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污泥處理的形式范文1
關鍵詞:微生物;活性污泥;城市污水;應用
現代社會不斷發展進步,城市化進程明顯加快,隨著工業生產規模的不斷擴大,城市環境問題也日益嚴重,污水排放給社會生態造成了嚴重的破壞,加強城市污水處理已經成為當前一項緊迫的任務。微生物在活性污泥法處理城市污水中具有良好的應用價值,工藝穩定可靠,能夠有效改善水質,從而改善城市水環境,對于整個社會的和諧發展也具有重要意義。
1 活性污泥中的微生物
活性污泥是微生物群體及它們所依附的有機物質和無機物質的總稱,它是一個廣闊的微生物世界,幾乎包括了微生物的各個群落,主要由細菌、真菌、原生動物和后生動物組成,其中細菌對凈化水質起主要作用?;钚晕勰嘀械闹黧w細菌來源于土壤、空氣和水。這與細菌在曝氣池內通過人為的培養迅速地大量增殖有關,形成了該條件下最適宜的細菌種群。它們能迅速地穩定水中的有機物質,有著良好的聚合力。在一定的能量水平下,大部分細菌構成了活性污泥的絮凝體并形成菌膠團。菌膠團在活性污泥中占絕大多數,它具有很強的吸附和分解有機物的能力。
細菌的另一種主要存在形式是絲狀菌,特別是其中的絲狀細菌。由于它們存在于活性污泥中,對絮凝體的性質產生很大影響,某種類的絲狀菌大量繁殖影響了活性污泥的沉降性能,引起污泥膨脹,嚴重地影響了出水水質。污泥膨脹是自活性污泥法問世以來在運轉管理中一直煩擾人們的最大的難題之一。而由絲狀茵引起的膨脹又是最為突出和最為常見的。目前已知的近30種絲狀菌并不是每一種都能引起污泥膨脹,與膨脹密切相關的絲狀菌只有十幾種。即使是處理的水質相同,由于運轉條件的不同,設計參數的差別,都引起在活性污泥中絲狀菌優勢菌種的差別。
隨著近年來對問題認識的深入,人們了解到絲狀菌有較強的分解有機物的能力,由絲狀菌引起污泥膨脹的處理功能和凈化效果不僅沒有問題,而且比正?;钚晕勰嗵幚淼乃|還要優良,不足之處是泥水難以分離。因此,人們在工藝中采用環境調控的方法,使菌膠團細菌和絲狀菌有一個合理的比例。目前完全利用絲狀菌的帶狀污泥的工藝已經開發完成。
真菌結構復雜、種類繁多,其數目一般沒有細菌和原生動物多。與活性污泥有關的真菌主要是霉菌,它能分解碳水化合物、脂肪、蛋白質及其它含氫有機化合物。
污水處理中常見的原生動物有肉足類、鞭毛類和纖毛類。常見的后生動物主要是多細胞的無脊椎動物,包括輪蟲、甲殼類動物和昆蟲及其幼體等。型動物能分泌粘液,有利于細菌凝聚物質,能吞食游離細菌和污泥碎片,并能活化細菌,使細菌和有機物質充分接觸,提高細菌對有機物的去除能力,改善了水質。微型動物本身能代謝可溶性有機物,對毒物比細菌敏感,可以有效去除有機物中的有毒物質。
2 微生物對活性污泥狀況的指示作用
以顯微鏡作為主要設備對活性污泥微生物進行觀察,可以清晰且直觀的了解活性污泥的具體狀況,尤其是活性污泥中指示生物的數量及生長狀態,進一步分析并判斷城市污水情況,為城市污水管理工作的高效開展提供可靠的支持。
一般情況下,通過微生物鏡檢之后,以顯微鏡對微生物進行觀察,明確微生物對活性污泥狀況的具體指示作用。正常微生物鏡檢主要包含五方面內容,一是城市污水中活性污泥絮體的結構、尺寸和形狀等;二是污泥絮體的具體組成情況;三是絲狀微生物的種類以及變化情況;四是觀察絮凝體之間的狀態,辨認是否存在細菌,并且觀察是否呈現出游離狀態;五是辨別是否存在高等生物。
微生物在活性污泥法城市污水處理中具有良好的應用價值,以顯微鏡為主要儀器設備進行觀察,可以發現一定量的微生物,并且這些微生物有新生的,也有老化的,二者在顏色、結構、吸附能力以及氧化能力上均存在一定差異。通過顯微鏡日常觀察可以發現,新生的菌膠團顏色較淺,大部分呈透明狀態,結構節湊性強,具有良好的吸附能力,并且氧化性較高。而老化的菌膠團則與新生菌膠團存在明顯差異,不僅顏色更深,而且結構松散,氧化能力、吸附能力均有不足。
應用微生物活性污泥法對城市污水進行科學化處理后,水質量得到明顯改善,城市整體水環境得到優化。以顯微鏡進行觀察,可以發現水中出現一定量的高等微生物?;钚晕勰喾ㄅ囵B初期、中期以及成熟期,不同種類的微生物形成,并在一定程度上反映出城市污水處理效果。
一般情況下,鞭毛蟲和變形蟲出現于活性污泥法城市污水處理的初期;游泳型纖毛蟲與鞭毛蟲出現于活性污泥法城市污水處理中期,而固著型纖毛蟲、鐘蟲和輪蟲主要形成于活性污泥法處理城市污水的成熟期,并且這幾種微生物的敏感度極高,往往容易受到城市污水處理效果的影響而出現變化,因此在應用微生物開展活性污泥法水處理的過程中,應當密切關注微生物的具體情況,以便及時調整應用策略。在實際操作過程中,銀彈鐘蟲出現呆滯情況,可以判斷曝氣池內溶解氧不足。當有毒物流入曝氣池,會直接導致鐘蟲死亡。若游動纖毛蟲大量存在而未見鐘蟲時,細菌呈游離狀態,此時可以判定水中含有諸多有機物質,應采取適當的污水處理方式。因此在應用微生物開展活性污泥法城市污水處理的過程中,應當掌握好不同微生物對活性污泥狀況的指示作用,以便及時調整活性污泥狀態,促進微生物的正常存活,進而提高城市污水處理效果。
城市污水處理相關實踐表明,在地區條件等因素的影響下,不同城市采用活性污泥法開展污水處理時,受到進水水質不同以及處理工藝差異等因素的影響和制約,活性污泥的微生物往往存在一定差異,為提高微生物在活性污泥城市污水處理中的應用效果,改善城市水環境,應當在實踐中不斷積累經驗,定期鏡檢,掌握好微生物的種類及組成與城市水質之間存在的密切聯系,進一步在活性污泥法城市污水處理中對微生物加以科學化應用。
結束語
總而言之,活性污泥系統中,高生物活性的好氧微生物在曝氣池內能夠去除有機物,并在沉淀池內實現微生物的有序分離,從而全面提高活性污泥系統的處理效果。與此同時,在二沉淀池中能夠實現微生物的有序分離,改善城市水質量和整體水環境。因此在城市污水處理過程中,應當對微生物加以科學化利用,全面提高活性污泥水處理效果,維護社會生態的持續健康發展。
參考文獻
[1]藺向陽.淺談城市污水處理中微生物活性污泥法的應用[J].裝備制造,2010(1):218.
