不同污泥的脫水效果,與使用真空脫水機(jī)相當(dāng)。而與使用真空脫水機(jī)相比,連續(xù)式帶濾脫水機(jī)不易發(fā)生污泥粘附濾布的問題,且其動(dòng)力消耗較低。
污泥干燥
污泥干燥是應(yīng)用人工熱源以工業(yè)化設(shè)備對(duì)污泥進(jìn)行深度脫水的處理方法,盡管污泥干燥的直接結(jié)果是污泥含水率的下降(脫水),但與機(jī)械脫水相比,其應(yīng)用目的與效果均有很大的不同。污泥機(jī)械脫水(也包括污泥濃縮),其應(yīng)用的目的以減少污泥處理的體積為主(污泥濃縮和機(jī)械脫水通常均可使污泥體積減少4倍左右),但脫水污泥餅除了含水率和相關(guān)的物理性質(zhì),如流動(dòng)性與原狀污泥有差異外,其化學(xué)、生物等方面性質(zhì)并不因脫水而產(chǎn)生變化。污泥干燥則由于提高水分蒸發(fā)強(qiáng)度的要求,使用人工熱源,其操作溫度(對(duì)污泥顆粒而言)通常大于100℃,干燥對(duì)污泥的處理效應(yīng),不僅是深度脫水,還具有熱處理的效應(yīng);加之,污泥干燥處理的產(chǎn)物,其含水率可控制在20%以下,即達(dá)到抑制污泥中的微生物活動(dòng)的水平,因此污泥干燥處理可同時(shí)改變污泥的物理、化學(xué)和生物特性。
污泥干燥床
在各種形式的污泥干燥床中,干燥砂床是最古老也是最常見的一種。干燥砂床在設(shè)計(jì)上有多種變化,包括排水管線配置、礫石層及砂層厚度及砂床建材等。在自來水凈水廠中使用的污泥干燥床,其結(jié)構(gòu)與污水處理廠所使用的污泥干燥床類似。
新技術(shù)
我國(guó)污泥處理處置的現(xiàn)狀近年來,在我國(guó)節(jié)能減排政策與積極財(cái)政的作用下,城鎮(zhèn)污水處理得到了迅速發(fā)展,水環(huán)境治理也取得了顯著成效。但同時(shí),在污水處理時(shí)大量產(chǎn)生的污泥卻沒有得到有效的處理處置,對(duì)環(huán)境造成極大的危害,并嚴(yán)重影響我國(guó)節(jié)能減排戰(zhàn)略政策的實(shí)施。
污泥作為一種固體廢棄物,已經(jīng)成為繼城市垃圾污染的第二大固體廢物污染源。傳統(tǒng)的污泥的主要處置方式有填埋、焚燒、排海、農(nóng)用等。但是傳統(tǒng)的處理方法也存在一些弊端,無法對(duì)污泥進(jìn)行資源化利用,不能滿足現(xiàn)在對(duì)污泥處理的技術(shù)要求,因此對(duì)污泥處理資源化利用新技術(shù)的研發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。污泥的處理處置應(yīng)從環(huán)境污染、衛(wèi)生安全和經(jīng)濟(jì)效益等多方面綜合考慮,具備能源回收利用的污泥處理新技術(shù)將在污泥處理處置中發(fā)揮著不可替代的作用。
隨著環(huán)保力度的加強(qiáng)和人們對(duì)已有污泥處理處置技術(shù)局限性的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),世界各國(guó)都在投入重金研發(fā)新技術(shù),爭(zhēng)取找到更經(jīng)濟(jì)、更合理的污泥處理方案。
污泥處理技術(shù)
該技術(shù)創(chuàng)新采用污泥洗滌工藝,首先洗出污泥中有機(jī)物質(zhì),分離無機(jī)物質(zhì)污泥土,再將有機(jī)污泥濃縮進(jìn)行高溫厭氧消化處理。沉淀污泥經(jīng)過洗滌洗出污泥中一半固體無機(jī)污泥土,減少了一半生物處理量,節(jié)省工程投資和處理費(fèi)用;單獨(dú)處理有機(jī)污泥,去除了無機(jī)污泥土在反應(yīng)器中的沉淀,減少了設(shè)備磨損和反應(yīng)器的維護(hù);沉淀污泥經(jīng)過洗滌洗出污泥中大部分容易沉淀的重金屬和無機(jī)污泥土,提高了有機(jī)肥的品質(zhì);洗滌出的污泥土還可生產(chǎn)路面彩磚、透水磚。其他創(chuàng)新工藝:超高溫厭氧消化、多級(jí)厭氧消化、沼渣漂浮等,污泥生物處理速度提高了幾倍和沼氣產(chǎn)量提高20%以上。
