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污泥處理的目的范文1
1污泥處理工藝現狀和存在的問題
目前,我國污泥處置的主要方式是衛生填埋,該處置方法決定了污水處理廠內污泥處理的目的,其主要目的是提高污泥含固量,為污泥外運及處置提供有利的條件。污泥處理包括污泥消化、濃縮、脫水、干化等環節。隨著環境保護標準的提高,城市污水處理廠都要求脫氮除磷,污水處理新工藝不斷出現并且成熟,大部分污水處理廠都沒有設置初沉池,因此,剩余污泥成為污泥處理的主要部分。
大部分污水處理廠的污泥處理都沒有設置污泥消化環節,對剩余污泥直接濃縮脫水,已達到了污泥處理的目的。污泥產生量為污水處理量的0.01~0.012%,剩余污泥含水率比較高,為99.2~99.6%,導致體積龐大,給污泥處理、運輸、處置帶來很大的負擔。因此,污泥處理就是采取各種經濟可行的方法和措施,用最低的成本達到降低污泥含水率、縮小污泥體積的目的。處理流程見圖1:
圖1 污水處理廠污泥處理典型流程
濃縮使剩余污泥含水率由99.2~99.6%下降到98%,污泥體積為原來的1/2~1/5,大大縮短了污泥處理時間和運行費用。但筆者認為此設計存在以下不足:
① 濃縮池體積過大。調研表明,國內濃縮池的體積比較大,污泥濃縮的時間為24~168h不等,我廠一二期設計規模為2.4萬噸,采取重力濃縮+帶式污泥脫水,濃縮時間為24h;
例如昆明市第三污水處理廠將含水率為99.3~99.15%的剩余污泥濃縮到含水率為98.5%,濃縮時間為7d,然后進入帶式濃縮機和帶式脫水機。
② 污泥濃縮的效率不高。隨著國家對環境的重視,污水處理都要求脫氮除磷?;钚晕勰嗄軌虼罅课杖芙庑粤姿猁},并將其轉化為不溶性多聚正磷酸鹽在菌體內存儲起來,通過沉淀池排放剩余污泥來實現除磷。有關資料表明:剩余污泥含磷量可為污泥干重的5~10%,在沒有外界供氧的條件下,剩余污泥在1~3h進入厭氧的狀態,污泥體內的磷就會徹底釋放。污泥濃縮后,上清液回流到系統中會增加處理負荷,甚至影響TP去除率;為了達到除磷的目的,須對上清液進行化學除磷,由此會產生大量的化學污泥,不但增加了處理工序,還增加了運行操作成本。同時,污泥濃縮會使污泥產生氮氣、甲烷等氣體,會降低污泥濃縮的效率。
③ 濃縮池產生臭氣主要場所濃縮池會產生大量的硫化氫、甲硫醇等氣體,氣味值達到70000,需對濃縮池設置臭氣處理系統。
2簡易工藝流程
隨著具備脫氮除磷工藝的設計成熟,對污泥處理采取了更加簡潔的工藝流程,見圖2。
圖2 污水處理廠污泥處理簡易流程
儲泥池的作用為暫時存儲剩余污泥,保證污泥濃縮脫水的連續性;筆者認為,該污泥處理流程解決了濃縮池體積過大、濃縮效率下降、產生臭氣等問題,但是也產生了兩個疑問:①剩余污泥在儲泥池中停留時間過長導致污泥放磷;②剩余污泥含水率為99.2~99.6%,會延長污泥處理時間、增加處理成本。這兩個疑問將在改進工藝操作中予以解決。
3改進工藝操作
某污水處理廠三期,處理規模為8×104m3,采用改良AAO工藝,無初沉池,無濃縮池,采用Flottweg離心濃縮脫水一體機3臺(2用1備),配套設施包括進料、投藥、控制、計量和泥餅輸送系統,最大進泥量45m3/h,要求泥餅含水率≤80%。流程見圖3。
圖3 某污水處理廠污泥處理流程
① 控制剩余污泥停留時間,避免厭氧放磷二沉池采用中進周出輻流式沉淀池,混合液進入中心布水筒后,通過筒壁上的孔口徑向呈輻射狀流向池周;污泥在靜壓的作用下,通過安裝在刮泥機上的吸泥管流進污泥泵房。刮泥機轉動周期為1.5h,也就是說,污泥在二沉池平均停留時間為1.5h。既要保證污泥脫水的連續性,又要縮短剩余污泥的停留時間,可以控制剩余污泥在儲泥池的停留時間為0.5~1.0h。在無外界供氧的條件下,剩余污泥的總共停留時間為2.0~2.5h。為了延長剩余污泥進入厭氧的時間,合理提高進入二沉池混合液的DO,盡量控制DO為3mg/L;提高剩余污泥管出口距離儲泥池池面的高度,利用其水頭落差撞擊進行復氧。通過以上的改進操作,可以保證剩余污泥在2.0~2.5h不進入厭氧狀態,從而有效的控制污泥厭氧放磷。
② 通過控制外回流比提高剩余污泥含水率剩余污泥含水率的高低取決于污泥性能和停留時間,由于剩余污泥從回流污泥中分離出來,因此與外回流比有很大關系。污泥性能良好的前提下,充分利用沉淀池的沉淀、濃縮的功能,能大幅度的降低回流污泥含水率。當外回流比控制為100%時,污泥含水率為99.4%;當控制外回流比為45~60%時,在回流污泥總量不變的前提下,能夠穩定控制污泥含水率為98.5~98.9%。兩種操作方式綜合比較見表1。
