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分析了污泥處理技術(shù)方法
1.衛(wèi)生填埋場(chǎng)
該處理方法簡(jiǎn)便易行,成本低廉,污泥無(wú)需高脫水,適應(yīng)性強(qiáng)。但填埋場(chǎng)也存在一定的問(wèn)題,特別是填埋場(chǎng)滲濾液和填埋氣的形成問(wèn)題。填埋場(chǎng)滲濾液是一種污染嚴(yán)重的液體,填埋場(chǎng)選址和操作不當(dāng)都會(huì)對(duì)地下水環(huán)境造成污染。填埋產(chǎn)生的氣體主要是甲烷,如果不采取適當(dāng)?shù)拇胧赡軐?dǎo)致爆炸和燃燒。
2.土地使用
由于污泥的土地直接利用具有投資少、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、有機(jī)物可轉(zhuǎn)化為土壤改良劑成分等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是最具開(kāi)發(fā)潛力的污泥處置方式,通過(guò)科學(xué)合理的土地利用可以降低污泥帶來(lái)的負(fù)面影響。由于不容易造成生態(tài)鏈污染,林地和市政綠化是污泥土地利用的有效途徑。利用污泥進(jìn)行修復(fù)和重建(如采礦用地、森林采伐地、垃圾填埋場(chǎng)、地表受到嚴(yán)重破壞的地區(qū)等),可以減少污泥對(duì)人類生活的潛在威脅,既可以處置污泥,又可以恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。
3.燃燒
濕法污泥干化后再直接焚燒的應(yīng)用較為普遍,沒(méi)有干法污泥直接焚燒不僅難度大,而且能耗極高。
污泥處理的核心是焚燒,這是一種最徹底的方法,能夠?qū)⒂袡C(jī)物全部碳化,殺死病原體,并能將污泥量降到最低;但其缺點(diǎn)是,污泥處理設(shè)施投資大,處理費(fèi)用高,設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高,并且產(chǎn)生強(qiáng)致癌物二惡英。
4.干燥污泥
利用人工熱源對(duì)工業(yè)設(shè)備中的污泥進(jìn)行深度脫水是污泥干燥的一種方法,雖然污泥干燥的直接結(jié)果是使污泥含水率降低(脫水),但與機(jī)械脫水相比,其應(yīng)用目的和效果都有很大差異。
機(jī)械式污泥脫水(也包括污泥濃縮),其用途主要是減少污泥處理的體積(通常是將污泥的體積減少4倍),但除含水率和相關(guān)物理特性(如流動(dòng)性)與原狀污泥之間存在差異外,脫水污泥餅的化學(xué)、生物等方面性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化。
由于采用人工熱源提高了污泥蒸發(fā)強(qiáng)度,操作溫度(對(duì)污泥顆粒而言)一般大于100℃,干燥對(duì)污泥的處理效果,不僅有深度脫水的效果,而且還有熱處理的效果;此外,由于污泥干燥處理的產(chǎn)物,其含水率可控制在20%以下,達(dá)到抑制污泥中微生物活動(dòng)的水平,因此,污泥干燥處理可以同時(shí)改變污泥的物理、化學(xué)和生物特性。
5.科技新
由于環(huán)境保護(hù)力度的加大以及人們對(duì)現(xiàn)有污泥處理工藝局限性的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),世界各國(guó)紛紛投入大量資金研究和開(kāi)發(fā)新技術(shù),以尋求更加經(jīng)濟(jì)合理的污泥處理方案。
6.生物沉淀污泥處理系統(tǒng)
本發(fā)明采用污泥清洗工藝,先對(duì)污泥中的有機(jī)物進(jìn)行清洗,分離出污染的無(wú)機(jī)物質(zhì),再對(duì)有機(jī)污泥進(jìn)行高溫厭氧消化濃縮處理。沉降污泥通過(guò)洗滌洗出污泥中的半固態(tài)無(wú)機(jī)污泥土,減少了一半的生物處理量,節(jié)省了工程投資和處理費(fèi)用;將沉降到反應(yīng)器中的無(wú)機(jī)污泥分別處理,去除了反應(yīng)器中的沉降污泥,減少了設(shè)備的磨損,降低了反應(yīng)器的維護(hù)成本;沉降污泥通過(guò)洗滌洗出污泥中大部分易沉淀的重金屬和無(wú)機(jī)污泥土,提高了有機(jī)肥料的質(zhì)量;沉降污泥還可以生產(chǎn)路面彩磚、透水磚等。其它創(chuàng)新工藝:超高溫厭氧消化,多段厭氧消化,沼渣漂浮等,使污泥的生物處理速度提高數(shù)倍,沼氣產(chǎn)量提高20%以上。