污泥處理的形式范文2
關鍵詞:污水處理廠;污泥處理處置現狀;基本形勢;基本對策
中圖分類號:X705文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(2012)12-0074-05
1武漢市污泥處理處置現狀分析
1.1污水廠現狀
武漢市從1984年開始建設污水處理廠,并于1990年開始正式運行,至2010年年底,武漢市都市發展區范圍內已建成污水處理廠16座,總規模195萬t/d[1],具體情況如表1所示。
1.2污泥現狀
1.2.1污泥現狀產量
武漢市主城區已建成的12座污水處理廠中正常運行產泥的污水廠有9座,主城區外已建和在建的8座污水廠中正常運行的有4座,目前,污水廠的污泥脫水后含水率平均在75%~80%左右,2010年武漢市主城區脫水污泥總產量為226419t,產泥率為1.66~9.13t濕污泥/×104 m3污水;主城區外脫水污泥總產量為38902t,產泥率為4.32~5.4t濕污泥/×104m3污水。因此截至2010年年底,武漢市已建成16座城鎮集中式污水處理廠,日產污泥(80%含水率)約730t。
1.2.2污泥現狀泥質
武漢市主城區各污水處理廠現狀泥質特性見表2。
1.3污泥處理處置現狀
目前武漢市都市發展區范圍內正常運行產泥的污水廠有13座,僅三金潭污水廠建有污泥厭氧消化池,其余污水廠污泥處理主要采用離心脫水和帶式脫水等機械脫水方式脫水,脫水污泥的最終處置方式均為委托外運填埋。
1.4污泥處理處置建設項目及發展情況
目前武漢市三金潭污水廠消化池已調試運行,已批復立項準備建設武漢市亞行三期環境改善項目污泥處理子項(表3)、陳家沖污泥處理項目。
近兩年來,隨著武漢市對污水廠污泥處理處置的重視,越來越多的企業參與到污泥處理處置事業中來,比如湖北省華新水泥公司擬將脫水60%的污泥運至黃石水泥窯焚燒制成水泥骨料,湖北亞東水泥有限公司計劃新建一條水泥生產線協同處理城市污泥,湖北博時城鄉環境能源公司已建成運行污泥炭化處理示范工程,湖北和遠新能源科技有限公司已動工建設利用復合酶-OSA污泥減量技術和太陽能-熱泵污泥干化技術處理市政脫水污泥工程。
1.5污泥處理處置存在的主要問題
由于歷史與體制的原因,我國排水行業歷來“重水輕泥”,武漢市也不例外,近幾年來武漢市城市基礎設施建設主要以污水處理廠為主,而污泥作為污水處理的產物并沒有受到足夠的重視,主要是因為以前污泥量較小,對環境的危害程度沒有現在嚴重。隨著污水廠大規模建設并相繼投產運營,污泥的產量急劇增加,目前全市的污泥量接近730t/d,污泥的處理處置問題凸顯出來,亟需解決污泥出路問題。
目前武漢市污水廠污泥未考慮污泥干化等常規處理設施,僅采用濃縮、脫水等處理,處理效率偏低,污泥含水率普遍高達80%,運往垃圾場填埋后,由于污泥細小,可能造成垃圾場滲濾收集系統的堵塞,同時如此大量的剩余污泥進入垃圾場,勢必會影響垃圾場的正常運行,降低垃圾場的處理能力,縮短垃圾填埋場的使用壽命。目前武漢市垃圾填埋場已不接納此類污泥。同時這些污泥含水率高,呈糊狀,給儲存、處理、運輸等環節帶來極大困難,造成現有污水污泥出路不暢。因此未來應根據污泥現狀泥質的特性,尋找合適的污泥處理處置方式。
同時,武漢市目前沒有專門的污泥處置設施,現有污泥的外運填埋如處理不當,將不可避免地造成二次污染。污泥處理處置的失效不僅是污水處理廠全部功能實現的問題,而且作為城市水資源與水環境的結點其整體功能也將隨之失效,污泥對地表水和地下水的污染甚至會造成更為嚴重的環境災害。
2武漢市污泥處理處置面臨的基本形勢
2.1污水處理廠污泥處理處置的緊迫形勢
截至2010年年底,武漢市已建成16座城鎮集中式污水處理廠,日產污泥(80%含水率)約730t,按武漢市污水處理廠的建設速度和規劃規模,污泥產量在相應的規劃期內還將處于高速增長階段。依據《武漢市主城區污水收集與處理專項規劃(2010~2020)》,主城區污水廠規劃處理總規模將達到369萬m3/d。另外都市發展區污水廠規劃處理規模為244.5萬m3/d,遠城區(不在都市發展區范圍內,僅前川和邾城)污水廠規劃處理規模為20萬m3/d。根據環保部及規劃部門對水環境保護的要求日益提高,大部分污水廠的尾水排放標準將由原來的GB18918-2002一級B標準提高至一級A標準[2],因此污水廠污泥量遠期將大大增加。通過污泥量預測,至規劃遠期,武漢市各污水廠的干污泥總量約894.8t/d,如果按處理到含水率80%的要求,則運出廠外的污泥總量約2986t/d;如果按環保部“十一五”期間對污泥減量化的要求,污泥含水率不得大于50%運出廠外[3],則運出廠外的污泥總量約1194t/d。
因此,武漢市現有已建及在建污泥處理處置設施總規模還遠不能滿足污水廠正常運轉和持續發展的需要。
2.2武漢市污泥處理處置面臨的政策形勢
2000~2010年期間,國家相關單位相繼頒布了《城市污水處理及污染防治技術政策》 、《城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策(試行)》(建城[2009]23號)、《污水處理廠污泥處理處置最佳可行技術導則》、《關于加強城鎮污水處理廠污泥污染防治工作的通知》(環辦[2010]157號)、《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南(試行)》(建科[2011]34號)[3~8]。當前我國污泥處理處置事業處于初步發展階段,這些政策體現了節能減排、資源循環利用和土地節約利用政策的要求,明確了污水處理廠污泥處理處置技術的發展方向和技術原則,對指導各地開展城鎮污水處理廠污泥處理處置技術的研發和推廣應用、促進工程建設和運行管理、避免污泥二次污染、保護和改善生態環境、促進節能減排和污泥資源化利用等具有重要意義。
2010年12月湖北省住房和城鄉建設廳根據國家下發的有關規定制定了《關于加強全省城鎮污水處理廠污泥處理處置勞動的意見》,對全省污泥處理處置設施建設、監管、投融資體系以及組織領導等提出了指導意見和明確要求,為加快推進湖北省城鎮污水處理廠污泥無害化處理處置和資源化利用工作提供了政策支持[9]。