表1:兩種操作方式比較
由表1可見,改進操作方式的處理效率更高,每天可節省約1/3的電量,節省約1/3的自來水。對我廠三期的污泥處理采取了改進的操作方式,大大降低了運行成本。
4結語
① 直接機械濃縮脫水的污泥處理工藝,流程簡潔,操作簡單,只要合理調節工藝運行參數,能保證剩余污泥在2~3h不進入厭氧狀態;
污泥處理的目的范文2
【關鍵詞】污泥;處理;處置;技術
中圖分類號:TU992.3 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
隨著我國經濟的快速發展,許多行業取得了舉世矚目的成就,隨之而來的環境污染也是相當嚴重的。目前在對環境的治理過程中,特別是廢水處理中通常會產生大量的物化污泥與生化污泥,對這些污泥的處理與處置
二、污泥處理與處置國內外發展動態
污泥處理與處置的目的主要有以下四個方面:
(1)減量化:減少污泥最終處置前的體積,以降低污泥處理及最終處置的費用;
(2) 穩定化:通過處理使污泥穩定化,最終處置后不再產生污泥的進一步降解,從而避免產生二次污染;
(3)無害化;達到污泥的無害化與衛生化,如去除重金屬或滅菌等;
(4)資源化:在處理污泥的同時達到變害為利、綜合利用、保護環境的目的,如產生沼氣等。
對污水處理廠的污泥處理、處置系統的裝備,發達國家在20世紀60年代就已達到先進的成套化水平,如污泥消化系統設備、污泥濃縮脫水設備、污泥干燥焚化設備、沼氣綜合利用設備、污泥高溫堆肥系統裝備以及污泥固化工業利用技術與設備,80年代末又啟用濕式氧化技術處置污泥。我國城市污水處理廠污泥處理起步較晚,80年代中期建設城市大型污水廠,污泥處理也采用中溫厭氧消化,引進先進技術的同時也引進了設備,尤其是借助國外貸款建設項目中,污泥處理系統裝備幾乎全部需要進口。近十多年來,我國城市污水廠的污泥處理技術和某些單項專用設備有較大發展,積累了中溫厭氧消化技術的豐富經驗,而在污泥處置和最終出路方面尚屬試驗研究階段。
三、污泥的處理
1、污泥的濃縮與脫水
較常用的污泥濃縮方法有重力濃縮法和氣浮濃縮法,污泥濃縮后含水率可降到95%一97%近似糊狀,濃縮可以達到污泥的減量化。重力縮法用于污泥處理是一種廣泛采取的方法。氣浮濃縮技術于1957年出現在美國,此法固液分離效果較好,目前應用已越來越廣泛。
2、污泥的穩定化
污泥穩定化處理的目的是降解污泥中的有機物質,進一步減少污泥含水量、殺滅污泥中的細菌、病原體,消除臭味,這是污泥資源化的關鍵步驟。
(1)好氧消化
好氧消化污泥出現于50年代,包括兩種具體的方法:不加熱的好氧消化和自然好氧消化。前者反應溫度底,所需時間長約20d;后者的反應溫度較高,反應速度快,在這樣的高溫下可以殺滅部分病原菌。
(2)厭氧消化
在污泥處理工藝中,厭氧消化也是較普遍采用的穩定化技術,與好氧消化相比厭氧消化操作的最大特點在于它要求在專門的密封厭氧池中進行,所以對設備的性能要求較高,根據反應采用的溫度范圍,厭氧消化可分為:低溫消化(10℃一30℃)、中溫消化(30℃一40℃)和高溫消化(50℃一60℃ )。
(3)濕式氧化法(WO)
濕式氧化法是在高溫高壓下壓人空氣,將污泥中大部分的有機物質和還原性無機物氧化成C02和H2O及少量固體殘渣。WO法主要實用于處理各種難降解的有機污泥,但需要較高溫度(1500℃ -3700℃ )和一定的壓力,在300℃以上并氧化30min后,污泥中82%的有機物被降解,70%以上的MLSS被去除。
(4)生物除臭
最早利用微生物處理惡臭的報道是1957年的美國專利,70年代各國開始在這一領域展開廣泛的研究,其中日本、德國取得的成績最為顯著,生物除臭技術主要是利用特定的微生物對惡臭成分的吸收功能,將惡臭成分作為營養物質然后再把它分解、氧化,從而使污染物的惡臭得以去除,不含氮的物質被分解成C和0,含硫的惡臭成分可被氧化成S,SO32-、 SO42-,含氮的惡臭成分則被氧化分解成NH4+ ,NO2-,NO3-。
(5)熱干燥
經濃縮、消化過后的污泥含水率仍然很高,給運輸和后處理帶來不便,熱干燥可使污泥的含水率大大降低。熱干燥法是指利用熱和壓力破壞污泥的膠凝結構,并對污泥進行消毒滅菌,同時減少污泥的含水量。
四、污泥處置技術
1、污泥的填埋處置技術
填埋足一種較為經濟且簡便的處置方式,達到基本條件后就可以填埋。在我國,填埋方式也是最主要的污泥處置方法之一。我國目前采用的污泥填埋一般都是與城市垃圾一起處置。