沉淀污泥生物處理系統(tǒng),工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新采用地埋式、緊密型、多級(jí)消化反應(yīng)器設(shè)計(jì),幾個(gè)獨(dú)立的厭氧消化反應(yīng)器你中有我我中有你渾然一體,節(jié)省建筑材料,采用混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)低廉。前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的厭氧消化反應(yīng)器普遍采用地上式結(jié)構(gòu),地上式結(jié)構(gòu)能使配備設(shè)備便于維護(hù)和有利沼渣排放預(yù)防沼渣沉淀。該生物處理系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)很好地解決了配套設(shè)備的維護(hù)和沼渣沉淀,系統(tǒng)配備設(shè)備少,只需要幾臺(tái)水泵,就是水泵壞了更換一臺(tái)用不完20分鐘,保證設(shè)備檢修不停產(chǎn);沉淀污泥經(jīng)過洗滌去除了容易沉淀的無機(jī)污泥土,有機(jī)污泥經(jīng)吹浮系統(tǒng)作用全部漂浮不會(huì)沉淀。地埋式厭氧消化反應(yīng)器不僅投資少、不占用土地,而且還能防地震、防雷擊和使用壽命長(zhǎng)、減少消化系統(tǒng)的熱量損失。
污泥發(fā)酵技術(shù)
傳統(tǒng)污泥處理方法有3種:焚燒、填埋和資源化利用。國(guó)外多采用焚燒工藝,但投資巨大,易造成大氣污染;國(guó)內(nèi)多采用填埋,但需要占用大量的土地,同時(shí)會(huì)造成環(huán)境的二次污染;國(guó)內(nèi)上海等大中城市土地再生資源很少,難以長(zhǎng)期采用此方式。陳立僑介紹說,用微生物處理污泥前景廣闊。經(jīng)污水處理廠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用,每處理1噸污泥可獲得150元左右的經(jīng)濟(jì)效益。上海市每年排放污泥約140萬噸,如果有20%的污泥用微生物好氧發(fā)酵處理,直接經(jīng)濟(jì)效益約為4200萬元。此外,利用微生物好氧發(fā)酵,還能消除污泥的惡臭,有效控制污泥的二次污染,環(huán)境效益同樣顯著。
將污泥發(fā)酵成有機(jī)肥,如再加入部分牛糞等,就會(huì)發(fā)酵成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥,具體操作方法如下:
1、加菌。1公斤金寶貝肥料發(fā)酵劑可發(fā)酵4噸左右污泥+牛糞。需按重量比加30-50%左右的牛糞,或秸稈粉、蘑菇渣、花生殼粉、或稻殼、鋸末等有機(jī)物料以便調(diào)節(jié)通氣性。其中如果加入的是稻殼、鋸末,因其纖維素木質(zhì)素較高,應(yīng)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間。菌種稀釋:每公斤發(fā)酵劑加5-10公斤米糠(或麩皮、玉米粉等替代物)拌勻稀釋后再均勻撒入物料堆,使用效果會(huì)更佳。
2、建堆。備料后邊撒菌邊建堆,堆高與體積不能太矮太小,要求:堆高1.5-2米,寬2米,長(zhǎng)度2-4米。
2、拌勻通氣。金寶貝肥料發(fā)酵劑是需要好(耗)氧發(fā)酵,故應(yīng)加大供氧措施,做到拌勻、勤翻、通氣為宜。否則會(huì)導(dǎo)致厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生臭味,影響效果。
4、水分。發(fā)酵物料的水分應(yīng)控制在60~65%。水分判斷:手緊抓一把物料,指縫見水印但不滴水,落地即散為宜。水少發(fā)酵慢,水多通氣差,還會(huì)導(dǎo)致“腐敗菌”工作而產(chǎn)生臭味。
5、溫度。啟動(dòng)溫度應(yīng)在15℃以上較好(四季可作業(yè),不受季節(jié)影響,冬天盡量在室內(nèi)或大棚內(nèi)發(fā)酵),發(fā)酵升溫控制在70-75℃以下為宜。
6、完成。第2-3天溫度達(dá)65℃以上時(shí)應(yīng)翻倒,一般一周內(nèi)可發(fā)酵完成,物料呈黑褐色,溫度開始降至常溫,表明發(fā)酵完成。如鋸末、木屑、稻殼類輔料過多時(shí),應(yīng)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間,待充分腐熟。