我國對污泥處理處置的認識是在近幾年才逐漸展開的,存在國家層面的法律法規缺失的問題,這也導致了武漢市缺乏對城市污泥處理處置的相關規定,目前市水務局、環保局和城管局等行政主管部門對城市污泥處理處置都具有管理職能,但未能形成有效的管理機制,造成管理和監管缺位。
2.3武漢市污泥處理處置面臨的資源形勢
武漢市有多種可用于污泥處理處置的資源條件,如土地利用、焚燒和填埋資源,各種資源條件的優缺點分析如下。
2.3.1土地利用條件
污泥土地利用主要通過堆肥進行農用或通過無害化及穩定化處理后進行土壤改良。林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴重擾動的土地(如礦場土地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區等需要復墾的土地)的修復與重建,減少了污泥對人類生活的潛在威脅,既處置了污泥又恢復了生態環境。
2.3.2農業利用消納的資源條件
根據土地利用變更調查數據分析,到2020年,武漢市耕地保有量將不低于338000hm2(507萬畝)。
可見武漢市農用地規模較大,可消納污泥產品量大。根據《城鎮污水處理廠污泥處置 農用泥質》(CJT 309-2009),施用符合標準的污泥時,一般每年每畝用量不超過7.5t(以干污泥計),連續在同一塊土壤上施用不得超過10年,則僅耕地年可消納污泥量253.5萬t。不過由于污泥中含有部分重金屬和其他有毒物質,且目前國內相關標準缺失,難以控制土壤中積累的重金屬和其他有毒物質含量對農作物的影響,同時污泥制肥尚無產品消納體系,堆肥產品無法保證穩定持續的消納,且一旦不慎造成污染進入食物鏈,后果將十分嚴重難以挽回。
2.3.3綠化利用消納的資源條件
武漢市主城區現狀綠地總面積為25.17km2,規劃公園綠地、生產綠地總量分別為74.04km2和5.01km2。新城組群現狀綠地面積總量為22.36km2,規劃公園綠地和生產綠地面積分別為74.38km2和26.03km2。
武漢市綠化用地規模較大,可消納污泥產品量大,由于該方式污泥產品不進入食物鏈,在保證環境安全前提下,可有效解決污水污泥出路問題。但是此方式缺乏污泥產品施用地域、方式、數量整體的規劃。
2.3.4礦區恢復消納的資源條件
武漢市在蔡甸區、江夏區等共有7610hm2廢棄磚瓦廠、礦山用地需進行土地復墾和改造。
污泥經過干化或者石灰(水泥)穩定后,不僅其含水率大大降低、病菌殺滅,其物理性能也得到較大改善,可作為部分建設場區的填方土源。但開采礦區為企業使用,需相關政策才能保證該種消納方式使用。
2.3.5焚燒條件
考慮環保部門要求,污泥不宜采用直接焚燒方式,已避免造成環境二次污染,同時污泥的建材利用等綜合處理措施需在干化前提下實施,本次焚燒條件分析以干化條件分析為基礎。由于武漢市污泥熱值尚不能支持自身干化需要,外來能源的補充就成為污泥干化最重要的制約因素。武漢市內現有青山熱電廠、武昌電廠、關山熱電廠、陽邏電廠、沌口電廠、武鋼電廠、武石化電廠、晨鳴紙業自備電廠、葛化祥龍電廠、東西湖世源熱電等,裝機規模為425.15萬kW,武漢市已建及在建垃圾焚燒廠有5座,分別為長山口、灄口、青山、新溝和鍋頂山垃圾焚燒廠,現有水泥廠有陽邏亞東水泥廠,在武漢市周邊100km范圍內還有華新水泥黃石、大冶和赤壁等生產廠。
武漢市目前在三環線周邊分布的電廠和垃圾焚燒廠較多,能源分布較廣,為污泥干化提供了良好的能源條件。同時干化后產品可與煤摻燒補充能量,達到資源循環利用效果。但是這些電廠余熱已開發利用,且摻燒對現有鍋爐本身存在不利影響,無相關政策鼓勵企業積極參與。
2.3.6衛生填埋條件
武漢市內目前共有長山口(2000t/d)、陳家沖(2100t/d)2處在運行的垃圾填埋場,尚有千子山規劃垃圾填埋場待建,處理規模為1500t/d。
衛生填埋以其成本地、易實施的優點,在污泥處置中占據了重要位置,同時作為污泥處置基本和安全手段,污泥填埋場地的控制必不可少。目前由于武漢市垃圾焚燒處理設施處于大規模建設期,現有垃圾填埋場處理能力較大,可有效接納污水污泥的填埋需求。但是考慮土地利用價值及不可再生性,土地填埋不可持續,且選址難度較大,同時若脫水污泥不符合垃圾填埋場的剪切強度要求,勉強填埋會影響填埋場的透水透氣性能及覆土,縮短填埋場使用壽命。
3解決武漢市污水廠污泥處理處置現狀
的基本對策3.1盡快編制完成相關專項規劃
隨著城市發展污水廠污泥產量顯著增加,污泥處理處置已經成為政府、行業專家和公眾共同關注的焦點,2008年武漢市規劃研究院啟動了新一輪《武漢市污水廠污泥處理處置專項規劃》的編制工作,并于2010年正式開始編制,以指導污泥處理處置項目的實施。在專項規劃的編制過程中,面臨許多難點和意見分歧,給污泥規劃方案的確定造成了諸多困難,經過多番協商和修改,目前已基本完成專項規劃的編制工作,政府應盡快完成規劃的審查和批復工作。
3.2確保按期建設近期成熟項目
按現狀污水廠規模和在建(含已立項)污水廠規模預測污泥量,到2013年,武漢市污泥總量為干污泥342.9t/d、80%含水率的濕污泥為1714.5t/d。近期應完成在建及已立項的污水廠污泥處理處置項目,包括華新水泥龍王嘴污泥深度脫水加外運水泥廠協同處置項目(80%含水率污泥150t/d)、北京恒通陳家沖污泥堆肥項目(80%含水率污泥220t/d)、亞行三金潭污泥熱干化項目(80%含水率污泥100t/d)、亞行南太子湖污泥石灰穩定項目(80%含水率污泥50t/d)和亞行落步嘴污泥熱干化項目(80%含水率污泥200t/d)。建設長山口基地的污泥衛生填埋工程,規模為80%含水率污泥400t/d。完成各污水廠廠內污泥含水率控制工程,包括近期所有在建及已立項污泥處理處置項目中未明確集中處理的污水處理廠,分別為湯遜湖、豹澥、沌口、紗帽、紙坊、黃金口、蔡甸、高橋污水處理廠,總計規模80%含水率污泥167.5t/d。同時建設漢西污水處理廠污泥消化工程,規模為80%含水率污泥200t/d。這些近期工程的建設將處理86.8%的含水率80%的污水廠污泥。
3.3盡快開展相關研究
3.3.1污泥處理處置方式研究