2、泥的焚燒處置技術
城市污泥中一般含有大量的有機物和一定量的纖維木質素,脫水后的污泥熱至高,可進行焚燒。焚燒技術是一種高運行成本的污泥處置技術。當污泥不符合衛生要求、有毒有害物質含量較高、不適宜于資源化利用和缺少填埋場時可以采用焚燒技術來處置污泥,以焚燒為核心的處理方法是比較徹底地處置污泥的方法。污泥焚燒處理可以達到最大限度減量的目的,焚燒可破壞全部有機質,殺死一切病原體。
3、泥的農業利用
污泥中含有豐富的有機質和N、P、K等養分及大量的微量元素,如Ca2+、Mg、Zn、Cu、Fe等。將其用于用于農田能夠改良土壤結構、增加土壤肥力、促進農作物生長等。但污泥中同時也含有大量的有毒有害物質、病原微生物以及重金屬污染物等,可對土壤造成嚴重的污染。因而,污泥的農業利用應慎重,并采取嚴格的控制措施。
4、污泥的固化技術研究
固化的定義實際包含著2層含義:固化和穩定化,在習慣中因為敘述方便往往統稱為固化。USEPA對固化/穩定化的概念解釋如下:固化(solidification)是指添加固化劑于廢棄物中,使其變為不可流動性或形成固體的過程,而不管廢棄物與固化劑問是否產生化學結合;穩定化(stabilization)足指將有害污染物轉變成低溶解性、低毒性及低移動性的物質,以減少有害物污染潛力的技術。
5、污泥的生物修復技術研究
(1)有機污染物的微生物修復技術
自然界中廣泛存在著豐富的微生物種群,可在環境污染凈化中起到重要的作用。微生物由于自身獨特的生理特性,可以通過遺傳、變異等生物過程來適應環境的變化,使之能以各種污染物,尤其以有機污染物未營養源,通過吸收、代謝等一系列反應,將環境中的污染物轉化為穩定無害的無機物。
(2)植物修復足指利用綠色植物從環境中吸收帶走
重金屬或將它們無害化而達到治理污染的目的,是目前發展最快的環境友好、經濟、高效的治理技術,是備受當今媒介關注和科學家感興趣的研究熱點,也是最近許多論文和綜述文獻的焦點。
五、污泥處理處置技術評價方法
通過對上述各種污泥處理處置工藝的描述不難看出,在污泥處理處置工藝的選擇上不存在一勞永逸、有百利而無一害的通用解決方案。必須遵從具體問題具體分析的原則,兼顧到環境生態效益與處置成本、經濟效益之間的均衡,真正做到在環境衛生、社會接納、經濟有效。目前我國污泥處理處置的技術手段與管理體系均還不夠成熟:在技術層面上普遍存在只追求污泥的處理效果而忽視了技術本身環境影響的弊??;在管理層面上,多采用行政指令或行政手段,缺乏與公眾的溝通。所以我國的研究人員應該對污泥處理處置技術方法開展相應的研究。
六、結束語
近年來我國的環境污染越發嚴重,許多水域被污染,那么要保護水資源,最可行的辦法就是對工業廢水,生活污水進行相應的處理,使其能夠達到排放標準或回用標準。廢水處理中污泥處理與處置環節至關重要,因此我們必須加強對污泥的處理。
參考文獻
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污泥處理的目的范文3
1、焚燒預處理:電鍍污泥的體積和重量都能大幅度的減小,從而使污泥渣中的重金屬含量提高,有利于進行回收利用;
2、熱處理技術:電鍍污泥的熱處理主要是一個深度氧化和熔融的過程,通過熱處理可以使電鍍污泥中某些劇毒成分毒性降低,從而達到治理的目的,熱處理最主要的是焚燒法,其可以大幅度減少電鍍污泥的體積,降低污泥對環境的危害;
3、污泥鐵氧體化處理:電鍍污泥是電鍍廢水投加鐵鹽后調pH及投加絮凝劑后發生沉淀的產物,故電鍍污泥中一般含有大量的鐵離子,尤其在含Cr廢水污泥中,采用適當的技術可使其變成復合鐵氧體,電鍍污泥中的鐵離子以及其它多種金屬離子被束縛在反尖晶石面型立方結構的四氧化三鐵晶格格點上,其晶體結構穩定,達到了消除二次污染的目的。
(來源:文章屋網 )
污泥處理的目的范文4
關鍵詞:剩余污泥;減量;處理技術
中圖分類號:X703文獻標識碼:A文章編號:16749944(2016)18003403
1引言
活性污泥法因其工藝結構簡單、抗沖擊能力強、處理效果好而成為污水處理領域應用最廣泛、最成熟的技術。目前全世界90%以上的污水處理廠均采用該處理工藝,但大量剩余污泥的產生卻嚴重制約了該工藝的持續發展應用\[1~3\]。據調查,城市污水處理廠運行費用組成中,污泥處理費用一般占其運行總費用的25%~40%,有的高達60%[4],而據資料顯示,2015年全年污泥產量近3359萬t(含水率為80%)[5],如此之大的產量及如此之高的處理費用,勢必會對環境產生不利影響,對經濟產生巨大壓力。早在1996年,德國就以立法的形式首先提出了廢物減量化、資源化和無害化的優先順序[6]。如何實現污泥減量化便成為今后污水處理行業可持續發展首先需要解決的問題。