采用地下埋入式、密閉式、多級(jí)消化反應(yīng)器進(jìn)行工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新,幾個(gè)獨(dú)立的厭氧消化反應(yīng)器相互融合,節(jié)約建筑材料,采用混凝土結(jié)構(gòu)成本低。在此之前,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的厭氧消化反應(yīng)器一般都采用地上式結(jié)構(gòu),可使裝備設(shè)備易于維護(hù),且有利于沼渣的排出防止沼渣沉淀。本生物處理系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)很好地解決了配套設(shè)備維修和沼渣沉淀,系統(tǒng)裝備設(shè)備較少,只需更換幾臺(tái)水泵,即水泵壞了更換一臺(tái)不能用20分鐘,保證設(shè)備不停產(chǎn)檢修;沉淀污泥經(jīng)洗滌去除易沉淀的無(wú)機(jī)污泥土,有機(jī)污泥經(jīng)吹浮系統(tǒng)作用完全漂浮不沉淀。埋設(shè)在地下的厭氧消化反應(yīng)器,不僅投資少,不占用土地,而且具有抗地震,抗雷擊,壽命長(zhǎng),減少消化系統(tǒng)熱損失等優(yōu)點(diǎn)。
7.淤泥發(fā)酵有機(jī)肥
目前,污泥的處理主要有焚燒、填埋和資源化利用三種方式。外國(guó)雖然采用焚燒工藝,但投入資金大,容易造成大氣污染;國(guó)內(nèi)則采用填埋,但需占用大量土地,同時(shí)會(huì)造成環(huán)境二次污染;而我國(guó)上海等大、中城市土地再生資源較少,很難采用這種方式。陳立僑介紹說(shuō),微生物處理污泥有很好的前景。經(jīng)過(guò)該污水處理廠的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用,1噸污泥的處理可以獲得150元左右的經(jīng)濟(jì)效益。上海每年排放污泥約140萬(wàn)噸,若將20%的污泥進(jìn)行微生物好氧發(fā)酵,可獲得約4200萬(wàn)元的直接經(jīng)濟(jì)效益。另外,利用微生物好氧發(fā)酵可消除污泥的惡臭,并能有效地控制污泥的二次污染,具有良好的環(huán)境效益。
把污泥發(fā)酵成有機(jī)肥,如加入部分牛糞等,可發(fā)酵成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥,具體操作如下:
1)細(xì)菌感染。1千克黃金寶貝肥料發(fā)酵劑能發(fā)酵4噸污泥+牛糞。需要根據(jù)重量比添加約30-50%的牛糞,或秸稈粉,蘑菇渣,花生殼粉,或稻殼,鋸末等有機(jī)物以調(diào)節(jié)通風(fēng)。如加入稻殼、鋸末等,由于其纖維素木質(zhì)素較高,發(fā)酵時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)。細(xì)菌稀釋:每公斤發(fā)酵劑加5-10公斤米糠(或麥麩、玉米粉等代用品)混合均勻稀釋后,均勻撒在物料堆上,效果更佳。
2)堆高: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,堆寬2米,長(zhǎng)2-4米。
3)攪拌至通氣。金寶貝肥料發(fā)酵需好(耗)氧,故應(yīng)加強(qiáng)供氧措施,做到拌勻、勤翻、勤通風(fēng)。不然會(huì)引起厭氧發(fā)酵的氣味,影響發(fā)酵效果。
4)濕度。發(fā)酵料的含水量控制在60~65%。濕氣判斷:手抓一把物料,指縫見(jiàn)水印但不滴,落地即散為宜。水份少發(fā)酵慢,水份多通氣差,還會(huì)導(dǎo)致“腐爛細(xì)菌”的滋生。
5)溫度。發(fā)酵室的起始溫度應(yīng)控制在15℃以上(四季可操作,不受季節(jié)影響,冬季盡量發(fā)酵于室內(nèi)或溫室),發(fā)酵溫度宜控制在70~75℃之間。
6)完成當(dāng)?shù)?-3天溫度超過(guò)65℃時(shí)應(yīng)進(jìn)行翻轉(zhuǎn),一般一周內(nèi)可發(fā)酵完成,物料呈黑褐色,溫度開(kāi)始降至常溫,說(shuō)明發(fā)酵完成。如果鋸末、木屑、稻殼等輔料過(guò)多,應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間,以待充分腐熟。
發(fā)酵性有機(jī)肥,肥效好,使用安全方便,抗病性強(qiáng),能促進(jìn)生長(zhǎng),還能培養(yǎng)地力等。