發(fā)酵好的有機(jī)肥,肥效好,使用安全方便,抗病促長(zhǎng),還可培肥地力等。
污泥熔化技術(shù)
針對(duì)污泥焚燒過程中存在的二次污染,科研工作者開發(fā)出了污泥熔化技術(shù),該技術(shù)使污泥處于焚燒灰熔點(diǎn)溫度(通常為1300~1800℃)之上燃燒,不僅可完全分解污泥中的有機(jī)物、滅殺病菌,同時(shí)所形成的熔渣密度比焚燒灰高2/3,達(dá)到了灰渣大幅度減容的效果。污泥中的重金屬因被固定在玻璃態(tài)的熔渣中而具有不熔出的活性,所以污泥熔化后的熔渣可用作建材。
石灰投加技術(shù)
脫水后的污泥進(jìn)入料斗,料斗中加入石灰和氨基璜酸,石灰投量為濕泥量的10%一15%,氨基璜酸的投量約為石灰投量的1%。由于氨基璜酸在反應(yīng)過程中產(chǎn)生氨氣,增強(qiáng)了整個(gè)工藝的殺菌效果,降低了反應(yīng)溫度。污泥、生石灰和氨基璜酸在料斗中攪拌后,由雙螺旋進(jìn)料機(jī)推入柱塞泵進(jìn)料口,通過柱塞泵送入反應(yīng)器,在70℃下停留30 min,輸出的產(chǎn)品可達(dá)到美國(guó)EPA PART503 CLASS A標(biāo)準(zhǔn)。反應(yīng)后的污泥泵送至料倉(cāng),密封容器中產(chǎn)生的氣體經(jīng)洗滌塔處理后排放。
該工藝的特點(diǎn):pH>12,延續(xù)時(shí)間長(zhǎng),殺菌徹底;高pH使大部分金屬離子沉淀,降低了其可溶性和活躍程度;污泥的含固率可提高至30%;去除了污泥中的臭氣,系統(tǒng)全密封,無環(huán)境污染;系統(tǒng)全自動(dòng),操作維護(hù)簡(jiǎn)單:加入少量氨基璜酸,減少了石灰用量和反應(yīng)時(shí)間,降低了運(yùn)行成本。
污泥碳化技術(shù)
污水工藝優(yōu)化可降低剩余污泥產(chǎn)量,污泥破壁及強(qiáng)力干化技術(shù)能提高污泥的脫水性能;最終通過污泥碳化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)污泥的資源化,從源頭上解決污泥的產(chǎn)量,最終達(dá)到污泥零排放的目的。
所謂污泥碳化,就是通過一定的手段,使污泥中的水分釋放出來,同時(shí)又最大限度地保留污泥中的碳值,使最終產(chǎn)物中的碳含量大幅提高的過程(Sludge Carbonization ),在世界范圍內(nèi),污泥碳化主要分為3種。
⑴高溫碳化。碳化時(shí)不加壓,溫度為649—982℃。先將污泥干化至含水率約30%,然后進(jìn)入碳化爐高溫碳化造粒。碳化顆??梢宰鳛榈图?jí)燃料使用,其熱值約為8 360—12 540 kJ/kg(日本或美國(guó))。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和資源化,但由于其技術(shù)復(fù)雜,運(yùn)行成本高,產(chǎn)品中的熱值含量低,當(dāng)前尚未有大規(guī)模地應(yīng)用,最大規(guī)模的為30刪濕污泥。
⑵中溫碳化。碳化時(shí)不加壓,溫度為426—537℃。先將污泥干化至含水率約90%,然后進(jìn)入碳化爐分解。工藝中產(chǎn)生油、反應(yīng)水(蒸汽冷凝水)、沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化物。另外,該技術(shù)是在干化后對(duì)污泥實(shí)行碳化,其經(jīng)濟(jì)效益不明顯,除澳洲一家處理廠外,尚無其他潛在的用戶。
⑶低溫碳化。碳化前無需干化,碳化時(shí)加壓至6—8 MPa,碳化溫度為315℃,碳化后的污泥成液態(tài),脫水后的含水率50%以下,經(jīng)干化造粒后可作為低級(jí)燃料使用,其熱值約為15 048~20 482 kJ/kg(美國(guó))。該技術(shù)通過加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解,僅通過機(jī)械方法即可將污泥中75%的水分脫除,極大地節(jié)省了運(yùn)行中的能源消耗。污泥全部裂解保證了污泥的徹底穩(wěn)定。污泥碳化過程中保留了絕大部分污泥中熱值,為裂解后的能源再利用創(chuàng)造了條件14t。
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