污泥減量化技術是指在保證整個污水處理效果的前提下,采用適當的物理、化學、生物技術,使處理相同量污水的同時生物處理系統中污泥的產量減少而出水水質不受影響的技術,從而實現從源頭上降低污泥的產量,減少污泥的外排[7]。
目前污泥減量化技術研究主要集中在物理、化學、生物三方面。其中物理技術主要包括超聲波處理、臭氧氧化、熱水解等;化學技術主要包括過氧乙酸(PAA)氧化、化學解偶聯、Fenton氧化等;生物技術主要包括投加微生物制劑、強化微型動物捕食作用等。
2污泥減量化技術
2.1物理技術
2.1.1超聲波技術
超聲波是物理介質中的一種彈性機械波,頻率一般為20~106 kHz。其減量原理是,當一定強度的超聲波作用于某一液體時,液體會發生一系列理化反應,而超聲波在中低頻率范圍內會產生交替的壓縮和擴張作用從而產生“空穴”作用[8],形成較為極端的理化和力學條件,產生局部的高溫、高壓,再加之機械剪切力的作用,壓碎細胞壁擊破細胞膜,使胞內基質得到釋放,微生物細胞得到進一步溶解,從而實現污泥減量。
超聲波處理污泥因其高效、清潔、安全等優點而被廣泛應用于實驗室污泥減量研究,并且已取得了較好的研究效果,但又因其處理量小、能耗高等缺點使得難以規?;瘧糜诖笮蜕a運行中。綜合考慮其優缺點,超聲波處理污泥適用于污水水質較單一且污泥產量較少的小型污水處理站。
2.1.2臭氧氧化
臭氧具有極強的氧化性,能氧化細胞膜和細胞壁,進一步破壞胞內大分子蛋白質、多糖和核酸,使細胞被氧化分解成H2O和CO2等較穩定的無機物質。臭氧氧化處理污泥的原理就是將臭氧發生器產生的臭氧通入容器中與剩余污泥充分結合,利用臭氧的強氧化性氧化分解微生物細胞,使胞內物質由污泥相進入水相,從而使微生物細胞分解、死亡,達到污泥減量的目的。
臭氧氧化處理污泥能提高系統的反硝化能力,改善污泥的沉降性能,但存在處理成本高,出水N、P含量高等問題[9]。臭氧氧化技術適用于源水可生化性較差的小型工業廢水處理站。
2.1.3熱水解
熱水解技術是污泥經高壓蒸汽(溫度約為180 ℃,壓力約為1 MPa)預處理,溶解污泥中的膠體物質,破碎細胞物質,水解大分子物質,從而達到污泥減量的目的。該技術處理后剩余的高壓蒸汽被回用與新污泥混勻加熱,從而實現熱回收,降低能耗[10]。
熱水解技術處理污泥因其能夠溶解部分固態有機質,能將大分子蛋白質和多糖水解成易分解的小分子物質,還能殺滅大部分細菌、病毒和寄生蟲卵以及能耗低、處理效率高、無二次污染等優勢而被廣泛推廣。該技術不僅適用于中小型污水處理廠,還適應于大型污水處理廠的新建及改擴建。
2.2化學技術
2.2.1過氧乙酸(PAA)氧化
過氧乙酸(PAA) 作為一種理想的微生物氧化劑,對微生物具有和臭氧相似的強氧化性[11],將其與污泥混合,使污泥微生物細胞膜、細胞壁迅速破壞,胞內物質由污泥相進入水相,胞外聚合物(EPS)水解成為小分子可溶性的物質[12]。
過氧乙酸相對臭氧而言,價格低廉,反應產物醋酸無毒且具有較強的親和性,能夠迅速殺滅污泥中的病毒、細菌、真菌及芽孢。但過氧乙酸具有較強的腐蝕性,對設備防腐性能要求較高,同時過氧乙酸很不穩定,在室溫下可分解放出氧氣,遇高溫或明火會發生自燃、燃燒或爆炸。以上缺點使得過氧乙酸氧化處理污泥在現有技術條件下應用于工程實踐還有相當大的困難。
2.2.2化學解偶聯
化學解偶聯就是在生化處理過程中通過人為的添加化學解偶聯劑使微生物的分解代謝和合成代謝被解偶聯,解偶聯劑的加入將抑制微生物氧化磷酸化過程,從而抑制微生物的合成,進而使得分解代謝速率遠大于合成速率,過剩的能量則以熱能形式散發到環境中,表現出來的就是污泥產量減少。常用的化學解偶聯劑有2,4-二硝基苯酚(DNP)、3,3’,4’,5-四氯水楊酰苯胺(TCS)、羰基-氰-對三氟甲氧基苯肼(FCCP)等[13]。
解偶聯劑的投加因操作簡單、成本低廉(無需外加設備、解偶聯劑價格便宜)、減量效果好而被廣泛應用于實驗室小試研究及中試。但其減量機理不明晰;對底物的去除效果存在下降的風險;系統需氧量增加從而增加能耗成本;解偶聯劑的加入使得污泥性狀發生改變;大部分解偶聯劑都難降解且有毒,對環境造成二次污染。充分考慮到以上缺點,下一步的工作重點將是化學解偶聯劑的污泥減量作用機理的研究,低毒或無毒且不影響污染物去除率的新型環境友好型解偶聯劑的研發等。
2.2.3Fenton氧化