污泥的處置方法各有利弊,也在不斷發展,對于武漢市來說不宜局限于一種處置方法。污泥處理處置方式的選擇應有利于污泥處理處置的全過程安全風險控制,確保污泥處理處置系統滿足城市環境保護的要求;有利于污泥處理處置的市場化運營,促進污泥資源化利用;有利于污泥處理處置項目的順利推進,確保污泥處理處置各階段目標的實現;有利于污泥處理處置新技術的應用,探索與武漢市相適應的處理處置技術路線。
通過對武漢市污泥泥質進行分析可知,各廠污泥含水率在75%~85%,均需要經過脫水處理才能滿足各種處置方式的需求;將各廠干污泥重金屬含量與各項泥質指標對比可知,龍王嘴污水廠污泥相對于園林綠化用泥Cd超標,湯遜湖和南太子湖污水廠的Zn含量嚴重超標,沌口污水廠污泥相對于部分泥質Pb含量超標,漢西相對于部分泥質Cd含量超標;而各廠污泥干基中有機物含量均能滿足園林綠化、農用以及土地改良對有機物含量的需求,只有龍王嘴和三金潭污水廠污泥干基中有機物含量滿足單獨焚燒對有機物的需求;另外各廠干污泥肥分(總氮+總磷+總鉀)均能滿足土地改良、園林綠化以及農用泥質對肥分的要求;但是各廠熱值均偏小,且不能滿足焚燒對干污泥中熱值的需求,因此對各廠脫水污泥進行焚燒皆需要熱源,利用工業余熱、廢熱先將污泥進行干化,提高污泥的熱值再進行焚燒,是經濟有效的方法,干化后的污泥可送入水泥廠、熱電廠焚燒。
3.3.2污泥處理處置產業政策研究
政府應制定鼓勵多元化投資的政策,在爭取政府劃撥污泥處理處置專項資金的同時建立多元化的污泥處理處置融資渠道,廣泛吸納國內外各類資本,鼓勵成立專業污泥處理處置企業,實現污泥的集約化和產業化經營;制定保障污泥產品出路的政策,對污泥資源化利用產品優先采購;采取鼓勵和扶持污泥處理處置產業發展的財政、稅費優惠措施,以財政補貼、稅費減免等經濟杠桿引導和支持企業從事污泥處理處置工作;同時對在特許期限內,因政策調整而利益受損的公司進行補償;鼓勵污泥無害化和資源化的科學研究與技術進步,優先給予“三項經費”立項與資助,用于污泥無害化處理與綜合利用技術改造的貸款,政府給予貼息扶持。
3.3.3污泥處理處置監管政策研究
污泥的處理處置監管主要可以從以下3個方面來考慮。一是源頭監管:污水廠是污泥產生的源頭,污泥處理處置的監管是目前污水處理廠監管的重要工作之一,各污水處理運營單位必須建立污泥產期、產量、去向等詳細臺賬,健全相關管理制度,各廠在生產報表中上報污泥量和脫水污泥含水率,以便進行核查。二是轉移監管:污泥產生后要進行處理處置,則必須進行轉移運輸,而運輸公司或運輸車輛必須置于監管之下,污泥運輸應采取密封措施,防止沿途拋灑,更不得隨意傾倒,避免在運輸過程中產生二次污染。環保的危險廢棄物轉移聯單管理辦法是個有效的辦法,可以借鑒。三是處置監管:污泥的處置方式及產品最終去向必須得到監管,防止企業在盈利驅動下,會在可減少成本的環節鉆空子,讓污泥最終得到安全有效的處置。
3.3.4污泥處理處置資金政策研究
目前,由于污泥的偷排或不妥當的處理處置會帶來環境的二次污染,同時也嚴重影響污水處理的效果,且污水處理費收費不到位、收費水平過低,同時污泥處置要涉及到多部門、多企業,需要建立一個完整的產業鏈,不是一個企業可以解決的,需要政府系統規劃、組織協調其設施的建設與運行,因此政府承擔了污泥處置設施投資、建設的責任。政府應從污泥處理處置費用納入污水處理費以及污泥處理處置費用由政府列入專項資金進行管理兩方面盡快開展武漢市污泥處理處置工程資金政策研究,促進污泥處理處置產業化發展。
4結語
(1)按武漢市污水處理廠的建設速度和規劃規模,污泥產量在相應的規劃期內還將處于高速增長階段?,F有已建及在建污泥處理處置設施總規模還遠不能滿足污水處理廠正常運轉和持續發展的需要,污水處理廠污泥處理處置的形勢緊迫。
(2)當前我國污泥處理處置事業處于初步發展階段,國家相關政策體現了節能減排、資源循環利用和土地節約利用政策的要求,但是在國家相關法律法規缺失的情況下,武漢市缺乏相關的污泥處理處置政策和管理機制。
(3)武漢市有多種可用于污泥處理處置的資源條件,如土地利用、焚燒和填埋資源,雖各有利弊,但是總體上規模較大,可消納量較大,分別廣泛,可選擇性多樣,這有利于確定武漢市污水處理廠污泥處理處置方式選擇、設施布局等。
(4)在武漢市污水廠污泥處理處置面臨的基本形勢下,為解決污泥處理處置現狀存在的問題應盡快完成專項規劃的編制、近期污泥項目的建設及污泥處理處置方式、產業政策、監管政策和資金政策的研究。政府應制定鼓勵多元化投資的政策,對污泥資源化利用產品優先采購,采取鼓勵、扶持污泥處理處置產業發展的財政、稅費優惠措施,制定風險補償和科研資助政策,保證項目公司的利益,鼓勵污泥無害化和資源化科學研究技術的進步。
參考文獻:
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污泥處理的形式范文3
【關鍵詞】污泥處理;濃縮脫水;濃縮脫水一體化設備
1濃縮脫水
我國目前污水處理系統發展遠差于發達國家,而污泥處理系統發展更加不完善。我國污泥處理急需向著高效化,經濟化,科學化方向發展。污泥處理系統產生的污泥,含水率高,體積大,導致輸送、處理或處置都不方便。污水處理廠通常設置污泥濃縮脫水設備,使污泥初步減容,將污泥泵房送來的污泥含水率從99%降至60%~80%,使其體積大幅減小,給后續處置帶來方便。
2污泥濃縮脫水主要設備
目前污泥濃縮的主要形式有: 重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮。隨著近些年新設備的開發、更新和應用,目前我國常用污泥濃縮設備有重力式污泥濃縮池濃縮機, 臥螺式離心機, 還有帶式濃縮機; 常用的污泥脫水的設備主要有:離心脫水機、板框壓濾機、帶式壓榨過濾機。
污泥經板框壓濾機處理后含固率很高,有更好的運行效果,因而一直被很多污水廠所采用。按照工作方式,板框壓濾機可分為手動式板框壓濾機、全自動板框壓濾機、半自動板框壓濾機。但這種脫水機為間斷運行, 效率低, 維修量大, 城市污水廠處理污水的過程中產泥量大,因此此種方法不方便于城市污水處理廠的使用,因此不常采用。