8.灰渣投加技術(shù)
脫水后,污泥進(jìn)入料斗,在料斗中加入石灰和氨基璜酸,石灰用量是濕泥用量的10%15%,氨璜酸用量約為石灰用量的1%。在反應(yīng)過(guò)程中,氨基璜酸產(chǎn)生氨氣,提高了殺菌效果,降低了反應(yīng)溫度。雙螺旋進(jìn)料機(jī)將污泥、生石灰和氨基璜酸在料斗中攪拌后,推入柱塞泵進(jìn)料口,經(jīng)柱塞泵送入反應(yīng)器,在70℃下停留30min,產(chǎn)品輸出可達(dá)到美國(guó)EPAPART503CLASSA標(biāo)準(zhǔn)。反應(yīng)器泵將反應(yīng)污泥輸送到料倉(cāng),密封容器內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過(guò)洗滌塔排出。
本工藝的特點(diǎn):pH>12,延續(xù)時(shí)間長(zhǎng),殺菌徹底;pH高時(shí),大部分金屬離子沉淀,使其可溶性和活性降低;污泥固含量可提高到30%;除臭,系統(tǒng)全密封,無(wú)環(huán)境污染;系統(tǒng)全自動(dòng)化,操作維護(hù)簡(jiǎn)單:添加少量氨基璜酸,減少石灰用量,縮短反應(yīng)時(shí)間,降低運(yùn)行費(fèi)用。
淤泥炭化工藝
所謂污泥碳化,就是將污泥中的水份通過(guò)某種方式釋放出來(lái),同時(shí)又將污泥中的碳值保持到最大,從而使最終產(chǎn)品中的碳含量大大增加的過(guò)程(SludgeCarbonizationo世界范圍內(nèi),污泥碳化主要有3種方法)。
⑴高溫炭化;在649—982℃碳化時(shí)無(wú)壓力。污泥干化到含水率為30%左右后,進(jìn)入碳化爐進(jìn)行高溫碳化制粒。炭化顆?捎米鞯偷燃(jí)燃料,熱值在8360-12540kJ/kg左右(日本或美國(guó))。本工藝雖然可對(duì)污泥進(jìn)行減量化、資源化,但因工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高、產(chǎn)物熱值低等原因。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(wú)其他潛在的用戶。
⑶低溫碳化。碳化前無(wú)需干化,碳化時(shí)加壓至6—8MPa,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15048~20482kJ/kg(美國(guó))。該技術(shù)通過(guò)加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解,僅通過(guò)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(guò)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。
(4)污泥水解熱干化技術(shù)。污泥水熱干化技術(shù)通過(guò)將污泥加熱,在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機(jī)物水解,破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu),可以同時(shí)改善脫水性能和厭氧消化性能。隨水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加,顆粒碰撞增大,顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的破壞,使束縛水和固體顆粒分離。經(jīng)過(guò)水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下機(jī)械脫水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏觀上表現(xiàn)為揮發(fā)性懸浮固體濃度減少和COD、BOD以及氨氮等濃度增加。水熱干化技術(shù)采用漿化反應(yīng)器,通過(guò)閃蒸乏汽返混預(yù)熱漿化、蒸汽與機(jī)械協(xié)同攪拌,提高了系統(tǒng)的處理效率;在水熱反應(yīng)器中,采用蒸汽逆向流直接混合加熱的方式,強(qiáng)化了傳質(zhì)傳熱過(guò)程,可以避免局部過(guò)熱結(jié)焦碳化:在連續(xù)閃蒸反應(yīng)器中,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)能量的有效回收。
污水處理設(shè)備