Fenton氧化反應主要是由Fe2+催化分解H2O2,生成強氧化性的羥基自由基(?OH),并利用其攻擊和破壞有機污染物,反應機理如下:
Fe2++H2O2Fe3++?OH+OH- (1)
Fe2++?OHFe3++OH- (2)
Fe2++HO2?Fe3++HO-2 (3)
Fe3++HO2Fe2++H++O2 (4)
H2O2+?OHH2O+HO2? (5)
其中,步驟(1)決定了整個反應的速度,羥基自由基(?OH)通過步驟(2)與有機污染物反應而被消耗,其反應方程式如下:
RH+?OHR?+H2O (6)
R?+O2RO2? (7)
RO2?+?OH+O2…H2O+CO2 (8)
Fenton氧化處理污泥,能顯著改善污泥的穩定性及脫水性能,對污泥中的有毒有害物質能起到明顯的降解作用。但由于H2O2的使用、污泥酸性環境的調節以及大量的能源消耗抬高了其處理成本;H2O2參與反應時會產生氧氣,存在一定的安全隱患。綜合以上優缺點,Fenton氧化處理污泥應用前景巨大,符合污泥處理減量化、資源化和無害化的要求,但需將其與其他處理方法聯用從而克服現有單獨Fenton氧化處理污泥存在的弊端。
李航,等:污泥減量化技術研究進展及趨勢環境與安全
2.3生物技術
2.3.1投加微生物制劑
微生物制劑是由篩選出的光合細菌、乳酸菌、放線菌、酵母菌和真菌等10種不同類型,對污染物具有較強降解能力的特殊功能微生物菌群組成,通過單獨培養繁殖,再進行共生培養繁殖,使相互之間形成和諧互生的關系,其活菌數含量在3×108~2.8×109個/mL[17]。該技術就是在好氧前端通過人為的投加MCPC,從而達到:①擴大系統中能有效降解污染物的微生物菌群,并使之成為優勢菌種,進一步強化其降解能力。②延長泥齡,增加微生物數量。微生物制劑的加入,由于污泥產量減少,為了維持系統污泥濃度,使得污泥外排量減少,從而增加了系統的有效微生物數量,并相應的延長了污泥齡,污泥齡的延長有利于微生物通過內源呼吸消耗掉更多的有機物,有機物數量的減少又使得微生物合成量減少,從而形成一個良性循環,達到污泥進一步減量的目的。③強化酶促反應。MCPC中微生物能分泌出大量的水解酶,這些酶能將污水中的大分子有機物及死亡的微生物殘體分解成小分子有機物而被微生物所利用,從而達到污泥減量的目的。由于這些酶僅僅針對大分子有機物及死亡的微生物殘體進行分解,不會對活的微生物細胞產生影響,所以投加微生物制劑不會對出水水質產生實質性影響,相反,還能達到改善出水水質的目的。
微生物制劑的使用能有效降低污泥產量,明顯改善出水水質,對現有的處理工藝、運行模式不會產生任何影響,只需在現有處理單元的合適位置投加微生物制劑即可。該技術普遍適用于活性污泥法工藝的污水處理廠。但減量機理有待進一步研究,在此基礎上應進一步開發更加穩定、高效、價廉的多功能微生物制劑。
2.3.2強化微型動物捕食作用
根據生態學理論,物質和能量在食物鏈中的傳遞因自身呼吸消耗、分解者利用及下一營養級所同化而逐級遞減,且平均效率大約為10%~20%,也就是說,在食物鏈中,營養級越高,食物鏈越長,能量損失越多,用于合成污泥相微生物的能量越少,則污泥產量就會越低。利用微型動物捕食作用實現污泥減量的原理就是向活性污泥系統中接種高級別微型動物,相應地延長食物鏈,從而使用于微生物合成代謝所需能量的可利用率大大降低,實現污泥減量。
利用微型動物捕食作用,污泥減量效果明顯,不會對環境造成二次污染,但微型動物的投加會導致出水N、P濃度增加,存在出水水質超標的隱患[18]。
3結語
在綜合考慮上述方法技術優缺點的基礎上,筆者認為,下一步污泥減量化技術的研究重點將從以下幾個方面展開。
(1)深入研究污泥減量機理?,F有的技術研究大都停留在減量效果上,僅僅從已有的普遍規律出發推導其可行性,而缺乏對機理的深入細致探究,導致對減量規律的把握不夠準確,在技術的運用上缺乏相關的模型支撐,嚴重阻礙了技術的工業化推廣。為此,應綜合利用各種規律、模型、檢測手段重點對污泥相微生物的生成、增殖、消亡、轉化等階段的反應機理進行深入研究,從而為減量規律的探索提供保證。
(2)開展技術組合?,F有的污泥減量化技術都或多或少的存在某方面的缺陷,為了盡可能的發揮它們的優勢,最大程度地弱化它們的不足,開展兩項或兩項以上的技術組合應用,這將成為今后污泥減量化技術的發展趨勢。