離心脫水機能耗高、噪聲大, 因而以前使用較少,80 年代以來, 離心技術有了很快的發展, 尤其是有機高分子絮凝劑的普遍使用,。有機高分子絮凝劑使污泥中的懸浮顆粒以架橋、吸附等作用下,對從初沉池、二沉池來的污泥進行調制,使離心脫水機和處理能力大大提高, 加之占地面積小,全封閉無臭味的特點, 離心脫水機的使用日益增多[1]。與此同時,離心機的缺點是高速旋轉的葉輪對污泥的要求較高,含砂量大的污泥會對離心機造成磨損,減少使用壽命,而且結構和操作較為復雜,不利于檢修人員的操作和維修,為后續機器管理維修造成不便。
帶式壓濾機在污水處理廠廣泛使用,尤其是上個世紀末污水處理技術的革新,使得帶式壓濾機本身的優點更加占優勢。帶式壓濾機具有結構簡單、便于操作、添加絮凝劑方便的特點,便于機器的維修和功能的運行,帶式壓濾機在我國的城市污水處理廠中廣泛應。通過控制污泥的進泥量和進泥固體負荷,調節濾帶的帶速和濾帶張力以及污泥調節絮凝劑的用量,來處理污水處理過程中所產生的污泥,壓制成泥餅,降低含水率,減小污泥體積。泥餅運至污泥堆棚,或者由卡車運至廠外,進行進一步污泥處置。
根據污泥廠的性質和每天所需要處理的污泥量,來選擇污泥濃縮和脫水設備。污泥濃縮和污泥的脫水本是兩個過程,污泥濃縮為脫去污泥中的自由水,污泥脫水脫去毛細水, 90 年代以來, 歐美一些國家通過改進一般帶式壓濾機重力脫水段的性質、適應二級處理新工藝污泥性質的變化而設計制造出污泥濃縮脫水一體化設備。
3濃縮脫水一體化設備
帶式濃縮脫水一體化設備主要由兩種形式,一種為濃縮用螺旋濃縮機,后配帶式壓濾機;另一種是濃縮和脫水均為帶式壓濾機。二者將污泥濃縮與污泥脫水與一體,操作較為簡便,自動化程度高,污泥處理的效率提高。
濃縮和脫水設備均采用帶式設計比較有較強的適應性和廣泛性。帶式濃縮具有接受高水力負荷的能力,帶式濃縮方式對各類工藝生產都有明顯的效果,可以適應更廣范圍內的污泥量和污泥性質。而轉鼓轉篩濃縮+帶式脫水的設計在工藝適用性方面與帶式一體機相比顯得明顯不足[2]。
帶式濃縮一體化設備是由兩部分組成,一部分是重力帶式濃縮機進行濃縮脫水段。濃縮脫水段主要的作用是脫去物料中的自由水,使物料的流動性減小,為下一步過濾做準備。重力帶式濃縮機中增加了"水中絮凝造粒器"的裝置以達到化學加藥絮凝的作用,提高污泥的脫水性,改良濾餅的性質,增加物料的滲透性。此方法效果好,且能夠節省藥劑,降低運行費用,且操作方便,便于機器后續檢查維修。另一部分為壓榨過濾段,形式原理同壓濾機。壓濾機一般可以分成為四個工作區:重力脫水區、楔形脫水區、低壓脫水區、高壓脫水區[3]。四個工作區相互配合,逐步完成,通過擠壓力的作用,將污泥中的水分進一步擠出,提高污泥的含固率,使污泥的含固率至達到20%以上,處理后的泥餅可進一步進行填埋、焚燒、堆肥等最終污泥處置。
參考文獻
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污泥處理的形式范文4
關鍵詞:電鍍污泥 銅 回收利用 資源化
據不完全統計,我國約有電鍍廠1萬余家,年排電鍍廢水約40億 m3 [1]。電鍍廠大都規模較小且分散,技術相對落后,絕大部分以鍍銅、鋅、鎳和鉻為主[2]。目前處理電鍍廢水多采用化學沉淀法[3],因此在處理過程中會產生大量含Cu等重金屬的混合污泥。這種混合污泥含有多種金屬成分,性質復雜,是國內外公認的公害之一。若將電鍍污泥作為一種廉價的二次可再生資源,回收其中含有較高濃度的銅,不僅可以緩解環境污染,實現清潔生產,而且將具有顯著的生態和經濟效益。因此,研究含銅污泥的資源化及銅的回用等綜合利用技術對我國實現可持續發展將具有深遠的現實意義。
1 電鍍污泥中回收銅的主要工藝流程和技術
1.1 回收銅的一般過程
1.1.1 銅的浸出
污泥經過一定的預處理后,采用氨水﹑硫酸或硫酸鐵浸出污泥中的銅。氨水浸出選擇性好,但氨水具有刺激性氣味,對浸出裝置密封性要求較高。當NH3的濃度大于18%時,氨水的揮發較多,將造成氨水的損失及操作環境的惡化[4];硫酸浸出[5,6]反應時間較短,效率較高,但硫酸具有較強的腐蝕性,對反應器防腐要求較高;硫酸鐵的浸出效率更高[7],但反應時間較長,因此需要更大的反應器容積。采取哪種浸出方式要根據污泥的性質來確定。
1.1.2 分離提純浸出液中的銅
利用各種技術把浸出液中的銅分離提取出來,從而以金屬銅或銅鹽的形式回收。
1.2 銅的主要回收利用技術
根據對銅的回用程度,電鍍含銅污泥治理與綜合利用的方法可分為三類。
(1)使電鍍含銅污泥穩定化,使其對環境的危害降到最低,而不回收其中的金屬銅。主要采用固化劑固化、穩定電鍍污泥后,再進行填埋、填?;蚨逊盘幚?。
(2)對電鍍含銅污泥進行綜合利用,即采用一系列的處理措施,把電鍍含銅污泥加工成建筑材料﹑改性塑料﹑鞣革劑等工業材料[8]。
(3)采用多種物理及化學處理方法,把污泥中的銅提取出來最終以金屬銅或銅鹽的形式進行回收,實現電鍍污泥的資源化利用。
2 電鍍污泥資源化利用技術
2.1 電鍍污泥焚燒固化填埋處理技術
此技術采用一系列手段來處理電鍍污泥,使其中的重金屬不再對環境產生污染,對含大量重金屬的電鍍污泥處理十分有效。主要優點有:設備和工藝簡單;投資、動力消耗和運行費用都比較低,固化劑水泥和其他添加劑價廉易得;操作條件簡單,常溫下即可進行;固化體強度高、長期穩定性好;對受熱和風化也有較強的抵抗力,因而對控制電鍍污泥的污染簡單而有效。但未能回用其中的重金屬造成資源的浪費[9]。
2.2 制作工業復合材料
2.2.1 鐵氧化體法綜合利用技術
電鍍污泥多是電鍍廢水經鐵鹽處理產生的絮凝產物,一般含有大量的鐵離子,實踐證明,通過適當的技術可以使其轉變為復合鐵氧化體。在生成復合鐵氧化體[10]的過程中,幾乎所有重金屬離子都進入鐵氧化體晶格內而被固化,其中鐵離子以及其他多種金屬離子以離子鍵作用被束縛在反尖晶石面形立方結構的四氧化三鐵晶格節點上[6],在pH 3~10范圍內很難復溶,從而消除污染。鐵氧化體固化產物穩定、且具磁性,可用作磁性材料,同時也易于分離、產物可進一步加工[11,12],是檔次較高的綜合利用產品,而且處理方法簡單,可以實現無害化與綜合利用的統一,比傳統的固化和填埋處置等方法要合理,效益要高。