(3) 開發新工藝。新工藝的開發包括兩個方面:一是新的污水處理工藝,該工藝采用非傳統的活性污泥法,通過納慮、超濾、膜技術等手段,從源頭上減少或杜絕污泥的產生。二是新的減量工藝,現有減量技術大都停留在實驗室研究階段,少部分應用于工程實踐中卻因為二次環境污染、資金投入巨大、技術自身缺陷致使應用推廣受限。新的減量工藝應在充分掌握現有技術優缺點及其減量規律的基礎上,重點開發低成本、高效率、易推廣的新型污泥減量技術。
2016年9月綠色科技第18期
參考文獻:
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污泥處理的目的范文5
關鍵詞:給水廠;污泥處理技術
城市生活用水來自于給水廠,給水廠通過凈化地下水和污水來獲取符合飲用標準的生活用水,在這個流程中需要添加混凝劑以及其它藥劑,因此生活用水的獲得還會產生廢水以及污泥,這部分的廢水必須經過處理后再排出水廠,否則會嚴重的損害周邊環境,也會造成巨大的資源浪費。當前國內的給水廠污水及污泥處理技術大多套用污水處理廠技術,因此在污泥的處理上并不存在單獨的針對性技術,這就導致污泥的處理效果并不理想,有必要針對給水廠污泥處理技術進行研究和探索。
一、給水廠污泥處理技術發展概述
國外的給水廠已經普遍推廣了污泥處理配套設施,最早在19世紀30年代末期美國就開始了針對給水廠污泥處理技術的研究,而在19世紀的70年代中期已經形成了完善的法律法規體系,用以規范給水廠的污泥處理工藝,各項給水廠污泥處理技術蓬勃發展。而在國內的給水廠污泥處理技術研究開始于20世紀80年代,上海的一家自來水公司首次針對污泥處理建立了項目研究組,并在90年代開始嘗試建設給水廠污泥處理設施,當前國內的給水廠污泥處理設施主要在大型城市推廣,中小城市尚未普及。城市污水廠污泥具有有機物含量高、高度親水性的特點,容易與水分子以不同方式結合在一起,使水分難以去除,必須采取一定的調理措施改善污泥的脫水性能,其中化學調理法是最常用的技術手段。在化學調理過程中,影響污泥脫水性能的因素十分復雜,包括污泥類型、污泥中水分的存在形式、污泥表面特性、絮體大小和固體濃度等,并且這些因素互相關聯。污泥來源不同,污泥性質存在明顯差異。在實際工藝操作中,對于不同來源污泥的化學調理,一般需要通過試驗確定調理劑的投加劑量和使用條件。給水廠污泥主要源自沉淀池的排泥水和過濾池的沖洗排水兩個環節,因此主要是包含石灰軟化污泥和化學絮狀污泥兩類。給水廠的污泥中摻雜了大量從污水中凈化出的有機物、金屬雜質、凈化藥劑等物質,因此要想降低污泥數量,就必須降低混凝劑的使用量。
二、給水廠污泥處理技術分析
給水廠的污泥處理技術主要包括6個環節,各個環節的技術要點以及對污泥處理效果的影響程度都不一樣,分述如下:
2.1 污泥定量
給水廠的污泥來源是多方面的,因此污泥的最終含量很難準確界定,所以在進行給水廠污泥處理設備的容量設計時,必須考慮到給水廠凈化的各個流程,包括凈化水的總量、混凝劑的用量、水質情況等等,此外凈化工藝也會影響到污泥的產生量,這些因素綜合起來,才能保證污泥處理設施的設計容量滿足實際需要。
2.2 污泥調質
自來水廠排泥水處理一般在污泥脫水前需進行預處理,即污泥調質。尤其是采用鋁鹽(或鐵鹽)處理低濁度原水產生的污泥,由于污泥成份中金屬氫氧化物的比例很高,污泥的脫水性能很差,更需要進行污泥調質。污泥調質有兩方面的目的:其一是改善污泥性質和污泥的脫水性能,使污泥可以更快、更容易地脫水,大部份污泥調質是為實現這一目的:其二是防止脫水過程中過濾介質的堵塞,使污泥脫水可以保持穩定運行。
2.3 污泥減容
污泥中含有大量的金屬、藥劑和有機物,如果能夠從污泥中剝離和溶解這些物質,就能夠進一步降低污泥處理的總量,從而實現污泥處理費用的節約,污泥堿容就是這樣一種污泥處理工藝優化手段,利用堿容技術可以剔除污泥中的絕大多數化學污泥成分,從而降低污泥處理負擔。
2.4 污泥濃縮
濃縮的目的是提高污泥的含固率,減少污泥體積和后續處理設備的負荷。特別是對于機械脫水,濃縮通常是污泥脫水工藝必不可少的環節。最常用的濃縮方法是重力式濃縮池。根據處理水量的大小,可設計為間歇式和連續式兩種運行方式。對小型水廠,可使用帶浮動式撇水裝置的間歇式濃縮池。一般是采用帶攪拌裝置的連續流重力濃縮池。對污泥進行慢速攪拌造成的擾動有利于污泥顆粒之間的空隙水和氣泡上升逸出,加速污泥的濃縮。速度太快容易打碎已凝結的污泥顆粒,反而造成污泥濃縮性能惡化。工程上常用的攪拌方法是在刮泥機的水平桁架上設置垂直攪拌柵。為保持不同半徑圓周上的攪拌強度均勻,柵條的間距沿徑向逐漸增大。
2.5 污泥脫水
污泥脫水的主要目的在于將污泥從流狀固化成污泥餅,進而實現其搬運和遠距離處理,所以脫水工藝是保證污泥最終處理效果的最后環節,同時這一環節的凈化費用也是最高的。