2.2.2 制作建筑材料﹑改性塑料﹑鞣革劑等工業材料
這種方法適用于各種電鍍污泥的處理,污泥消耗量大,經濟效益較明顯。上海閘北區環保綜合廠建設了年處理電鍍污泥1200 t的生產線,進行多年的工業化生產,效果良好[13]。
2.3 以金屬銅或銅鹽形式回收銅
2.3.1 濕法冶金回收重金屬技術
濕法冶金回收重金屬,能從多種組分的電鍍污泥中回收銅﹑鎳﹑鋅等重金屬,資源回收層次比較高,處理效果較穩定。工藝過程主要包括浸出、置換、凈化、制取硫酸鎳和固化 [14] 。采用本工藝可以得到品位在90%以上的海綿銅粉,銅的回收率達95%。但該技術采用置換方式來回收銅,置換效率低,費用偏高,且對鉻未能有效回收,有一定的局限性。
2.3.2 離子交換膜法
一般采用液膜來進行回收。液膜包括無載體液膜、有載體液膜、含浸型液膜等。液膜分散于電鍍污泥浸出液時,流動載體在膜外相界面有選擇地絡合重金屬離子,然后在液膜內擴散,在膜內界面上解絡。重金屬離子進入膜內相得到富集,流動載體返回膜外相界面,如此過程不斷進行,廢水得到凈化,重金屬得到回收利用。
膜分離法的優點:能量轉化率高,裝置簡單,操作容易,易控制、分離效率高。但投資大,運行費用高,薄膜的壽命短,比較容易堵塞,操作管理煩瑣,處理成本比較昂貴[15]。
2.3.3 溶劑萃取法
20世紀70年代,瑞典提出了 H-MAR與Am-MAR“浸出-溶劑萃取”工藝,使電鍍污泥中銅﹑鋅﹑鎳的回收率達到了70%,并已形成工業規模。美國在此工藝的基礎上進行改進,使銅﹑鎳的回收率達到90%以上。我國祝萬鵬等[16]在此基礎上又進行了改進,首先將含銅的電鍍污泥經氨水浸出,絕大部分鐵和鉻被抑制在浸出余渣中。然后將氨體系料液轉變為硫酸體系料液再進行萃取,經萃取和反萃取后可以得到銅的回收產物,其中產生的金屬沉渣可以加入硫酸進行調配后再循環。工藝流程如圖1所示。
采用N510-煤油-H2SO4四級逆流萃取工藝可使銅的回收率達99%,而共存的鎳和鋅損失幾乎為零。銅在此工藝過程中以化學試劑CuSO45H2O或電解高純銅的型體回收,初步經濟分析表明,其產值抵消日常的運行費用,還具有較高的經濟效益。整個工藝過程較簡單,循環運行,基本不產生二次污染,環境效益顯著[16]。
但萃取法操作過程和設備較復雜,成本較高,工藝有待于進一步優化。
2.3.4 氫還原分離技術
在高壓釜中氫還原分離制取銅、鎳金屬粉是比較成熟的技術,20世紀50年代以來,在工業上用氫氣還原生產銅、鎳和鈷等金屬,取得了顯著的經濟效益和社會效益。此法可分離回收電鍍污泥氨浸產物中的銅、鎳、鋅等有價金屬。對氨浸產物進行培燒、酸溶處理后,進而氫還原分離出銅粉,然后在酸性溶液中氫還原提取鎳粉,最后沉淀回收氫還原尾液中的鋅。有價金屬的回收率達98%~99%。它可以在液相體系、漿料體系通過各種工藝條件的變化分離和生產各種類型(粗、細、超細)的、各類型體(單一、復合)的金屬粉末和金屬包復材料。與其他分離方法相比,濕法氫還原方法流程簡單,設備投資少,操作方便,產品質量好,產值較高,可以針對不同需要改變生產條件,獲得不同純度、不同粒度的銅、鎳產品。此外,過程不封閉,不存在雜質積累問題,排放的尾液中的主要重金屬離子含量均
控制在極低的范圍內,基本不污染環境,具有良好的環境和經濟效益[17]。
2.3.5 肼(N2H4)還原技術回收金屬銅
肼(N2H4)是一種廣泛運用的還原劑,用肼作為生產高精度金屬、金屬-玻璃膜、金屬水溶膠和非電鍍金屬板的還原劑具有良好的效果,在Ducamp-Sanguesa作的一項研究中表明,肼以[Pd(NH3)4]2+的形式作還原劑,在乙烯-乙二醇中,在-9~20 ℃下會形成單分散性球狀鈀顆粒[18],在還原銅的過程中也有同樣的現象發生。Degen 等[19]發現,在還原銅的過程中圍繞肼有一系列重要的反應:
4OH-- + N2H4 = N2 + 4H2O + 4e- E0 = 1.17 V
通過下面的反應,肼可以很有效地把銅離子還原為金屬銅:
2Cu2+ + N2H4 2Cu + N2 +4H+
肼還可以和浸取液中的溶解氧發生如下反應:
N2H4 + O2 N2 + 2H2O
肼在酸性或堿性條件下也會發生自身的氧化還原反應:
3N2H4 N2 + 4NH3
通過上述反應可知,可以很容易利用肼把浸出液中的銅離子還原為金屬銅。通過去除反應器里的氧,可以防止銅離子和氨水的螯合反應發生,而剩余的肼可以通過向反應器通氣吹脫去除[20]。由于銅離子很迅速地轉變為金屬態,因此對金屬態顆粒存在的數量有很嚴格的限制。pH是最重要的影響因素,為了達到較高的回收效率,應該保持系統pH穩定在11以上。
2.3.6 煅燒酸溶法
Jitka Jandova等[21]研究發現,對含銅污泥進行酸溶、煅燒、再酸溶,最后以銅鹽的形式回收,是一種簡便可行的方法。在高溫煅燒過程中,大部分雜質,如鐵、鋅、鋁、鎳、硅等轉變成溶解緩慢的氧化物,從而使銅在接下來的過程中得以分離,最終以Cu4(SO4)6H2O鹽的形式回收。主要工藝流程如圖2所示。
這種方法流程簡單,不需要添加別的試劑,具有較強的經濟性和簡便性,但回收得到的銅鹽含雜質較多,工藝有待進一步優化。
3 結語及展望
電鍍污泥資源化及綜合利用技術在我國尚處于起步階段。目前制約大規模應用的主要問題是電鍍污泥中銅的浸出效率還比較低;而浸取效率和污泥中銅的型體密切相關,對污泥中銅的型體技術研究有待深化;一些先進的綜合回收利用技術還處于實驗室階段,還達不到大規模生產的階段,其中膜法和溶劑萃取法具有回收效率高、選擇性好等優點必將取得進一步的發展。
理論及實踐表明,實現電鍍污泥資源化管理及利用,對實現經濟社會的可持續發展將具有深遠的現實意義,電鍍污泥資源化及綜合利用技術必將得到長足發展,在未來的經濟發展中將會逐漸顯示出良好的應用前景。
參考文獻
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污泥處理的形式范文5
【關鍵詞】運行管理;倒置A2/O工藝;魚骨圖
魚骨圖是由日本管理大師石川馨先生所發展出來的,故又名石川圖,其原本用于質量管理,因此,要做到出水水質分析,魚骨圖不失為一種理想的方法。魚骨圖有三種類型,整理問題型魚骨圖,原因型魚骨圖,對策性魚骨圖。針對我們的目的,是為了分析出水水質,采用原因型魚骨圖。
本文以某一采用倒置A2/O工藝流程的污水處理廠為例,通過魚骨圖分析法,找到與出水水質密切相關的因素進而采取措施,實現對出水水質的精細控制。
1 污水處理廠概況
該污水處理廠設計日處理量為24萬噸,總變化系數為1.3,污水處理工藝采用倒置A2/O工藝,主要處理構筑物包括:進水泵房(含格柵間)、旋流沉砂池、洗砂車間、初沉池、曝氣池、二沉池、污泥泵房、污泥脫水機房、鼓風機房、紫外線消毒渠等。出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級B標準。
2 倒置A2/O工藝簡述
倒置A2/O工藝是污水處理中活性污泥法的一種,主要功能是除磷脫氮。污水首先經過缺氧區,主要是污水中的有機物與回流污泥進行反硝化反應,將回流污泥中的硝態氮去除;再經過厭氧區,污泥厭氧釋磷合成PHB;最后到好氧區里,在此過程中,采用離心鼓風機給好氧區提供壓縮空氣,通過曝氣盤進行曝氣,給活性污泥提供所需要的氧氣。有機污染物被污泥中的細菌分解為CO2和H2O,PHB好氧分解,聚磷菌增殖吸磷的污泥,以剩余污泥的形式排放達到除磷的目的,同時脫氮也是在好氧區進行,主要反應是將氨氮氧化為硝態氮。
3 出水水質魚骨圖分析及對策
通過對倒置A2/O工藝流程分解,得出出水水質魚骨圖,見圖1:
3.1 COD(化學需氧量)
魚骨圖分析后得出的控制措施如下:
(1)COD在初沉池以沉淀的形式去除,去除率保持在20%~40%。去除率過高,則給后續生物反應提供的碳源變少,生物可能因營養物質的不足而降低自身的新陳代謝作用,污泥活性下降,生物反應速率降低等連鎖反應;去除率過低,則生物降解COD的壓力變大,短期內可能因COD的富余引起菌膠團的增殖,但增殖至一定程度后引發細菌菌落爭奪環境資源而打破原有的生態平衡,不利于曝氣生物系統的穩定運行。要保證COD在初沉池的去除率,則需考慮初沉池的沉淀效果??刂拼胧┦蔷S持一定的表面負荷,即保證一定的流速,在進水水量波動較大時,需及時調整沉淀池的閘閥的開度。初沉池使用套筒閥通過水頭差排泥到泥渠,再通過排泥泵排放到污泥脫水機房,則在手動套筒閥排泥時需要明確排泥的池數、排泥的次數和排泥的頻率;在使用排泥泵排泥時,在保證排泥泵最佳工況運行的情況下,根據泥渠上在線污泥濃度計和泥渠液位計的數值明確排泥泵的數量和工作時間,實行動態控制。一般情況下,刮泥機采用連續運行。運行管理人員要觀察的初沉池刮泥機的運行情況,細節部分有刮泥機耐磨條是否已經磨損或者脫落,鏈條是否脫落,鏈條是否過緊或過松等。
(2)COD在曝氣池作為碳源與回流污泥在缺氧區進行反硝化反應達到去除的目的,需根據進水的水量與COD的含量,確定回流污泥的流量。在倒置A2/O工藝中,采取缺氧區只占總進水量的10%~30%的運行方式,根據處理效果可通過進水井上的疊梁閘對流量進行調整。當進水COD含量增大時,需增大回流污泥流量,以保證硝態氮分解給后續分反應提供厭氧的環境。剩下的70%~90%進水量中的COD的去除在厭氧區被厭氧分解和好氧區好氧分解。
(3)曝氣池內的活性污泥的性狀關系COD及其他污染物的去除效果。因此需要分析活性污泥的各項參數,包括污泥的色味、污泥負荷、污泥沉降比、泥齡等,及時判斷污泥的活性,對影響污泥的各種條件進行分析并采取措施,如pH值控制在6.7~7.5,溫度控制在20℃~35℃,溶解氧控制住2mg/l,C:N:P配比在100:5:1,控制SVI在70~150等。
3.2 TN(總氮包括NH3-N)
總氮包含有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。有機氮很不穩定,容易在微生物的作用下,分解成其他三種。在無氧的條件下,分解為氨氮;在有氧條件下,先分解成氨氮,在分解為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。根據魚骨圖分析,得出的控制措施如下:
(1)在倒置A2/O工藝中,曝氣池的缺氧區主要起到脫氮的作用。在經過了缺氧區、厭氧區、好氧區之后,NH3-N已經大部分轉換為硝態氮,這意味著曝氣池的出水氮大部分以硝態氮的形式存在,因此,控制回流污泥的流量使硝態氮在缺氧區進行反硝化反應生成氮氣排入大氣才算真正脫氮。回流污泥的流量應隨著進水COD的變化而變化,通過調整回流泵的臺數和頻率控制流量。在出水TN增大,NH3-N不變的情況下,要增大回流污泥量,減少剩余污泥排放量,使得硝態氮充分反硝化。
(2)NH3-N主要在曝氣池的好氧區由硝化細菌進行硝化反應生成硝態氮得以去除。這個反應的正常運行需要適當的溶解氧DO和硝化細菌占優勢的菌膠團。曝氣池的DO一般保持在2mg/l左右,運行中要注意觀察曝氣池好氧區在線DO儀的數值變化,需要通過調整鼓風機的出口導葉開度以控制供風量。
3.3 TP(總磷)
魚骨圖分析后得出的控制措施如下:
(1)總磷的去除要經過兩個階段,首先在曝氣池的厭氧區由聚磷菌厭氧釋磷合成能量物質PHB,然后在好氧區聚磷菌消耗PHB過量吸磷。則在厭氧區要保證硝態氮的去除率和聚磷菌的釋磷,聚磷菌釋放磷越充分,在好氧區增殖吸收磷的能力越強。
(2)若總磷增大,則需要增加剩余污泥的排放,因為聚磷菌吸磷后磷以污泥的形式存在,只有沉降并排出才得以去除。
4 結語
(1)污水處理流程化適用于魚骨圖分析法,得出的相應措施既有針對性,又有實用性。
(2)在出水水質分析中,生物活性是水質良好的保證,污水處理環環相扣,任何一個環節出現異常都有可能導致出水水質惡化,經過魚骨圖分析后,得出的出水水質中的COD、總氮、總磷等指標在前期處理過程中的影響因素能指導污水處理廠進一步優化巡視路線,調整設備維護保養頻率,提高出水水質的精細化控制。
參考文獻:
污泥處理的形式范文6
關鍵詞:污泥濃縮;剩余污泥;浮選式濃縮機
中圖分類號:X703文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(2013)10-0259-03
1引言