污泥脫水一般分為非機械式污泥脫水和機械式污泥脫水兩大類。非機械式污泥脫水又可以分為污泥塘和污泥干化床等,其中污泥干化床的應用和研究較多。機械式污泥脫水包括真空過濾機、離心機、帶式壓濾機、滾壓式脫水機和板框壓濾機等幾種主要形式。
2.6 泥餅處置
脫水以后泥餅的處置是污泥處理的關鍵問題,污泥的最終處置費用高,環境影響大,處置方法多。脫水污泥也是一種資源,至少可以作為填土或垃圾填埋場的覆蓋土,有些還可以制磚、燒水泥,不投加PAM富含有機物的脫水污泥還可以作為肥料。目前主要有泥餅的農用、泥餅的焚燒處理、泥餅的衛生填埋、泥餅的海洋投棄、泥餅資源化等。
首先泥餅可以直接向海洋投放,脫水之后的污泥變成泥餅,將泥餅運輸至海洋深處后直接投放,但是要注意不得在禁止投放的區域進行污泥投放,而且污泥的投放也是有諸多的危害的,長時間在同一地點進行污泥投放會影響區域生態平衡,因此這種方法會逐步淘汰。
其次泥餅可以直接進行焚燒,因其內部化學成分較多,直接進行焚燒也可,但是這種方式會造成二次大氣污染。泥餅的填埋方法主要是在地質條件允許的區域進行有條件的填埋,填埋前還要對泥餅進行一定的物理、化學處理。
最后泥餅還可以應用在農業生產上,泥餅中的有機物可以作為農業種植的底肥用,將泥餅填埋至土壤表層,能夠適當的提高土壤的有機物含量,但是在使用泥餅時,要確保泥餅中不含有大量有毒物質或是病毒物質,且重金屬含量也要監測并保證不會危害植物生長。
三、結束語
綜上所述,給水廠的污泥處理技術主要包括污泥量的確定、污泥調質、污泥減容、污泥濃縮、污泥脫水以及泥餅處置等關鍵技術環節,這些環節都是針對污泥的成分以及存在狀態制定的針對性技術,也是保證污泥有效利用和凈化的保障。雖然國內給水廠已經開始引入上述技術,并意識到針對性的污泥處理技術有利于環境保護和資源利用,但是限于發展時間以及工程技術人員水平的制約,尚不能完全的滿足當前的環境保護需求,因此必須更加深入的探究適合國內給水廠的污泥處理技術和工藝,為我國水資源利用和環境保護做出應有的貢獻。
參考文獻
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污泥處理的目的范文6
關鍵詞:污泥;處理;工藝;分析
1 污泥處理的思路
由于城市污水和工業污水收集率的提高和污水處理效率的改進(如化學法除磷可使污泥量增加30%),使得在世界范圍內污泥總量急劇增加。
土地應用仍是污泥處置中可持續發展的一條出路,主要取決于如下因素:
碳和營養物的回用;
周圍有無農業用地及其距離;
低投入和運行花費;
嚴格的法律規定和控制程序以保證污泥安全和有肥效。
然而,根據實際情況或當地規定,污泥生產者在土地應用前不得不進行高級,更昂貴的處理以滿足進一步的要求,如堆肥、高溫消化處理或高溫消毒。
但是,很大一部分污泥因為顯而易見的原因不能用于農業,如微污染物、病菌超標或缺乏肥效、距離太遠等等。有時也可能由于公眾的不信任而不被接受。這樣,污泥或被填埋或通過高溫氧化硝毀。
2 污泥處理的可持續性戰略
在進行任何技術研究之前,應先對公眾是否接受進行評估。即使是從技術、成本和環境影響方面來講都是最好的處理方法,也可能由于沒有很好的向公眾進行解釋而遭到否定。不管最終處理方法是什么,能確定的是將來的處理應是安全、環保(保護人和動植物)并且應當增值(物質和/或能源的回收)。為了這些目的,污泥處理應減小污泥體積,改進污泥質量,減少有害物的排放。
本文將簡介一些重要工藝,以滿足運營者的需要,并且其中涉及到其他技術或法規約束問題。
2.1 土地應用的可持續發展戰略
為一個先決條件,污泥至少應當是穩定的,在實際運行上即是要求沒有臭味。當地或將來的法律可能要求會更高:污泥可能被要求消毒/巴氏除菌。消毒要求達到一個強制的目標:病原體如腸道病毒、傷寒菌、線蟲、寄生蟲卵等在處理后的樣品中應當檢測不到。
生物處理。利用生物工藝處理揮發性污泥。如厭氧消化(AD)、自養好氧消化(ATAD)工藝。
化學處理。抑制腐敗揮發性有機物的降解。如酸性亞硝酸鹽SAPHYRTM工藝。
物理處理。抑制腐敗揮發性有機物的降解。如污泥焚燒。
這些工藝大部分都有穩定和消毒,但是消毒的程度取決于一些參數如HRT(水力停留時間)或化學投加量。
顯然熱氧化工藝遠遠超出了污泥穩定、消毒和巴氏消毒的要求。因為有機物被完全或幾乎完全消解。
污泥的生物穩定
液態(濃縮后):消化
我們最熟悉的是傳統的污泥處理方法——消化,它可以減少產泥量。無論好氧或厭氧,它都涉及到很多的能量。目前多數較大的處理廠或地區污泥中心都是采用該種方法,此種工藝在數量上還是領先的。同時,其他一些操作或在消化前或在消化后,也提供了強化的處理能力。
附著態污泥(脫水后):堆肥
堆肥是現有的唯一可以把污泥從廢物變成產品的工藝,并被很多嚴格規定或標準認可。因為污泥變成一種新產品,容易操作(可堆積)而無味,消毒良好并且較干燥。這種工藝越來越流行。另一方面,由于它不減少最終的體積,需要很大的占地面積和較多人員。而且,為了滿足新規定中(臨時EU標準或EPA A級)關于消毒和氣味的要求,與傳統的“粗糙”工藝如曝氣靜態堆相比,需要更先進的工藝如“攪拌式反應廊道”,它影響最終的運行費用。
這個工藝主要是通過一個移動的輪子攪拌并推動混合物,同時鼓風機在曝氣,加速的生物降解產生一個均勻的泥堆??偟耐A魰r間可以減小到2周,消毒效果非常好。
污泥的化學穩定。污泥的化學穩定主要是通過一個投加裝置對待穩定污泥投加化學藥劑,以防止發酵和氣味。大計量投加可使病原體衰減。這種工藝一般投資便宜并且容易操作。但是,泥量不會減少,并且運行費用較高。
這兩種工藝不相互排斥,填埋土地的性質決定著工藝的選用:如果土壤是酸性的,則可以選擇加石灰,但如果土壤是堿性的,則SAPHYRTM工藝可能更適合,因為它操作簡單,運行費用省。
污泥的物理穩定——加熱干燥。加熱干燥主要是通過熱驅動力除去剩余的自由水和鍵連接水。根據加熱的媒介的不同,加熱干燥可分為兩可分為兩種:一種是氣態在高溫和湍流狀態下流過干燥器(直接加熱),一種是用加熱液體(通常是蒸汽或加壓的水)傳遞熱量給污泥,通過干燥器的加熱壁(間接干燥)。加熱干燥的目的是使到達下游的污泥具有焚燒的熱持續性(一般30~35%)或者是容易處理和儲存的干燥污泥(60%)。如果要達到長時間的穩定(幾個月),干固體含量應達到90%或更多(最終干燥),而且顆粒的狀態也是容易操作使用的(包括農田應用)。另一個最終干燥的優點是它可以方便的面對各種最終的處理方法,如農田應用、焚燒后用于水泥生產、或城市垃圾焚燒。它的缺點:第一是運行費用高,尤其是能源消耗,一般在熱干燥中,每蒸發一噸水需要3400MJ的熱量。但在脫水步驟中,除去一噸水只要6MJ(電能);第二需要較多工作人員來清除死角中的粉末以防止火災。
2.2 可持續性熱氧化戰略
焚燒。流化床焚燒爐(FBF)就工藝性能來講,被證明是焚燒污泥最好的方法(湍流方式,燃燒后高達850度的溫度)。而且它運行可靠(在爐內沒有轉動部分)。在40年的時間里,威望迪公司已經在全世界范圍內建造了幾十座流化床焚燒爐(如歐盟、俄羅斯、土耳其)。
通常,在穩定狀態不需要添加額外的燃料,熱平衡的持續性是可以達到的。如果污泥的熱值LCV太低(如低揮發性固體和/或固體含量),尾氣/氣熱交換器應該足夠大以增加風室的溫度。如果達不到(如延時曝氣的污泥含20%DS),則需要在前面加熱干燥。
關于干灰的處置,對于沒有工業污染的純市政污泥,重金屬不是問題。因為灰是以氧化物形式存在,他們滲透性不強,所以可以回用作水泥,用于工業和道路建設。
最后的副產物是酸步驟的清除。由于重金屬的污染,他們只能填埋在特殊的地方,但數量很小。
與城市固體廢物共同焚燒。為了減少投資,城市垃圾和市政污泥通常用一個焚燒爐。通常,一個人口當量每天產生150~250克的脫水后粘性污泥和1~3公斤的垃圾。根據焚燒爐的設計,可以通過10~25%(泥/垃圾)的粘性污泥來控制爐子的溫度。為了達到最優化的燃燒,并且不會由于未燃燒的有機污泥污染熟料, 可以用處理能力為1m3/h的 PyromixTM 設備,通過壓縮空氣把污泥轉成滴狀污泥。實際上,這種運行方式只有在污水廠離城市垃圾焚燒爐較近時有利,否則處理運輸的費用將很高。此時污泥只在系統需要時作為控制流使用。
濕式空氣氧化法。威望迪水務系統研發的ATHOSTM設備在“中性”溫度(240度)和壓力(45巴)條件下被證明是高效的。80%的總COD被氧化,剩下20%是可溶的和高度可生物降解的。不需要后續脫水步驟,廢氣沒有毒性,固體礦物副產品包含重金屬是以一種不可滲透形式存在的。它們可以用于道路建設。而且液態部分,含有可生物降解的COD,可以很方便的用作污水廠的反硝化的碳源。
污泥中的有機氮先降解成可溶性的氨。這些氨,部分被吹脫后通過催化反應轉換成氮氣進入大氣。
結論
激烈的競爭、嚴格的規范和環境保護的需要要求不斷開發新的工藝或用更為有效的工藝。對一個具體的項目,通過對工藝的合理選用可以滿足用戶的要求,需要考慮的是該工藝要能保護環境,造福于人,要能優化物質和能源的回收利用,以達到可持續性的發展的目的。