氣浮濃縮是在污泥混合液中,通入大量密集的微氣泡,使其與污泥顆粒相粘附,形成整體比重小于水的“氣一泥”絮體,依靠浮力上浮至水面,從而完成固液分離而使污泥濃縮。氣浮工藝按照微氣泡的產生方式可以分為3類:電解氣浮、散氣氣浮和溶氣氣浮[1]。
目前國內外應用最廣泛的為加壓溶氣氣浮。近幾年來,由于溶氣罐構造型式的改進、溶氣方式的更新、新型溶氣釋放器的研制及水處理技術的創新等,使氣浮濃縮污泥得到了較大的發展。本研究以我國北方某污水處理廠剩余活性污泥為處理對象,采用加壓溶氣系統+浮選式污泥濃縮機對剩余污泥進行了為期8d的濃縮脫水試驗。
2浮選式污泥濃縮機簡介
2.1主要構件及設備參數
本試驗所采用浮選式污泥濃縮機主要有潛水進泥泵、絮凝反應器、污泥濃縮裝置、刮泥裝置、空壓機、回流水泵、微氣泡發生器、加藥裝置等組成。濃縮機尺寸L×B×H=3.1m×1.5m×2.8m;進泥泵為潛水離心泵,最大進泥量10m3/h,揚程H=12m,電機功率N=2.2kW,在本次試驗中,進泥量最大為5.4m3/h,最小為4.8m3/h;絮凝反應器攪拌器電機功率N=0.25kW;刮泥機設置在濃縮機反應區的上方,電機功率N=0.25kW,可連續排泥;回流水泵最大進水量12m3/h,揚程H=60m,電機功率N=5.5kW,回流水泵的主要作用是與氣體混合,產生溶氣水,本次試驗中,回流水泵利用污泥脫水后產生的上清液作為進水;空壓機主要為溶氣罐提供空氣,電機功率N=0.75kW;加藥裝置攪拌器電機功率N=0.75kW,電機功率N=0.25kW,藥劑為污水廠脫水機加藥藥劑聚丙烯酰胺,配藥濃度為0.5%,加藥泵最大加藥量為1600L/h,實際加藥量為400L/h。
2.2工作原理
浮選式污泥濃縮機工作原理示意圖見圖1。含水率98%~99.8%的剩余活性污泥經進泥泵的提升,首先與制備好的藥劑混合,然后進入絮凝反應器,在絮凝反應器中經過攪拌,使藥劑和污泥充分混合,然后從濃縮機底部圓柱形進泥桶進入到泥水分離區;加壓溶氣微氣泡發生系統主要由回流水泵、空氣壓縮機、壓力溶氣罐和釋放器組成。系統利用空壓機提供的壓縮空氣和高揚程水泵提供的循環水流在溶氣罐內形成高壓,使空氣以溶解態氣體分子和非溶解態微小氣核的形式分散在過飽和溶氣水中,過飽和溶氣水在經過系統末端的釋放器時以微氣泡的形式釋放并經進水管從池底進入污泥分離區,與活性污泥混合,生成含有氣泡的“泡絮體”,流經池體內部的混合接觸室完成凝聚和并大。含有“泡絮體”的污泥上浮,匯聚在污泥濃縮區,在浮力和污泥籬笆組件共同作用下,進一步分離區出“清水”。污泥的含水率逐步變小,污泥越來越“干”。污泥中“擠”出的“清水”,被池體中部的回收水管收集外排。
3運行效果分析
本次試驗主要測定了濃縮機進泥量、進泥含水率、出泥含水率,上清液含水率等各項指標,并結合用電和用藥情況,折算出了噸水電耗和噸泥藥耗,見表1、表2。
從試驗結果可以看出,采用浮選式污泥濃縮機,對剩余活性污泥進行濃縮脫水,在進泥含水率為98.39%~99.16%,平均含水率為98.99%的情況下,出泥平均含水率可以達到91.09%,污泥濃縮后,其體積縮小為原來的11.3%。某污水處理廠離心濃縮機對剩余污泥進行脫水處理,在進泥含水率為98.83%~99.38%,平均含水率為99.12%的情況下,出泥平均含水率可以達到95.82%,污泥濃縮后,其體積縮小為原來的21.0%。由此可見,在進泥含水率相差不大的情況下,浮選式污泥濃縮機比離心濃縮機具有更好的脫水效果。
從上清液含水率來看,本試驗中,上清液平均含水率為99.90%,即上清液平均SS含量為1000mg/L,而采用離心濃縮機處理剩余污泥后,上清液平均含水率為99.92%,即上清液平均SS含量為800mg/L。
4浮選式污泥濃縮機優缺點分析
4.1優點分析
(1)從整體上看,浮選式污泥濃縮機具有投資成本低、占地面積小、工藝較為簡單等特點。濃縮機平面尺寸L×B =3.1m×1.5m,設備占地面積較低。設計最大進泥量為10m3/h的污泥濃縮機,廠家報價為15萬元左右。而污水處理廠所采用的離心濃縮機為進口設備,平均進泥量為120m3/h,該設備價格為300萬元左右。
(2)能有效降低剩余污泥含水量,有利于下一步污泥脫水。從本次試驗的結果來看,浮選式污泥濃縮機能夠將平均進泥含水率為98.99%的活性污泥的出泥平均含水率降低到91.09%。與此相比,采用離心濃縮機能夠將平均進泥含水率為99.12%的活性污泥的出泥平均含水率降低到95.82%。從鄭州市某污水廠離心濃縮機6月份的運行數據可以看出,離心脫水機的進泥含水量為95.82%左右即可以滿足處理要求,從這一點來看,浮選式污泥濃縮機作為板框壓濾機的前處理工藝,可以滿足處理要求。
(3)在污泥濃縮機內部實現中水循環利用。從實際運行情況來看,浮選式污泥濃縮機利用上清液作為“溶氣水”的進水,使上清液在濃縮機內部實現了循環利用,在工程上具有一定的可行性。而離心濃縮機產生的上清液,一般也再次回流到污水處理廠的總進水集水井,進行再次循環處理。
4.2缺點分析
(1)該設備處理能力有限。根據有關資料,一個設計進水為5萬t/d的污水處理廠,每小時大概產生20t剩余污泥,而本試驗裝置設計最大進泥量為10m3/h,實際進泥量為5m3/h,污泥處理量太小,假設該設備正常運行時進泥量穩定在7m3/h左右,那么要采購3套設備才能滿足需要。
(2)出水上清液效果不明顯。何群彪等[2]提出城市污水處理廠剩余活性污泥采用氣浮濃縮的主要設計參數顯示,出水上清液的SS應在200mg/L以下,廠家在對本產品做宣傳時,承諾該設備出水上清液的SS可達到20mg/L以下,從本次試驗結果來看,出水上清液的SS達不到設計要求。
(3)在運行過程中,出泥不能很好地控制。設計出泥泥層厚度為50~60cm,但在實際運行時,有時僅為20~30cm,不能很好地實現泥水分離,這對出泥含水率會造成較大的影響。濃縮池在出泥過程中有時會出現因因溶氣水水量過大導致上清液渾濁以及濃縮池冒水的現象,降低了出泥質量,增加了上清液SS含量。
(4)在實驗過程中,該設備采用的是間歇運行,并未測試連續進泥,而每次進泥都要重新調試,因此,在此次試驗運行中,未能體現出其自動化程度。
參考文獻: