污泥处理主要方法范例(12篇)
污泥处理主要方法范文篇1
关键词:污泥;处理;减量化;资源化;
中图分类号:U664文献标识码:A
1、前言
城市化、工业化进程的加速,对环境的影响日益严重,城市水环境的保护比以往显得更加重要,大量城市污水处理厂的出现,有效缓解了水环境的压力,但同时也带来了污水处理厂污泥如何处理的问题。污泥由多种微生物形成的菌胶团及有机物、重金属和盐类及寄生虫卵等组成,处理不好,易造成二次污染。不妥善解决污泥的出路问题,会影响到污水处理厂的正常运行。因此应根据各地的实际情况,综合利用污泥处理技术,找出适合的处理方式,就此,谈一点自己的看法。
2、污水处理厂污泥处理的现状和面临的问题
2.1处理现状
以南京为例,城区目前已投入运行的大型污水处理厂共有4座,污水处理能力约100万吨,每天产生的含水率80%的脱水后污泥达数百吨,目前的方式为脱水后外运掺烧发电、填埋、堆肥等。
其中焚烧发电约占50%,污泥脱水后运送至电厂与煤按一定比例进行混合,后进入焚烧炉燃烧产生热量用于发电;其它的用于填埋和堆肥,污泥脱水后利用废矿坑进行填埋,或经过堆肥工艺制成肥料。
2.2面临问题
根据《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》的相关要求,污泥处理技术总的目标是实现“四化”,既“稳定化、减量化、无害化、资源化”,目前南京在污泥处理方面还存在着问题,主要表现在以下几方面:
2.2.1处理方式比较单一,缺乏深度处理工艺
现各厂污泥处理工艺基本为机械脱水工艺,既将剩余污泥加高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺)后直接脱水后,脱水后污泥含水率达80%左右,运输的大部分是水,造成运力浪费;且运输途中,撒漏在所难免,对沿途环境影响很大,不符合减量化的要求。其次是污泥中有机物含量高,易分解有恶臭,黏性大,不符合稳定化的要求。
2.2.2污泥处理处理运营单位缺乏有效的监管
根据水染污防治法,污水处理过程中产生的污泥也应当被有效处理,参与脱水后污泥的焚烧、堆肥、运输等相关处理的单位,均被定义为污水处理设施运营单位,应有相关资质和执行标准,与目前的实际情况相比,各相关处理单位大多处于起步阶段,有的还不是主营业务,与要求比有一定差距的。另外对这些污泥处理运营单位的监管方面,相关制度和政策还不是很明了。
2.2.3污泥处理处理经费和政策的支持
污泥的性质决定了污泥的处理是一个比较复杂的问题,要真正实现污泥处理的无害化和资源化,单独依靠污水处理厂自身是完成不了的,必须实现污泥深度处理的产业化工作。
要实现产业化首先要保证有充足的污泥处理资金,污泥处理费用应当在污水处理费中占一定的比例。其次是要有相应的推行污泥资源化的政策,才能有效促进产业健康发展。
3污泥的资源化利用
3.1污泥堆肥
污泥中含有大量的植物所需的养分,其含量高于农家肥,但是污泥中也含有有害成分,重金属离子易在土壤和植物体内积累,因此在土地利用之前,必须对污泥进行稳定化。堆肥化处理是采用较多的一种方法。
堆肥化是利用微生物的作用,将不稳定的有机质降解和转化成稳定的有机质,并使挥发性有机质含量降低,减少臭气;通过堆肥化,污泥的物理性状明显改善(如含水率降低,呈疏松、分散、粒状),便于贮存、运输和使用;高温堆肥还可以杀灭病原菌、虫卵和草籽,使产物更适合作为土壤改良剂和植物营养源。
3.2污泥燃料化
污泥燃料化方法目前有两种,一种是污泥能量回收系统(HERS法,HyperionEnergyRecoverySystem),另一种是污泥燃料化法(SF法,SludgeFue1)。HERS法即利用污泥消化制沼气,将污泥进行厌氧消化,其中的有机物经厌氧细菌分解产生以甲烷为主的可燃性气体,经脱硫后即可用作发电燃料。SF法即污泥低温热解制燃料油,是将未消化的混合污泥经机械脱水后,加入重油,调制成流动性浆液进行多效蒸发,污泥有机质在加热条件下部分热裂解,产生衍生燃料。污泥燃料燃烧产生蒸汽还可作污泥干燥的热源和发电,回收能量。
污泥燃料化技术是一种适合处理所有污泥,又能利用污泥中有效成分,实现污泥减量化、无害化、稳定化和资源化的污泥处理技术,是当前污泥处理技术研究开发的方向。
3.3剩余污泥制可降解塑料
1974年有人从活性污泥中提取到一类可完成生物降解、具有良好加工性能和广阔应用前景的新型热塑材料PHA,为利用活性污泥生产PHA奠定了基础。研究表明:活性污泥经过相关的培养后,可大幅度增加其中含有的可降解塑料。因此,利用剩余污泥制备可降解塑料可有效地解决化学合成塑料所造成的“白色污染”,既让废物得到了利用又避免了对环境的二次污染,对环境保护及可持续发展作出了一定的贡献,创造了良好的环境效益和经济效益。
3.4污泥的建材利用
污泥中的无机物主要由硅、铁、铝和钙等构成,含量约为20%-30%。因此即使采用传统的污泥焚烧工艺大幅度地实现污泥减量,但仍有较多以焚烧灰形式存在的无机物需做填埋处置。而污泥的建材利用可充分利用污泥中的有机物和无机物,实现污泥资源化。
污泥的建材利用主要有:制轻质陶粒、生产水泥、制熔融材料及熔融微晶玻璃等。污泥制轻质陶粒,是直接以脱水污泥为原料,将粉末状物料加热到熔点以上,使一部分物料变成液相,冷却后成为有相当强度的固体,烧结后物料相互之间往往产生化学结合,但大多是形成新的玻璃体或晶体。污泥中含有较多的灰分,其中的铝、铁成份是混凝法处理废水时形成的,可作为建筑材料添加剂。将污泥烘干研磨后,按照一定的质量比添加石灰并混合均匀,控制好温度条件和焚烧时间可制得水泥[9]。
污泥制轻质陶粒可用作混凝土的骨料、路基材料或花卉覆盖材料,也可作为污水厂生物滤池的滤料,微生物挂膜在陶粒上可有效降低污水中的BOD、COD及氨氮含量,效果良好;污泥制熔融材料也可用于路基路面、混凝土的骨料或地下管道的衬垫材料;污泥制微晶玻璃的外观、强度、耐热性优良,可应用于建筑内外的装饰材料;污泥生产水泥可用于素混凝土,地基的增强固化材料,以及用作道路铺装混凝土,大坝混凝土,重力式挡土墙,水泥竹纤维板等。
4、污泥处理方法的选用
一种有效的污泥处理方法,应当兼顾到环境生态效益、社会效益和经济效益,污泥的处理方法多种多样,各有优缺点,选用什么样的方法不但与当地的自然条件及经济社会发展水平有关外,还与污水处理工艺、污水来源等有很大关系。应根据污水处理厂的具体情况进行区别对待,统筹安排。
例如对于污水收集范围内无工业污染源以生活污水为主,污泥量较少的厂,完全可以考虑采取土地利用的方式,制成复合肥料后作为再生资源有效利用。
进厂污水既有工业污水又有生活污水的,如果污泥中有机物含量较高的,仍可以考虑采取土地利用的方式,作为再生林地和市政绿化的肥料利用,不易造成食物链的污染,也可成为污泥土地利用的有效方式。
如果污泥中重金属等污染较重,不符合农用污泥标准的污泥,需考虑采取焚烧的方法处理,以彻底消除二次污染。
对于城市有垃圾发电项目的,可考虑将污泥加入稳定剂后采用新技术脱水机将今水率降低至60%以下,作为覆盖土填埋入垃圾场,可有效利用其中含有的有机成份,产生沼气后用于发电,可低成本实现资源化目标。
5、结语
“十二五”期间,节能减排工作的标准进一步提高,城市污水处理厂污泥的处理工作得到重视,做好污泥的深度处理工作十分重要,需要创新思路,充分参考国内外情况,结合自身实际情况,找出一条适合的技术路线,实现污泥处理的“减量化、无害化、资源化“的目标。
参考文献:
污泥处理主要方法范文篇2
关键词:杭州市污泥处置规划
随着政府逐年增加对污水处理工程的投入,城市污水处理设施和污水处理率在不断增加,处理深度也不断得到深化。而污泥作为污水处理过程中的伴生产物,其产量也按比例大幅度地增长,污泥的处理和处置工作已成为当前环境保护工作的重点和难点[1]。
杭州市目前投入运行的城镇污水处理厂有27座,处理规模为221.2万吨/日,污泥产生量约3639吨/日,每年产量近90万吨。预计到2012年,杭州市城镇污水处理规模将达255万吨/日,到2022年,将达369万吨/日。届时,即使污水处理技术得到大幅提高,污泥产生量经技术处理有所减少,但据测算,仍能达到4455吨/日左右。因此如何对污泥处置进行合理的规划,并按此实施处理处置设施,已成为相关单位亟需解决的问题。
1制定指导思想和规划目标
污泥的处理和处置首先要遵循“以人为本,环境优先”的主线,污泥处置规划一定要从与人们生活息息相关的自然环境出发;第二是“依靠科技进步,进行污泥资源化利用,发展循环经济”,污泥的处置规划需具有长远的战略眼光,只有实现污泥的资源化利用,才能充分体现循环经济这个观点;第三是污泥的“四化”需要分步走,需要先实现污泥的减量化、无害化、稳定化目标,才能进一步去提高污泥的资源化利用率[2]。
在规划指导思想的指导下,结合杭州市城市规划的总体要求和现状条件,按照近期、中期和远期分步骤来确定污泥处置规划目标。同时针对污泥成分的不同(生活污水污泥和工业废水污泥),地域区块的不同(中心城区和郊区)等提出不同的目标要求,
2污泥数量的测算和性质的检测
只有在对污泥数量进行充分科学测算的基础上才能做出合理的污泥处置规划,这就需要结合排水规划所确定的水量来开展。污水厂污泥的产率系数比较复杂,因此规划时采用的污泥量预测参数需要综合理论计算、实际测定和规划预测等多种因素,这样才能对污泥量做出准确的测算。
同时需对污泥的性质进行检测,包括工业项目分析(收到基水分、干基挥发分、干基灰分和固定碳等),热值分析(干基高位热值、干基低位热值和收到基低位热值等),元素分析(N、C、S、H、O、重金属等),这样才能根据污泥的性质来选择恰当的处置方式。
3制定相关地方性标准和政策
系统的、科学的污泥处置标准是监控污泥处置、选取合理有效的技术路线的重要前提。目前我国与污泥处置相关的标准有《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)、《城镇污水处理厂污泥泥质》(GB24188-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置分类》(GB/T23484-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T23485-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T23486-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》(CJ/T289-2008)、《城镇污水处理厂污泥处置单独焚烧用泥质》(CJ/T290-2008)、《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》(CJ/T291-2008)、《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(CJ/T309-2009)、和《城镇污水处理厂污泥处置水泥熟料生产用泥质》(CJ/T314-2009)。同时国家于2009年开始试行《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》。
在国家标准的基础上,结合杭州的自身实际情况,以污泥处置的安全性和环境可接受程度为基本出发点,制定更具有操作性的地方性标准和政策。同时国外现行的标准也值得我们在制定相关标准时加以借鉴参考,美国1993年2月颁布的《有机固体废弃物(污泥部分)处置规定》(EPA503标准),以及欧盟于2000年修订的86/278/EEC标准,都对污泥的管理和处置提出了综合性要求,对重金属、病原菌和有机污染物等污泥指标均有严格的限制。
4选择污泥处置方法
在确定污泥处置技术之前,需要对国内外的污泥处置方法现状进行深入的研究和广泛的调研。在规划方针和目标的指引下,坚持“以人为本,环境优先”,循环经济和市场运作的理念,结合相关污泥数据和处置标准,选择适合杭州城市特点的污泥处置方法。
国外污水处理行业对污泥的处置已有60多年的历史[3],目前较为成熟的污泥处置方法主要有堆肥农用、焚烧和卫生填埋等。表1对三种主要的污泥处置方法进行了比较[4]。
表1三种主要污泥处置方法比较
项目处置方法
堆肥农用焚烧卫生填埋
技术可靠性可靠,有较多的应用实践可靠,有许多工程实例可靠,有一定的实践经验
操作安全性较好较好较好
选址大面积选址较困难容易,可靠近市区建设较难,要考虑一定的地理适用条件,需远离市区
占地面积大小较大
运输情况及费用运输比较困难,要考虑到气候等多种因素,费用高运输容易,如就近焚烧可节约运输费用运输较容易,但运输距离较长,费用高
适用条件对重金属、病原菌以及其他有机污染物有一定的限制要求对热值有一定的要求适用范围广
资源化利用程度可以较大程度的利用污泥中的有机物可以利用部分热能较低
地面水污染可能通过适当选址及控制污泥量可避免较小有可能,采取措施可防止
地下水污染可能通过适当选址及控制污泥量可避免无有可能,需采取防渗措施,但仍可能渗漏
大气污染可能可能会有臭味等产生废气,可以处理,但处理费用较高有可能,可用导气、覆盖等措施加以控制
土壤污染可能通过适当选址及控制污泥量可避免无限于填埋场区域
管理较复杂较容易较容易
其他费用最少,但是需要控制污泥中重金属的含量对污泥含水率有要求,需预先干化,投资及处置费用最高对污泥含水率有要求,需填埋前将污泥干化,或与其它物质共同填埋
处理成本低高较高
选择合理有效的污泥处置方法,应兼顾到生态环境效益与处置成本、经济效益等各方面的均衡。污泥的处置与资源化相结合,终将成为污泥的唯一出路,其资源化再利用已势在必行。
5提出污泥处置的管理方法
为了保证杭州市污泥处置规划的有效实施,在工程规划的同时需要开展对政策、管理和实施的研究,建立一套完善的法规和制度。目前仅深圳、上海等大城市初步尝试了污泥处置专项规划的编制,但仅限于技术性规划[5-6]。杭州市也于2010年9月下发了《杭州市污水处理设施污泥处理处置项目建设绩效管理以奖代补暂行办法》规定,对处理污泥特别有效的集中式污水处理设施污泥处置项目建设单位和污泥处置运营单位实行奖补政策,最高奖补金额可达800万元。
鉴于目前国内还缺少污泥处置的专项管理政策和法规,所以国外的先进管理经验值得我们借鉴参考,并结合自身实际情况加以吸收利用。欧盟及成员国是在对污泥有效利用价值充分认识的基础上来制定污泥处置管理政策,同时也考虑到污泥处置可能产生负面影响,进而对各种污泥处置管理方式提出合理的质量控制标准[7]。其污泥处置管理基于以下三个准则:(1)源头控制,这是污泥管理政策的关键因素。如果能从源头上控制污泥的产生,则污泥处置就简单了许多;(2)循环利用;(3)加强最终处置和管理。当不能对污泥进行回收和循环利用时,应尽可能对污泥进行焚烧处理,而填埋仅仅作为最终的处置工艺,同时需对所有工艺过程进行严密的监测。
6结语
污泥处理主要方法范文篇3
关键词:污水处理;常用方法
中图分类号:X131.2
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2009)08-0301-02
1我国城市污水处理的重要性和紧迫性
我国淡水资源十分短缺,人均拥有量2300m3,相当于世界人均水平的1/4,居世界110位。1997年起,全国城市污水排放置占废水排放总量的比例接近45%,改变了我国水污染治理工作一直以工业废水治理为主的局面,开始加强城市污水的综合治理工作。1999年我国城市污水污染负荷首次超过了工业废水污染负荷,我国水污染控制重点已经从工业点源污染为主的控制,逐步转变为以城市污水污染为主的控制。据《2003年中国环境状况公报》公布,2003年,全国废水排放总量为460亿吨,其中城市生活污水排放量247.6亿吨,占污水排放总量的53.8%。废水化学需氧量(COD)排放总量1333万吨,其中生活污水COD排放821.7万吨,占废水COD排放总量的61.6%,由此可见,目前我国的水污染形势严峻,特别是城市污水的排放对地表水和地下水水质的影响显得更加突出。据有关资料统计,全国近80%的生活污水未经处理,直接排入江河湖海,年排污量达400亿m3,造成全国1/3以上的水域受到污染。专家指出,水污染加剧了水资源的短缺,直接威胁着饮用水的安全和人民群众的健康,影响到工农业生产和农作物安全造成的经济损失约为GNP的1.5%~3%,水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。未来城市的最大危害就是污水。造成我国水污染严重的主要原因之一是由于全国城市污水处理率较低,使大量的城市污水未经处理而直接外排,导致了严重的水污染,并加剧了水资源的短缺。加上随着城市化和工业化进程的加快,城市污水产生量不断增大,使得水环境污染日益严重。城市污水处理的严重滞后,已经成为影响我国区域水污染防治目标实现的一个重要因素,并且严重制约了城市社会经济的可持续发展。国家专门就城市污水处理问题颁布了一系列政策及技术规定,制订城市治污达标的“时间表”,加快建设城市污水集中处理设施刻不容缓。
2我国城市污水处理方法探究
(1)活性污泥法。长期以来,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各国应用最广的一种生物处理流程。具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流,称为回流污泥,回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度。也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常从沉淀池中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行,这部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。
由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制,使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来,目前在城市生活污水处理研究和应用领域,普遍存在的问题有:①采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理复杂,易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求;⑦随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联。形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂;③目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。这要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
(2)生物膜法。在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接触后。溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水,采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘,生物滤池在我国南方更为适用。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力。
(3)氧化法。氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型。氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法,光催化氧化法、超临界氧化法等。化学氧化法虽然操作简单,但由于其处理效果并非十分理想,而且由于其运行成本较高,因此,在城市生活污水处理应用中使用并不很多。为了达到提高处理效果,同时降低运行成本的目的,人们开发了一些其他的氧化技术。光催化氧化法设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底,因此,在水的深度处理及对难生物降解的有机废水的处理具有极好的应用前景,目前已成为国内外非常活跃的研究课题,有专家预测,氧化法将成为21世纪废水处理中重要的方法之一。
(4)人工生物净化:人工生物净化,是人为地创造条件使微生物大量繁殖,人工驯化微生物,利用微生物质新陈代谢降解水中有机物的方法,是目前国内外对生活污水二级处理的主体工艺。
(5)自然生物净化处理:主要利用土壤中的微生物和植物根系或水塘中的微生物作用使水中的污染物浓度降低。
(6)人工生物净化与自然生物净化:在土地资源丰富,地价相对便宜的城镇,采用人工生物净化与自然生物净化处理相结合的方法,在经济不发达地区有其实际意义。
污泥处理主要方法范文1篇4
关键词:污泥综合利用填埋投海
Abstract:TheSludgeisnotonlycontaminantbutalsousefulresourcesinMunicipalsewageTreatmentPlant.Itisthebestwaythatcombineshandling,disposalwithutilizationofsewagesludge.ThroughanalyzingofseveralmajorsewagesludgedisposalsuchasSynthesizeutilization,bury,seadumpingandsoon,thispaperpointsoutthatresourceutilizationofsewagesludgeshouldstandreality,selectthebestwayofdisposalandutilization,consideringenvironmentalecologicalresults,socialandeconomicbenefits.
Keyword:SludgeinMunicipalSewageTreatmentPlant;Synthesizeuse;bury;seadumping
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、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等,如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的污染。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,污泥的产生量必将有较大的增长。如何妥善地处置污水厂污泥,并将其作为一种新的资源加以有效利用,变废为宝,已成为城市污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平的重要因素,也是全球共同关注的课题。
1、污泥最终处置的主要方式
目前,国内外污泥最终处置方式主要有:综合利用、填埋、投海。
(1)综合利用
①农田林地利用
污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题,污泥中含有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质)。我国城市污水处理厂的各种污泥所含肥分见表1,故污泥农田林地利用是最佳的最终处置方法,但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子以及N、P的流失对地表水和地下水的污染,甚至可能含有一些致癌物质,目前对重金属污染研究较多。因此,在作农田林地利用前,应进行堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵,同时还应去除这些有害物质。目前普遍的问题是检测手段跟不上要求,处理成本无法和经济效益相平衡,化肥的普遍应用造成销售市场难以开发等,这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。我国有大量工业废水进入污水处理厂,污水中重金属离子约有50%以上转移到污泥中,污泥中的重金属离子含量一般都较高,见表2。
初沉污泥活性污泥消化污泥
2~33.3~7.71.6~3.4
1~30.78~4.30.6~0.8
0.1~0.50.22~0.44
50~6060~7025~30
为提高污泥的农用量可以采取一些措施:一是把污泥制成有机—无机复合肥料,适当添加钾肥以补充污泥肥料中钾的不足,这样可以提高肥效降低有害物的含量;二是在经济政策上优惠使用污泥复合肥料的单位或个人,如免费提供试用肥料样品,免费为施用污泥复合肥料的区域或地块作土壤营养状况分析等。
②污泥焚烧产物利用
污泥中合有一定量的有机成分,经脱水干燥的污泥可用焚烧处理。在日本,该方法巳占污泥处理总量的60%以上、欧盟也在10%以上。为防止焚烧过程中产生二噁英等有毒气体,焚烧温度应高于850℃。污泥焚烧所产生的焚烧灰具有吸水性、凝固性,因而可用于改良土壤、筑路等,也可作为砖瓦和陶瓷等的原料,另外,污泥灰也可以作为混凝土混料的细填料。将污泥转变成一种颗粒状燃料,可以很好燃烧,其热值和褐煤相当,燃烧释放的有害气体远低于焚烧过程,其残余物可用于建筑工业。
污泥焚烧可以从废气中获得剩余能量,用来发电。在脱水污泥中加入引燃剂、催化剂、疏松剂和固硫剂等添加剂制成合成燃料,该合成燃料可用于工业和生活锅妒,燃烧稳定,热工测试和环保测试良好,是污泥有效利用的一种理想途径。
③低温热解制取可燃物
污泥热化学处理因其无害化和减量化彻底,地位已逐渐增强。污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术。它通过在催化剂作用下无氧加热干燥污泥至一定温度(
④建筑材料利用
污泥可用于制砖和制纤维板材。
污泥制砖的方法有两种。一种是用干化污泥直接制砖,另一种是用污泥灰渣制砖。用干化污泥直接制砖时,应对污泥的成分作适当调整,使其成分与制砖粘土的化学成分相当。当污泥与粘土按重量比1:10配料时,污泥砖可达普通红砖的强度。利用污泥焚烧灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制砖粘土的化学成分是比较接近的,制坯时只需添加适量粘土与硅砂。比较适宜的配料重量比为灰渣:粘土:硅砂=100:50:(15~20)。
污泥制生化纤维板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白(有机物)与球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质,在碱性条件下加热、干燥、加压后,发生蛋白质的变性作用,从而制成活性污泥树脂(又称蛋白胶),使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材。其品质优于国家三级硬质纤维板的标准。
(2)填理
污泥填埋有填地与填海造地两种。
污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式,经过消化后的污泥有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大,实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率,因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的污泥填埋场,根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋,但此法有占地较大、选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。
污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水,必须集中加以处理;污泥填埋场四周应设围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施,未经干燥焚烧处理的污泥,宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应
污泥填海造地,应遵守下列要求:①必须设护堤,渗水也必须集中进行处理,以防污泥和污水污染海水;②污泥或灰渣中的重金属含量应符合填海造地标准。
(3)投海
沿海地区,尤其是有大江、大河入海口附近,可考虑把生污泥、消化污泥、脱水泥饼或焚烧灰渣投海。投海污泥最好是经过消化处理的污泥。投海方式可用管道输送或船运,其中管道输送较为经济。在污泥投海工程实施前,必须搞好投海区的选择(离海岸10km以外,水深25m左右),以保证海水的稀释与自净作用。
总之,综合利用将是今后污泥处置的主要方式。填理由于占地多,潜在生物可利用率低,渗滤液可污染地下水,后续处理管理费用高等问题,应用受到限制。海洋投弃将逐渐被禁止。随着科技的发展,污泥的有效利用的方式和有效利用率将会进一步增加。
2、污泥利用方案的选择
(1)污泥利用的潜在风险
污泥利用需满足严格的环境卫生标准,不能造成新的环境危害。污泥利用的环境问题是重金属和氮对土壤、作物、水体的影响以及病原物污染,所以具有潜在风险。污泥的热能利用无疑是风险最小的,而土地利用则需严格管理,只有重金属含量低于农用污泥标准才可用于农作物,而且污泥肥的施用也需严格定量以控制重金属的积累和减少氮、磷淋失对水体的污染。至于病原物污染,热干化的安全性较佳,因其高温灭菌作用很彻底,产品可完全抑制微生物的活性;碱性稳定化基本上也能达到安全标准;堆肥则不足以保证安全性,因病原物仍有少量存活且产品的高含水率(一般为30%~40%)可使病原物复活,故采用堆肥方案时需加强对堆肥质量、场所和施用场地的管理。
(2)利用方案的比较
①农田林地利用
用污泥对农田、林地、草坪施肥或进行土壤改良以及用于市政绿化、育苗等,不仅可改善土壤的理化性质,增加土壤肥力,促进树木、花卉及草坪等的生长,而且可避免污泥中的重金属、有毒有机物因食物链的生物富集效应对人畜产生的危害,除此之外土壤的自净能力还可使污泥进一步无害化。因此土地利用是一种积极的、生产性的污泥处置方法。污泥利用前需堆肥化处理,堆肥化若采用静态条垛工艺,成本最低,但其生产周期长、占用土地多且对周围环境的影响比较严重;若采用发酵仓,其设备投资和运行费用将增加,而且若要制成复合肥还需烘干造粒设备,这样其成本优势就大大削弱了。
②污泥焚烧产物利用
污泥焚烧效果好,焚烧产物既可用作新的产品原料,又可回收热能。国外已有较成熟经验和工艺,可以直接借鉴使用。但总体来说焚烧的成本最高(是其他工艺的2~4倍)。今后应从降低成本,减少二次污染角度着手,生产新设备。
③低温热解制取可燃物
污泥低温热解效果亦好,污泥可通过干馏提取油、气等,不但可做燃料也可用于制造四氯化碳等化工产品,具有工业化利用前景,且能量回收率高,经济性优于焚烧处理,是大有前途的处理方法。在热解机理和动力学研究方面,还有很多工作需进一步探讨。在工艺和设备的改进方面有待新的突破。
④建筑材料利用
建筑材料利用,不仅可以减少污泥填埋所占用的土地,减少自然资源消耗,而且可以使资源得到循环利用,变废为宝。
(3)其他因素
污泥处理设施的选址是方案选择的决定因素之一。一般而言,污泥宜就近处理以节省运输费用和减少湿污泥运输对沿途造成的污染。由于污泥处理过程中可能会带来臭味、有毒有害气体及病原体等环境问题,所以选址会对方案选择产生决定性影响。
3、结语
污泥经过减容、稳定和无害化处理后,可以作为资源加以综合利用。污泥的处理处置及其无害化,作为再生资源有效利用是世界各国共同重视的问题。面对各地区千差万别的污泥利用经验,应立足于本地区的实际情况,在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下,审慎地、全面地论证各种方案实施的可行性,从中选出最佳方案。目前的利用方向是土地利用和热能利用。从长远看,对于我们这样一个农业大国,应将污泥制成污泥复合肥料或污泥生物复合肥料,将农田林地利用作为主要的有效利用途径。同时,也要发展研究其它的资源化途径,如直接或间接作为燃料、热分解制油等。污泥焚烧作为最彻底的处理方式,在国外,特别是西欧和日本已得到了广泛的应用,欧洲将来有30%的污泥土地利用、70%热能利用。在国内,由于其一次性投资和处理成本大、焚烧烟气需进一步处理等问题而一直未得到应用。随着国内大型城市污水处理厂建设的进一步加快,污泥处置已成为突出的问题。
参考文献
[1]陈鸣.城市污水处理厂污泥最终处置方式的探讨.中国给水排水.2000,16(8):23-24
[2]汪恂.略述城市污水厂污泥热化学处理技术.武汉工业大学学报.1999,21(6)
[3]张清敏,陈卫平,胡国臣,孙红文,朱坦.污泥有效利用研究进展.农业环境保护.2000,19(1):58-61
[4]杨小文,杜英豪.污泥处理与资源化利用方案选择.中国给水排水.2002,18(4):31-33
[5]丁文川,郝以琼,汤子华.重庆市城市污水厂污泥的处理与处置.重庆环境科学.第22卷第2期
污泥处理主要方法范文篇5
关键词:污泥减量化无害化污泥处理污泥处置方法探究
引言
目前,我国污水处理厂每年排放的污泥量(干重)约140万吨,且以每年10%以上的速度增长。污泥产生的环境污染问题日益突出,已造成极大的安全隐患、环境压力和经济负担。由于污泥中含有大量的重金属物质、病原菌等有毒有害物质,如果这些污泥得不到安全、环保处理处置,就会对环境造成较大危害。因此,采用切实可行的对污泥处理处置技术,按照污泥处理、处置工艺“减量化、稳定化、无害化”原则,加强污泥处理处置的全过程管理,并在坚持“安全、环保”的原则下,实现污泥的综合利用,回收和利用污泥中的能源、氮磷等资源物质,从而达到节能减排和循环经济的目的。
1.城市污水处理厂的污泥
1.1污泥的特性
一般污水处理厂产生的污泥为含水量在75~99%不等的固体或流体状物质。其中的固体成分主要由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体及絮凝所用药剂等组成,是一种以有机成分为主,组分复杂的混合物,其中包含有潜在利用价值的有机质、氮(N)、磷(P)、钾(K)和各种微量元素。
⑴物理特性
污泥组成为水中悬浮固体经不同方式胶结凝聚而成,结构松散,形状不规则,比表面积与孔隙率极高(孔隙率常大于99%),含水量高,脱水性差。外观上具有类似绒毛的分支与网状结构。
⑵化学特性
生物污泥以微生物为主体,同时包括混入生活污水泥沙、纤维、动植物残体等固体颗粒以及可能吸附的有机物、金属、病菌、虫卵等物质。污泥中也含有植物生长发育所需的氮、磷、钾及维持植物正常生长发育的多种微量元素和能改良土壤结构的有机质。
⑶污泥中水分的存在形式及其性质
污泥中的水分有四种形态:表面吸附水、间隙水、毛细结合水和内部结合水。表面张力作用吸附的水分为表面吸附水。间隙水一般要占污泥中总含水量的65%~85%,这部分水是污泥浓缩的主要对象。毛细结合水:浓缩作用不能将毛细结合水分离,分离毛细结合水需要有较高的机械作用力和能量,如真空过滤、压力过滤、离心分离和挤压可去除这部分水分。各类毛细结合水约占污泥中总含水量的15%~25%。内部结合水:指包含在污泥中微生物细胞体内的水分,含量多少与污泥中微生物细胞体所占的比例有关。去除这部分水分必须破坏细胞膜,使细胞液渗出,由内部结合水变为外部液体。内部结合水一般只占污泥中总含水量的10%左右。
1.2污泥对环境的危害
污泥有机物含量高、易腐烂,有强烈的臭味,并且含有寄生虫卵、病原微生物和铜、锌、铬、汞等重金属以及盐类、多氯联苯、二英、放射性核素等难降解的有毒有害物质,如不加以妥善处理,任意排放,将会造成二次污染;污泥对环境的二次污染还包括污泥盐份的污染和氮、磷等养分的污染。污泥盐分含盐量较高,会明显提高土壤电导率,破坏植物养分平衡,抑制植物对养分的吸收,甚至对植物根系造成直接的伤害;在降雨量较大地区且土质疏松土地上大量施用富含氮、磷等的污泥之后,当有机物的分解速度大于植物对氮、磷的吸收速度时,氮、磷等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化,进入地下引起地下水的污染。
2.城市污水处理厂的污泥处理
2.1污泥处理
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。
2.1.1城市污泥处理的减量化方法
2.1.1.1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。
2.1.1.2利用膜处理装置化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。
2.1.1.3利用臭氧技术或超声波实现污泥减量化
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。
2.1.1.4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)。
通过污泥的消化降解,建设污泥厌氧发酵池,由于建设费用高,运行不安全,运行费用高,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厌氧消化工艺处理污泥,产生的沼气宜优先考虑综合利用;有条件进行土地园林利用的小型城镇污水处理厂可优先考虑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。
2.1.1.5通过污泥焚烧实现其减量化、无害化的目的
另外,通过污泥焚烧,也可实现其减量化、无害化的目的。建设专门的污泥焚烧厂,对产生的城市污泥进行高温焚烧,废渣可用来制砖或填路;也可对现有的热电厂、火电厂进行改造,把污泥当做添加料进行焚烧,可节约大部分投资。因此,污泥热干化工艺宜选在就近可持续稳定获得余热热源的地方,如:污泥消化池、生活垃圾焚烧发电厂、火力发电厂、水泥厂等,利用其废热、烟气余热作为干化热源。不宜单独设置污泥干化设施,也不宜选用优质一次能源作为热源。由于污泥燃烧产生Hg、二英等,影响镇内生活空气质量,不宜采用自然干化技术。
2.1.1.6污泥处理从污泥的稳定化、无害化着手。
2.1.1.6.1污泥处理稳定化原理概述.
好氧发酵是在有氧条件下,好氧微生物对废弃物进行分解、转化并生产出发酵产品的过程。微生物通过自身的生命活动,把一部分被吸收的有机物分解成简单的无机物,同时释放出可供微生物生长活动所需的能量,而另一部分有机物则被合成新的细胞质,使微生物不断生长繁殖,产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时,伴有热量产生,因发酵工艺中该热能不会全部散发到环境中,就必然造成发酵物料的温度升高,这样就会使一些不耐高温的病原菌及虫卵死亡,而达到无害化的目的。
2.1.1.6.2城市污泥处理的好氧发酵工艺应达到的技术指标
好氧发酵后污泥的含水率35~45%;
污泥的有机物降解率>50%;
蠕虫卵死亡率>95%;
粪大肠菌群菌值>0.01;
种子发芽指数≥75%。
在污泥处理工艺选择上应遵循“减量化、稳定化、无害化”原则,遵循源头削减和全过程控制,并加强有毒有害物质的源头控制。根据污泥最终安全处置要求和污泥特性,选择适宜的污水和污泥处理工艺,在安全、环保的前提下实现污泥的妥善处置。
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。
2.2.最佳工艺技术路线的选择
在污泥处理工艺选择上应遵循“减量化、稳定化、无害化”原则,遵循源头削减和全过程控制,并加强有毒有害物质的源头控制。根据污泥最终安全处置要求和污泥特性,选择适宜的污水和污泥处理工艺,在安全、环保的前提下实现污泥的妥善处置。同时,国家鼓励回收和利用污泥中的能源和资源,达到节能减排和循环经济的目的。
统一技术路线,因地制宜确定污泥处置方式,以往,由于污泥处理处置技术路线的不统一造成了很多建设运营方面的混乱,明确对污泥处置的技术路线,就是综合考虑污泥泥质特征、地理位置、环境条件和经济社会发展水平等因素,因地制宜地确定污泥处置方式。鼓励采用土地利用方式处置符合标准的污泥。污泥土地利用主要包括园林绿化、土地改良、农用等,泥质不但应符合相关标准,还需进行场地环境影响评价和环境风险评估。
3.城市污水处理厂的污泥处置
污泥处置以自然或人工方式使经处理后的污泥或污泥产品污泥能够达到长期稳定综合利用的方式来处置和消纳污泥,并对生态环境无不良影响的最终消纳方式是污泥处置的过程。污泥处置主要包括土地利用、污泥农用、填埋和焚烧以及综合利用(建材利用)等。
3.1污泥处理处置工艺
一般而言,在污水处理厂内污泥经过预处理(浓缩、脱水及相关辅助设施)后,在厂内(或厂外)根据后续处置的不同,采用不同的处理方式,主要处置污泥的方式有土地利用、焚烧等。
3.1.1污泥土地利用方式
污泥土地利用的方式主要包括城市园林绿化、苗圃、林地利用以及土壤修复及改良。污泥城市园林绿化指处理后的污泥用于行道树、灌木、花卉、草坪等栽培过程中作为肥料、基质和营养土。
苗圃及林地利用是将处理后的污泥用于为城市绿化提供幼树、苗、草坪、花卉的生产基地的介质土以及大片的林地等。
土壤修复及改良堆肥处理后的污泥用于严重扰动土地的改良,包括采煤场,各种采矿业开采场(金属矿、粘土矿、砂子的采掘场等)、矸石场、露天矿坑、尾矿堆、取土坑、城市垃圾填埋场等。粉煤灰堆积场以及森林采伐地,森林火灾毁坏地,滑坡和其它天然灾害需要恢复植被的土地等。
3.1.2污泥的焚烧
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。
4.结论
污水处理厂通过脱水后的剩余污泥,含水率在80%左右,长期放置不但占用大量的土地,而且会厌氧消化,产生的废水影响地下水质,散发的气味影响空气质量,同时,又造成细菌在空气中的传播。严重的可能会造成二次污染,与我们的环境治理背道而驰。所以,污泥的稳定化、无害化处理和处置非常重要,不能简单的一埋了事,2004年发生的“SARS”事件应在我们环保人耳边警钟长鸣!因此,对污水处理厂污泥的稳定化、无害化处置,连同污泥的减量化处置一并考虑,找到最适合本身污水厂污泥处置的最佳技术路线和途径,结合资源化的目的,以达到共赢的效果。
污泥处理主要方法范文篇6
论文关键词:碱预处理,剩余污泥,污泥浓度,填料
我国城市污水处理厂主要采用生物法处理污水,目前采用生物法脱氮除磷主要遇到两大难题。一是生物法处理污水过程中产生的大量剩余污泥处理和处置;二是运行中的污水处理厂普遍存在碳源不足而造成脱氮除磷效率欠佳,而投加碳源又增加了污水厂的运行成本。因此如何将这两大难题有效解决成为了近几年来国内外学者的研究重点。
剩余污泥水解过程中产生的大量的挥发性脂肪酸(VFAs)[1-4],可作为化工原料用于发酵工业生产各种高附加值产品,也可为低C/N城市污水提供碳源。采用剩余污泥开发碳源,使得污泥在城市污水处理厂内部进行循环利用,不仅降低了因投加碳源造成的成本,而且能在一定程度上解决污泥的处置问题,实现污泥的资源化、稳定化和减量化。但污泥很难仅通过微生物作用厌氧水解产酸,这是由于污泥细胞的细胞壁半刚性结构,只有通过预处理手段[5-7]破坏细胞壁,才能使细胞内大量溶解性有机质释放填料,提高污泥的水解速率,最终提高污泥的厌氧消化产酸的量。与其它预处理方法相比,碱预处理具有操作简单、方便,处理效果好等优点[8,9]。本研究采用碱预处理方法考察不同浓度的污泥对厌氧产酸效果的影响,以选取碱处理剩余污泥的最佳污泥浓度,并通过添加填料观察填料对污泥水解产酸的影响,以期为低碳氮比城市污泥提供有效碳源并实现污泥的资源化利用。
1材料与方法
1.1底物污泥
试验用泥取自郑州市五龙口污水处理厂的回流泵房和脱水机房。试验用泥每周取一次,取回的污泥在4℃下保存备用。脱水机房取出的脱水污泥,在试验中根据试验需要用蒸馏水稀释至所需浓度。
1.2试验方法
试验共分两个部分,一是污泥浓度对碱预处理剩余污泥水解产酸的影响;二是填料对碱预处理剩余污泥水解产酸的影响。
1.2.1污泥的碱预处理
用6mol/L的NaOH将污泥的pH调到12(±0.1),并使其pH值在缓慢搅拌下稳定5min,得到的污泥混合液在室温下(25-30℃)保存20h以强化碱处理的效果。经过20h预处理的剩余污泥,在反应开始前再利用6mol/L的NaOH调节pH为10(±0.1),刘晓玲[10]等研究发现pH为10的条件下,可显著改善污泥预处理产酸效率,并能维持稳定产酸量会计毕业论文范文。在本试验主要研究污泥经过碱预处理在反应中不调节pH时的产酸情况。
1.2.2污泥浓度对污泥水解产酸的影响
试验装置有效容积为2L,设有搅拌装置搅拌速度为60-80r/min,温控装置控制温度在32℃左右。通过对比不同污泥浓度,研究污泥浓度对剩余污泥水解产酸的影响。
表1每组试验剩余泥的特征
Tab.1Charactersofwasteactivatedsludgeineachgroups
编号
项目
第1组
第2组
第3组
第4组
第5组
第6组
TSc/mg·L-1
14
37
88
147
177
233
VFAsc/mg·L-1)
32
38
54
90
124
154
TCODc/mg·L-1
5198
22600
41300
57700
76000
98800
SCODc/mg·L-1
32
60
88
109
131
174
pH
7.01
7.03
6.97
6.97
污泥处理主要方法范文1篇7
【关键词】城市污泥;热干化;薄膜;焚烧
城市污泥是污水处理的一种必然产物,污水处理是通过把水中杂质浓缩成固体形态再从流体中分离来实现,而这种浓缩浓缩出来的杂质便称为污泥。随着城市化的发展,城市污水的产量不断增长,2006年全国年产干污泥近130×106吨,而且以每年10%以上的速度递增。
城市污泥的成分很复杂,主要包括混入生活污水或工业废水中的泥砂、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物、由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物、重金属元素和盐类、少量的病原微生物、寄生虫卵等综合固体物质。未经恰当处理处置的污泥进入环境后,直接给水体和大气带来二次污染,对生态环境和人类的活动构成严重的威胁。为了不造成环境的二次污染,需要在污水处理的二级处理之后添加一道污泥处理工艺。污泥处理设备大约占污水处理厂的40%60%基建投资,污泥处理则占50%左右的处理费用,同时也造成了和其经济费用不成比例的处理难度。
污泥处理与处置的目的主要有以下四个方面:
(1)减少污泥最终处置前的体积,以降低污泥处理及最终处置的费用;
(2)通过处理使污泥稳定化,最终处置后不再产生进一步降解,从而避免产生二次污染;
(3)达到污泥的无害化与卫生化;
(4)在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的。
城市污泥的主要特性是含水率高(可高达99%以上),有机物含量高,容易腐化发臭,并且颗粒较细,比重较小,呈胶体液状。
根据污泥成分及处理目的的不同主要有调理、浓缩、脱水、干燥、消化、堆肥、焚烧等处理方法。我国的污水处理厂脱水污泥处置方法中,污泥农用占44.8%、陆地填埋占31%、其他处理约10.5%、没有处理约13.7%,而在发达国家比如日本其产生的污泥55%进行焚烧处理,35%的污泥进行填埋,约9%的污泥进行农田利用。其中,由于污泥含有一定的有机成分,通过焚烧使污泥无害化,不但污泥减容减量化程度很高,而且可回收利用产生的热能,日本、德国、奥地利等发达国家大多采用该种处理方法。
目前,我国城市污水处理厂普遍采用污泥脱水机进行脱水,形成含水率60~80%的脱水污泥,过高的含水率会极大的降低污泥热值,不利于能量回收和维持燃烧,故在焚烧前需对脱水污泥进行进一步的干化处理,将其含水率降低至20%甚至更低,以用于替代燃料。
现有一种间接加热的转鼓式薄膜干燥机可实现原污泥的一次深度脱水处理。其主要原理是:通过机械挤压和间接热传导联合作用将污泥中的水分脱出。转鼓式薄膜干燥机通过压辊装置的机械挤压作用,将污泥于转鼓表面挤压摊铺成薄膜状,污泥中所含易于脱出的间隙水被部分挤压滤出,该过程为纯机械挤压,与常规对流干燥相比,仅为其能量消耗的1/50。转鼓式薄膜干燥机的转鼓内部通有高温循环导热油,转鼓表面经导热油传热升温成为加热面,污泥不直接与导热油接触,导热油可循环回收利用,节约运行成本。薄膜状的污泥在转鼓表面经高效传热使剩余水分变成蒸汽,体积瞬时膨胀近千倍,剧烈膨胀的蒸汽可作为水分迁移驱动力,加快液态水向表面迁移析出,同时由于干燥过程为薄层干燥,减小了水分迁移路径,与堆积状态相比实现了能量消耗的大幅降低。转鼓式薄膜干燥机在污泥干燥过程中的能量消耗主要集中于污泥输运过程中消所耗电能及干燥机运转过程中的少量电能消耗,而大部分干燥消耗的热能由后续气化、焚烧系统回收利用,大大减少了外来能量输入,因此,可实现循环可持续干燥作业。该转鼓式薄膜干燥机采用泵送式上料方式,通过污泥泵将原污泥经输送管道由污泥储存处输送至各干化设备,输送过程全封闭,无异味气体及渗水泄漏,不会在处理过程中发生对环境的二次污染。该转鼓式薄膜干燥机采用全自动化控制,通过内置的各种温度、压力传感器,实时反馈信号控制后端导热油锅炉供热量以及前端污泥输送泵的输送量,从而实现闭环控制。并可通过调整转鼓转速来调节污泥形成薄膜厚度及泥膜在转鼓表面加热停留时间,甚至可通过在设备控制系统中预存若干组运行参数,以适应不同成分污泥、不同含水率的处理要求。
经转鼓式薄膜干燥机干化后的污泥为鳞片状,含水率15%~25%左右,干化后的污泥其热值约为1300至1500大卡,三吨干化后的污泥相当于一吨4500大卡的燃煤,可混掺在燃煤中在锅炉内燃烧,干化污泥与煤的掺和比例为每吨煤添加100至200公斤污泥,每一吨干化污泥可生产一吨蒸气,且经过干化处理的污泥不会像原泥一样在燃烧时产生大量的水蒸气而对锅炉造成腐蚀,严重缩短锅炉的设备寿命,进行干化污泥的掺混焚烧无需对现有锅炉进行改造。干化后的污泥保留了其中大量有机物质,可用作肥料、土壤改良剂、替代燃料等多重用途。污泥脱水50%后可转化为富含生物质能源的泥炭,用来发电其热值可达1500~2000千卡/公斤,每吨处理后的污泥相当于1/2~1/3吨原煤,彻底实现了污泥的无害化处置和资源利用。干化污泥经焚烧处理后,其中水分和有机质被完全去除,燃烧形成的烟气经处理后可安全排放,剩余灰分主要为原泥中的硅酸盐粘土矿物,并因在焚烧过程中将原泥中所含重金属固化,故不存在重金属离子污染问题。焚烧灰渣体积仅为原泥体积的二十分之一甚至更低,体积减量处理效果明显,且焚烧灰渣可在1020℃~1060℃下进行高温烧结,用其制砖,用这种干污泥烧制的砖质量达到一级品质量要求,而重量比普通烧结砖轻20%。
综上可见,经干化焚烧处理后的城市污泥基本实现了零污染零排放。虽然污泥热干化技术有技术要求和处理成本较高,设备运行管理复杂等缺点,但由于其处理后体积减量明显,处理彻底无二次污染,污泥有效能源化、资源化等特点使其仍为城市污泥最终处理的理想方向之一。
污泥处理主要方法范文
关键词:污泥处置环境
城市污水处理厂污泥是污水处理过程中的必然产物,随着污水处理效率的提高,污泥产量也迅速与日俱增。这些污泥具有高含水率和丰富的有机物含量,处理不妥当将会对环境造成二次污染。
正是由于城市污水处理厂污泥具有高含水率、高有机物含量,而且具有较高热值,富含氮、磷、钾等营养元素,同时含有大量细菌、寄生虫卵等微生物,所以在污泥处理处置过程中必须遵循四个原则:减量化、稳定化、无害化和资源化。
污泥的处理包括污泥浓缩、稳定、脱水和最终处置四个阶段。污泥处置的主要方式有卫生填埋、投海、焚烧和综合利用等。
1污泥处理
1.1污泥浓缩
污泥浓缩的目的在于减容。
浓缩主要是去除污泥中部分自由水和间隙水,浓缩的方法主要包括重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。重力浓缩可分为间隙式和连续式两种,前者主要用于小型污水处理厂或工业企业污水处理厂,后者用于大、中型污水处理厂。气浮浓缩适用于粒子容易上浮的疏水性污泥或悬浮液很难沉降且易于凝聚的场合,特别适用于易于产生污泥膨胀的生化处理工艺中。离心浓缩占地小,不会产生恶臭,对于富磷污泥可以避免磷的二次释放,提高污泥处理系统总的除磷率,但运行费用的机械维修费用高,经济性差,一般很少用于污泥浓缩,但对于难以浓缩的剩余污泥可以考虑使用[[]]。
1.2污泥消化
污泥消化包括好氧消化和厌氧消化两种。污泥厌氧消化是污泥处理的重要方法之一,在国内外得到广泛的应用,即在无氧条件下,由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物,最终产物是二氧化碳和甲烷气(消化气),使污泥得到稳定。由于污泥厌氧消化过程产生甲烷,故可以回收能源。
1.3污泥脱水
污泥中含有大量水分,初次沉淀污泥含水率介于95%~97%,剩余污泥含水率在99%以上。
污泥脱水可分为自然干化脱水和机械脱水,污水处理厂一般采用机械脱水,而机械脱水按脱水原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水和离心脱水三大类。目前在城镇污水处理厂应用较为广泛的以压滤脱水为主。近年来发展起来一种过滤分离脱水:螺旋压榨脱水,其具有如下优点:可以改变螺旋转速以调整泥饼含水率和处理量;动力小且节能;结构简单且轻便;低速旋转,无噪音和振动;滤网为不锈钢制,不易堵塞,容易清洗恢复;结构密闭,臭气问题易解决;清洗用水量少[[]]。
污泥脱水则是处置前的关键一步。含水率成为制约污泥处置和利用的关键问题。
1.4污泥干化
污泥含水率是影响污泥最终处置的关键因素[[]]。
污泥热干化按热介质和污泥的接触方式可分为直接加热式、间接加热式和“直接―间接”联合式干化(即“对流―传导”技术的结合)[[]]。
污泥热干化虽然是污泥处理的一种比较理想的途径,但其投资和运行费用高,主要表现为干燥设备的能耗高。在工业发达国家,其能耗超过污泥处置总能耗量的10%。采用干料返混系统可降低干化能耗和运行成本;同时污泥干化的具体工艺要和干化污泥的利用结合,干化后污泥制肥、制砖、制水泥等,可补偿污泥处理处置的成本[[]]。
2污泥处置
2.1污泥卫生填埋
污泥卫生填埋开始于60年代,已沿用40余年了,是在传统填埋的基础上从保护环境的出发,经过科学的选址和必要的场地防护处理,具有严格管理制度的科学操作方法的工程。目前已发展成一项较成熟的污泥处置技术,具有投资少、容量大、见效快的优点[[]]。
然而污泥填埋需要占用大量土地,而适合城市污泥填埋的场所因城市污泥的大量产出而越来越有限,这也限制了污泥填埋的进一步发展。
从最大限度地使污泥减量化和资源化的角度来看,污泥填埋也许不是一种最好的处置方法,但是综合考虑各种处置方法的成本、对环境可能产生的影响及目前我国的实际情况,对污泥进行填埋处置可能是未来一段时期我国处置污泥的主要方法[[]]。但从长远考虑,污泥卫生填埋只是将污泥中污染物转嫁于土壤,其渗滤液及污染物有害成分可能对地下水造成污染,而且随着时间的增长,污染物不断累积,因此污泥的卫生填埋不是一种长远之计。
2.2污泥投海
投海是利用水体消纳城市污泥,一般不需要进行严格的无毒无害化处理,也无需脱水便可直接排入水体,而且容量很大。但此法并未从根本上解决环境问题,同时也造成了海洋环境污染,对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁,受到越来越强烈的反对。
2.3污泥焚烧
从可持续发展的角度来说,污泥焚烧将是最终出路,它不但能实现污泥减量最大化,同时基于预干燥--流化床焚烧技术的污泥焚烧厂几乎不再需要使用矿物燃料助燃,且产生的余热可用于供暖发电[[]]。
但由于污泥焚烧产生二英等有毒致癌物质,对尾气的处理要求高,而且污泥焚烧处置技术能耗、成本高于其他污泥处置技术。考虑到我国目前的经济状况等国情,污泥焚烧处置工艺很难在短时间内得到推广。
2.4污泥资源化利用
传统的污泥处理处置方法是把污泥中有机物等污染物去除,使污泥得以稳定无害。然而污泥中含有大量的有机物,富含氮、磷等植物营养元素,也存在着少量钙、镁、铁、锌、钠等矿物元素。从某种程度上来说,这些物质可以被看作成一种能源、资源,而非污染物质。
现行较为常见的利用方式有:污泥农用、污泥堆肥、污泥制动物饲料、污泥建材化利用等。但污泥中含有大量有机物、也含少量病毒、寄生虫卵等,同时也存在着少量重金属。因此污泥资源化利用还存在着很大的隐患和风险。
污泥处理主要方法范文
关键词:污水处理厂;污泥;环境监管
随着经济的不断增长和社会的不断进步,人们越来越关注环境问题。污水治理工作的开展减少了很多不必要的环境污染,但是现在面临的污泥污染的严峻问题亟待解决。污泥中含有很多有害物质,比如重金属、寄生虫、病毒细菌等,如果不加处理随意的进行排放会对土壤、水源进行再次的污染,降低了污水处理设施的有效处理能力,而且严重威胁生态环境,同时也带来了资源的浪费。针对现存的污水厂污泥带来的一系列问题,许多研究者针对某些地区的现状、存在的问题等进行了相关的描述,但是缺乏有力的相关措施和证据进行整改[1]。因此,通过分析我省城镇污水处理厂污泥处置的现状,结合工作中遇到的问题,进一步分析阐释对污泥处置的应对措施,争取实现污泥减少、无害化和节约资源,提高污水的处理水平。对于减少社会的投入,改善城镇的环境治理,促进环境资源的可持续发展具有重要的意义。
1城镇污水处理厂污泥处理处置现状
1.1设施处理能力不足
云南省2015年建成了144座城镇污水处理厂,污泥产生量45万吨,目前为检查无害化污泥处置厂,一般还是采用老方法,通过运输至垃圾填埋场,进行卫生填埋方式来处置污泥,由于受天气、运输的影响,使得我省部分污泥不能得到及时、妥善的处理,造成污泥处置的不规范。因此要提高设备的技术水平和数量,能够和当地的实际情况相对应。
1.2处置现状不容乐观
目前我省的污水处理厂污泥的处理现状不容乐观,填埋98以上%,堆肥等2%,但是其中的很多方式并不是真正的实现污泥的环保化的处理,对环境极易造成破坏。而且长期受“重水轻泥的影响”,使得对污泥的处理严重不足,长期违规的现象存在,更易造成二次污染[2]。
2污泥环境监管中存在的问题
2.1缺乏规范的技术标准和责任主体难以落实
减量化、无害化、资源化和稳定化是污泥处理的最终目标,根据现有的污泥处置的流程,将划分为污泥处理和处置的两个阶段。但是我省尚未建立起与我省经济发展水平相符合的协调发展的技术。而且污水厂难以落实污泥处置的责任主体,难以承担责任。根据“谁污染,谁治理”的标准,污水厂在处理污水的同时在排出污泥,它作为污泥的产生单位,应该承担起治理污泥的责任,同时也是产生单位的责任。2010年,环保部下发《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》(环办〔2010〕157号)的文件,文件中对于污水厂的主体责任进行了明确的说明,即“强化污水处理厂主体责任”,并且要求污水处理厂对污泥的产生到处置的过程进行全程的监管。但是,现实情况下污水处理厂很多都是事业单位,少数是企业制,事业单位没有能力承担相应的责任,而刚改革的企业制的单位因为运营机制的不健全、缺乏相关的污泥处理收费的相关体系,人力物力缺乏,从而导致主体责任的无法有效的落实。
2.2监管制度不够完善
根据一系列部级和省级文件中强调的内容,都要求城镇的污水处理厂和污泥的运输和接收单位要建立转运联单制度,但是相关制度只是对这个过程进行简单的说明,没有为现状污泥的处理和转运工作提高可行的管理依据。制度的不够完善会使得很多企业有机可乘,或者是忽视很多污泥处理的细节,会给污泥处理工作带来不利的影响[3]。所以,要进一步细化和完善相关的污泥监管制度,如增加公示制度、举报制度、不定时抽检制度、定期上报制度等,有效地落实污泥的处理工作。
2.3监管能力不足
现阶段下,由于设备技术和经济水平的影响,对于污泥的重视程度地区之间存在很大的差异,尤其是一些乡镇对污泥的认识不够充分,不能够将污泥的处理当做一件很有必要的工作进行。因为缺乏相应的监管技术,无法对污泥的处理进行全程的监督,各种不规范的处置方法都开始暴露,比如污泥的随处倾倒、焚烧、养殖、填埋等,会严重破坏生态环境,得不偿失。
2.4缺乏监管的方法
环保部门对污泥的监管因为有责任但是没有合适的方法陷入尴尬的境地。据现有的环保法律法规对其监管的现状显示,对造成污泥违规处置所造成的后果缺乏相应的处罚措施,使得很多污水处理厂为了自身的利益,钻法律空子进行违规转移和焚烧污泥,虽然环保局有明确的规定禁止这样的事情,但是屡禁不止,仍存在侥幸心理去做这样的事情。现有的处罚方式罚款、责令限期整改对于以很多以经济利益为主的企业缺乏威慑力,因为他们违规的代价远远小于成本,因而难以提高执法的有效性。因为受到各种原因的影响,无法对企业进行停产整顿这样的出发,这也是造成很多企业违规的因素之一。
3污水处理厂污泥环境监管的有效对策
结合我省污水污泥的处理情况,本研究对城镇的污水处理厂和运输单位、污泥接收单位等都进行了详细的了解和查阅相关的内容,通过深入的分析可以对污水处理厂污泥环境的监管提出有效的对策。
3.1污水处理厂的环境监管要求
(1)处置责任的处理。因为污水处理厂是污泥的主要产生者,它在进行污水处理的时候避免不了产生大量的污泥,因此,它对污泥在厂内的的处理处置的整个过程承担着污染的防治责任,并有责任对污泥的接收单位进行资质、能力、技术等方面进行全面的考察和监督,如果未经有关部分的批准,擅自将污泥提供给一些黑心企业,让黑心企业有机可乘的话,在这个过程中污水处理厂付有主要责任。如果将污泥进行养殖等农用的话,对环境和生活产生的短期和长期的的不良影响污水处理厂要负总责。(2)污泥预处理。污水处理厂必须按照国际和省市的相关的政策和条例,对场内的污泥进行符合要求的的污泥预处理,即通过污泥预处理,破碎污泥絮体和污泥细胞壁,释放大量的营养基质,加快整个的厌氧过程。先用的污泥预处理技术主要包括电磁场、生物处理和电辐射等,还要不断地对预处理技术进行改进,使未经预处理或者处理不达标的不得进行处理[4]。
3.2污泥运输单位的环境监管要求
(1)运输的资质。污泥运输单位按照相关的政策要求,必须具备相应的运输资质,不得委派给不合规定的企业和个人。(2)运输路线的选择。污泥运输原则上要选择陆路运输线,禁止采用运输含水量超过60%的污泥,容易对环境造成不利的影响,而且运输要避开居民区、风景区和名胜古迹等。(3)运输的过程。运输单位要对污泥的运输过程实施全程监管,严禁不良企业对污泥的随意处置、倾倒,途中发现有泄露、遗洒现象的,要及时采取有效措施。
3.3完善管理制度
(1)要严格遵守转移备案制度,备案表由污水处理厂、污泥的运输单位和污泥的接收单位等共同填写,并且经过有关的单位进行记录备案之后,才能进行合法转移;(2)要严格执行设立的转移备案制度,如果污水处理厂没有相应的转移单,污泥的运输和接收单位不得接收污泥。(3)要建立详细的污泥的管理台账,准确的记录污泥的产生、预处理、运输和接收等过程,定期的向有关部门汇报,有关部门也要不定时的抽检。(4)建立有效合理的公示制度,将污泥厂污泥的产量、性状、处理方式、最终产物和流向都进行详细的描述,接受大众的监督。
4结语
本研究以我省城镇污水处理厂污泥环境监管的现状为主要的内容,对污水厂污泥处理过程中遇到的问题,包括监管制度不全、缺乏有效的方法等几个方面进行了描述,并且根据实际情况提出了完善监管制度、处理处置责任、污泥预处理等几个方面的对策。但是就目前来看,工业污水处理厂和城镇污水处理厂相比,对环境的危害更大,对其监管难度也很大,如何对工业污水处理厂的污泥进行规范化处理和环境监管使我们下一步研究的方向。
参考文献
[1]王贤圣,王林.我国城镇污水处理厂污泥处理处置工作中存在的主要问题与对策初探[C].中国环境科学学会学术年会论文集,北京:中国环境科学出版社,2011:663-665.
[2]黄文平.城镇污水处理厂污泥环境监管对策研究—以江苏省为例[J].环境科技,2011,(5):67-69.
[3]卢滨,徐平,唐伟等.杭州市城镇污水处理厂污泥处置对策研究[J].安全与环境工程,2016,(6):22-24.
污泥处理主要方法范文篇10
关键词:污泥;处理;处置;污泥焚烧
1主要问题分析
2005年全国661座设市城市共有污水集中处理厂792座,设计能力5725万立方米/日。由此每年排放的干污泥量大约为140万吨,而且还以每年大于10%的速率增加。根据相关的调查分析,目前我国污泥处理处置主要方法中,污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31%、其它处置约10.5%、没有处置约13.7%。而没有得到任何处置的污泥给环境带来的污染危害是巨大的,这部分污泥处于一种无序的、混乱状态,大量污泥随意堆放、填埋,造成地表水和地下水污染;尤其是污泥中的病原菌、重金属和有毒有害有机物对人类健康和生存环境存在潜在的威胁。
1.1污泥农用比例过大,存在风险
我国污泥土地利用起步较早,根据资料显示,目前我国的污泥农用比例约44.8%,是主要的处理方式之一,污泥农用项目存在隐患和风险。而目前,我国关于污泥农用风险的研究体系尚不健全,对于污泥处置的风险研究主要涉及污泥土地施用对植物的影响、重金属从土壤到植物的迁移和重金属、氮、磷在土壤中的迁移,可用数据不充分,这些数据通常是基于短期(1-3年)的实验获得,而长期(10年以上)的田间实验数据较为缺乏。
1.2污泥填埋环境问题比较多
目前城市污水厂污泥填埋问题最突出。一是消耗大量土地资源,不少城市很难找到新的填埋场;二是产生大量渗沥液,由于含水率较高,污泥加剧了垃圾填埋场渗沥液的污染,大部分和垃圾混合填埋的垃圾场存在拒收污泥的现象;三是对填埋气进行资源化利用的填埋场较少,填埋气体污染大气,并存在安全隐患。
1.3污泥综合利用良莠不齐
污泥建材利用是污泥资源化方式的一种,其内容包含了利用污泥及其焚烧产物制造砖块、水泥、陶粒、玻璃、生化纤维板等。目前,污泥的建材利用已经被看作是一种可持续发展的污泥处置方式,并在日本以及欧美国家逐渐发展起来。相比较而言,我国在污泥建材利用发展方面有些落后,虽然在污泥制砖方面的研究确实不少,但缺乏实际的工程应用。
2思路的调整
2.1对污泥特性的再认识
污泥是污水处理的副产物,污泥一词并不是一个严格的科学定义,简单来说污泥是由可沉淀的固体颗粒物组成的,也只有沉淀下来的固体才形成污泥。
我国是一个发展中国家,城市居民食品结构与发达国家不同,因此造成城市污水厂污泥的有机物含量较低。城市污水厂污泥的这些特性,使我们面临的问题比发达国家更加棘手。一是污泥填埋产生的渗沥液量大,污染物浓度高;二是污泥脂肪和蛋白质含量低,污泥厌氧消化时,分解单位质量有机物的沼气产量低;三是污泥有机物含量低。
2.2对技术路线的反思
多年来,我们的技术研究和资金投入着重在两方面,一是在引进国外技术和设备的基础上,进行必要改造和国产化,使之适用于中国污泥处理处置;二是强化末端污染的治理,使之达到环境标准的要求。在这样思想下我们出现两种不同的技术方向,并且直接影响到了后续的污泥处置工作成效:
一、是以污泥消化为主导的技术方向;
二、以资源化为主导的技术方向。
从以上我国的污泥处理处置技术路线来看,我国借鉴国外经验和加强污染治理是一种尝试和摸索,原则上正确的。但是一味引进不消化吸收,不结合实际,一味强调污染的末端治理已经不符合当前国家的要求和实际的情况。我们当前的技术路线值得我们反思。
2.3关于资源化利用
污泥的资源性不可否认。因为谈到污泥的资源化,人们往往认为仅仅是肥料的应用,资源化首先是能源化利用、其次是有机质资源,其中也包括氮磷等营养元素的肥料利用。肥料利用现在的问题才比较多,尤其在当前的体制下造成了分配和管理的不平衡,尤其是污泥土地利用,涉及到农业、园林、市政、卫生等多个部门资源分配、利益分配和管理权限分配,使得本来复杂的问题更加复杂,实施后问题也比较多。
3污泥焚烧的思路
比较于污泥的其它处置方法,污泥焚烧可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化,是一种一劳永逸的方法,而其它的如污泥土地利用、污泥填埋、污泥建材利用等后续问题比较多,往往在监管和污染控制方面存在漏洞,问题更突出。
而且随着技术的提高,污泥预处理工艺和和焚烧手段也在逐步提高,污泥可以到达热能的自持,并能满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜于资源化利用的污泥。由于其在恶劣的天气条件下不需存储设备,对于经常降雨量较大的南方城市比较适合,对于经济比较发达,土地资源比较紧张的大城市,使用焚烧法处置应该是经济有效的。
污泥焚烧主要有两种方式:一种是单独焚烧,一种是混合焚烧。单一污泥焚烧时,采用最多的是流化床焚烧炉。混合焚烧可以是与垃圾混合焚烧,利用水泥窑掺烧以及热电厂掺煤混烧等。
4污泥焚烧需解决的问题
污泥焚烧应该控制的污染主要是大气污染。焚烧所产生的废气中含有被人关注的二恶英污染问题,含有悬浮的未燃烧或部分燃烧的废物、灰分等少量颗粒物。未完全燃烧产物有CO、H2、醛、酮和稠环碳氢化合物,还有氮氧化物、硫氢化物等。
废物燃烧时不可避免会产生烟尘,包括黑烟和飞灰两部分。由于废物中含有金属,因此它们在燃烧过程中常以金属化合物或金属盐的形式被部分混到烟气中排放,造成污染;或沉积在管道、室壁的表面,加速了设备的腐蚀,影响传热。防止烟尘的方法有:
①加大氧浓度,使其燃烧完全,常采用通入二次空气的办法;
②提高炉温,利用辅助燃烧;
③采用恰当的炉膛尺寸和形状,使焚烧条件合适;
④对烟气进行洗涤、除尘等处理。
二恶英的控制可以采取以下措施:
①改善燃烧条件,有效控制炉温;
②在烟气净化系统中,设置活性碳喷入装置,喷入活性炭以吸附二噁英,并在袋式除尘器中截留去除。
③在袋式除尘器,采用聚四氟乙烯覆膜优质滤袋,将粉尘与二噁英一同截留去除。
污泥焚烧解决好以上问题后,将是一种一劳永逸的好办法,对我国有效控制污泥污染将起到积极的作用。
5建议
对于我国的污泥问题,不是一天两天或者任何一种技术就可以解决的,污泥问题的解决更多的是人们观念的转变。在污泥处置问题上,建议做到以下几个方面:
①污泥处置以无害化为主,以资源化为辅应该是我们今后的方向。采用污泥焚烧无害化的方式处置污泥尤其是采用混合焚烧应该是我们提倡的思路。
②积极利用目前现有的大规模的焚烧窑炉(如热电厂焚烧系统)和水泥厂焚烧窑炉进行,利用废弃的水泥焚烧窑炉焚烧污泥,既利用原有资料,又解决了污泥问题。
③将污泥与垃圾、水泥以及热电厂掺混焚烧应充分考虑余热的回收利用。
污泥处理主要方法范文篇11
关键词:城市污泥;处置处理;资源化利用
Studyonresourcereuseofmunicipalsewagesludge
LiYinbo
(GuangzhouInstituteofShanghaiMunicipalEngineeringDesignGeneralInstitute,Guangzhou510070,China)
Abstract:Astheby-productofthesewagetreatmentplants,theoutputofmunicipalsewagesludgeisveryhugeanditscomponentsarecomplicated,anditbringssecondarypollutiontohuman.Peopleareconcernedaboutwhatreasonableuseofthemunicipalsludge.Inthemeantime,itcontainsorganicmatterandit'salsoeffectivebiologicalresourceswhichcanbecomprehensiveutilized.Therefor,itmaybethebestsolutiontocombinesludgetreatmentwithresourcefulutilizationofsewagesludge.Thispaperdiscussesthecharacter,traditionaltreatmentofmunicipalsewagesludge,andtheeistingproblemsintraditionalmethods.Basedonacomprehensiveanalysisofresourcefulutilizationsofsludge,thetrendofsludgetreatmentisproposedinthepaper.
Keywords:municipalsewagesludge;treatmentanddisposa;resourcefulutilizationsofsludge引言
随着经济的高速发展,城市化和小城镇建设步伐的不断加快,人们对环境质量的要求日益提高,环境保护意识不断增强,环境保护与治理成了国家可持续发展的必然要求。大量的污水处理厂不断建成并投入使用,随之而来的污泥量也越来越大。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、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等,如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的二次污染。如何妥善地处置污水厂污泥,并将其作为一种新的资源加以有效利用,变废为宝,已成为城市污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平的重要因素,也是全球共同关注的课题。
1传统的污泥处置方法及其弊端
1.1卫生填埋
脱水污泥直接填埋本身是对资源的严重浪费,此外,还可能对填埋场形成诸多困难:
(1)填埋场一般是一层垃圾一层覆土,然后进行碾压,污泥的高含水率、高粘度经常使得碾压机械打滑甚至深陷其中给填埋操作带来困难。
(2)污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡,成为人为的“沼泽地”,给填埋场带来极大安全隐患。
(3)污泥的高含水率大大增加了填埋场渗滤液处理量,由于污泥细小,经常堵塞渗滤液收集系统和排水管,加重了垃圾坝的承载负荷,给填埋安全和管理带来困难,而且清理收集系统的费用极为昂贵。考虑到污泥是一种资源,一些国家开始限制污泥的直接填埋,填埋成本的上升,引发了人们深度处理污泥以满足减量化和资源化的市场需求。
1.2污泥焚烧
焚烧是利用污泥中有机成分高,具有一定热值的特点来处置污泥。与其他的污泥处置方法相比较,焚烧的优点在于其产物为无菌、无臭的无机残渣,迅速地实现了无菌化和减量化的目的。但由于所需设备、能源及操作费用所限,尚不具备推广应用的条件。而且由于污泥中含有大量的有机物,燃烧时会产生大量的有害物质,如二恶英、二氧化硫、盐酸等气体容易造成二次污染[1]。同时,形成的重金属的烟雾和污泥烧尽的污泥灰也有造成二次污染的可能性,而且灰烬也没有好的方法进行利用。这些不利之处都限制了该种方法的广泛应用,一般只有在其他处置方法受到环境或土地利用限制时才会考虑采用。
1.3水体消纳
水体消纳污泥是一种方便、经济的处置方法。它一般不需要进行严格的无毒无害化处理,也不需要脱水就可以直接排入水体。但这种方法并没有从根本上解决环境污染问题。污泥进入水体后,其中的有毒有害物质会溶入水环境,导致水生环境恶化,对海洋生态系统和人类食物链造成威胁。1991年起美国禁止污泥向大海投弃,1998年欧盟也做了类似的规定[2]。
2污泥资源化利用
污泥处理应遵行“减量化、稳定化、无害化和资源化”的原则。一般而言处理可供选择的方法大致有浓缩、消化、脱水、焚烧、堆肥等,然后是最终处置。因此污泥处理方案的选定,应根据当地污泥的性质与数量;投资情况与运行管理费用;环境保护要求及有关法律与法规;城市发展动态及污泥资源化利用,综合考虑后选定[3]。污泥最终处置的常规方法包括土地利用、填埋和投海。投海对海洋生态环境和人类食物链造成威胁,国际公约已明令禁止;而污泥中有毒有害物质在土地利用过程中对环境造成的危害也逐渐显现,譬如未经处理的污泥直接施用于土壤,造成土壤板结,植物死亡,重金属在食物链上的积累;填埋则严重污染了填埋场附近的生态环境;并严重污染了附近的地下水。随着人们环保意识的增强,土地资源的日益匮乏,污泥土地利用条件的严格化,因此在污泥处理过程中强调污泥的稳定化及无害化,就显得尤为重要。而充分利用污泥中有用成分,提升污泥附加值的污泥资源化技术正在持续升温。污泥资源化利用是污泥处理可持续发展的重要途径,同时有利于使社会效益、经济效益和环境效益相统一。
我国城市生活污水处理行业,一直面临着污泥的出路问题,但污泥的根本出路是资源化,因此需要加强对污泥利用的开发研究,化害为利,使污泥的产生、处置与环境保护之间达到一个良好的平衡。目前污泥资源化利用主要有以下几种方法。
2.1农林利用
城市污泥含有大量的有机质和N、P、K以及Mn、Zn、Cu、S、Fe等植物生长元素,是一种良好的肥料和土壤改良剂。田间实验表明污泥用于农田后能改良土壤的物理化学性质,增加土壤营养成分,提高土壤可耕作性将污泥施用于花卉、草坪等,既可远离食物链,又可就近消化污泥,还能减少化学肥料的用量。但污泥也含有大量有害物质,污泥中的重金属是决定污泥能否农林利用的主要因素。
2.2建材利用
有些工业废水和生活污水混排处理后的污泥含有机废物、重金属和一些有害微生物,可用于制造砖块、生态水泥、陶粒、填料等[4]。比如有的城市污水厂与水泥制品厂或制砧厂合作,把污泥作为建材产品的掺合料一起焚烧,最终生产出质量完全符合标准的建材产品,同时还降低了生产成本。这种处置过程,充分利用了污泥中的无机物(粘土),补充了当前水泥生产与制砧生产紧缺的泥源;同时充分利用了污泥中有机物(具有热值)作为辅助燃料,减低了建材产品生产的煤耗量;由于焚烧温度高达1200℃,污泥中病原体被彻底毁灭,燃烧过程中产生的有害废气(如二垩英)被彻底分解,又无残留灰渣,彻底避免了对环境的污染;同时为建材生产厂提供了再生资源,降低建材产品的单位成本;根据市场经济运作,污水厂还从中得到了应有的实惠,但是污泥建材利用应考虑重金属浸出率及放射性污染物、有机污染物的影响。
2.3环保材料
从污泥中提取出微生物絮凝剂,不仅可用于油水分离,还可用于去除污水中的悬浮物、有机物等。矿化污泥可制备用于回收水表面溢油的吸附剂,且效果相当显著。活性污泥能作为粘结剂将无烟粉煤加工成型煤。在加工过程中,污泥可改善高温下型煤内部孔结构,降低灰渣中的残碳,污泥热值也得到充分利用。未驯化污泥可制成降解五氯酚的颗粒污泥,而经氯苯驯化的污泥对氯苯、邻二氯苯、间二氯苯等共存的体系具有良好的降解作用[5]。
2.4污泥堆肥
污泥堆肥技术是20世纪60年展起来的一项新兴生物处理技术。主要是利用微生物的作用,将不稳定的有机质降解和转化成较为稳定的有机物,并使挥发性物质含量降低,物理性状明显改善(如含水量低、呈疏松、分散、粒状)。处理后便于贮存、运输和使用。高温堆肥还可以杀死病原菌、虫卵等,使堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源污泥堆肥主要有两种方式,一是污泥消化或污泥和垃圾与其他物质混合堆肥后农用;二是污泥经过堆肥发酵制成复合肥农用。另外,还有人研究开发了污泥――化肥复合肥系列产品进行农用,更具有优越性。
2.5用于聚合物复合材料
利用脱水污泥和废塑料为主要原料,张召述等[6]采用热塑复合法制备出聚合物复合材料及对应的微孔材料,最终材料表现出混凝土的刚度和聚合物的韧性,具有木材的性质,可锯、可钉、可切割、可装饰,而原料污泥中的有害物质重金属经聚合物固化和表面处理不会渗出,污泥的恶臭也被消除,因而这种材料能在工业及民用建筑领域得到应用。污泥制聚合物复合材料这一工艺的出现,无疑缓解了木材市场的压力,特别是以污泥与废塑料为主要原料这一特点,不仅解决了污问题,还解决了由废塑料带来的白色污染,为环保事业的发展拓展了新的方向。
2.6污泥制吸附剂
近年来,一些学者研究发现,来源于污泥热解的衍生材料可以作为很好的吸附剂。一方面,污水处理过程中产生的污泥中含有大量的有机物,另一方面污泥中还含有的大量重金属氧化物。这种氧化物不但可以作为吸附剂,同时也是良好的催化剂。于是人们以污泥为原料,通过传统的活性炭生产工艺制得了污泥活性炭,主要应用于污水处理、有害气体吸附等。因此,污泥制活性炭这种资源化方法越来越受到人们的重视[7]。
2.7其它综合利用
有的城市污水厂污泥则与制热单位合作,利用污泥替代部分燃煤制热,取得了较好的效果。污泥通过焚烧达到了无害化处置,,制热单位由于获得了污泥这一再生资源,缓解了当前燃煤供应紧张的局面并降低了制热生产成本。
3结语
随着人们环境保护意识的不断提高和环境法规的不断完善以及国内外对能源的需求量逐年增加,开发和利用低成本、高效率、环境污染小的可再生能源已经成为社会的需求。所以城市污水厂污泥处理与处置必须遵循“减量化、稳定化、无害化、资源化”的处置原则,不能将污泥处理与处置的目的仅限于“减量化、稳定化、无害化”,而是应将“无害化”作为污泥处置的重点,把“资源化”作为污泥处置的最终目标。只有进行综合利用,才能有效地彻底解决污泥对环境污染。因此,应加强污泥资源化和能源化的开发利用研究,寻求新的应用途径、加工技术,将大量的废物变为可用物质,取得良好的经济效益和环保效益。
参考文献
[1]张桥,吴起堂.施用污泥堆肥对作物和土壤的影响[J].土壤与环境,2000,9(4):277-280.
[2]魏源送.堆肥技术及进展[J].环境科学进展,1999,23(12):23-25.
[3]张自杰.排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2000:328-329.
[4]许拥胜.烧结砖产品定位与工艺质量控制[J].砖瓦世界,2005(1):12-13.
[5]牛波,吕鸿雁.污水处理厂污泥处理处置方法[J].地下水,2005,6(3):202-203
污泥处理主要方法范文篇12
【关键词】含油污泥回收原油
1含油污泥的产生和危害
1.1含油污泥的概念
含油污泥是指被丢弃的含油固体和泥状物质。含油污泥主要来源于人类对石油的生产和销售活动。人们在开发利用石油以及制造石油产品的过程中,都会不可避免地产生含油废弃物[1]。
1.2含油污泥的产生
目前我国油田开采均采用早期注水保持地层压力的方法[2]。随着油田的深度开采,采出原油中的含泥水量越来越高在联合站的原油脱水处理过程中会产生大量的含油泥砂,这些泥砂一般存在于沉降罐的底部,通过定期清罐,可对其进行处理。
1.3含油污泥的危害
含油污泥对人类的危害主要表现在以下几个方面[3]:(1)侵占土地。含油污泥不加处理地占地堆放,势必堆积量会越来越大,占地越来越多。另外在堆积过程中易产生甲烷气体,如不加注意,容易发生燃烧和爆炸事故。(2)污染土壤。含油污泥的占地存放,有害组分容易污染土壤。(3)污染水体。含油污泥随天然降水流进河流、湖泊,或因较小颗粒随风飘移、落入水域,会造成地面水的污染;含油污泥如落人土壤,进入地下水,就会使地下水受污染;废渣直接排人河流、湖泊或海洋,其危害更大。(4)污染大气。含油污泥在适宜的温度和湿度下,某些有机物被微生物分解,释放出部分有害气体。同时细粒、粉末受到风吹日晒可以加重大气的粉尘污染。
2含油污泥的处理技术
含油污泥是油田开发及储运过程中产生的重要污染物之一,也是影响油田及周边环境质量的一大难题。由于各油田污泥种类及油田环境的差异,目前各油田采取的处理污泥的措施也不尽相同。
2.1萃取分离法
萃取分离法是国外研究并已成功应用的一种油田污泥处理方法[4]。在此工艺中,来自油田污水处理系统的含油污泥,经过浮选处理后,污泥可被分为三部分:回收水、尾泥、浮渣。处理后回收水中的悬浮物含量得到降低,其中的有机物含量很低,可回收到污水处理系统进行重新利用;尾泥主要由大颗粒的无机物质组成,其中有机物含量很低,可以压滤成饼后做填埋处理;分离出来的浮渣则集中了绝大部分的原油、有机物以及大部分的轻质悬浮物,另外还有部分水。
2.2热水洗涤法
热水洗涤法是美国环保局处理含油污泥优先采用的方法,国内目前主要用于含油土壤的处理。其方法是通过热碱水溶液反复洗涤含油污泥,再通过气浮实施固液分离。一般洗涤温度控制在70℃,液固比2:l,洗涤时间20min,能够将含油量30%的土壤洗至残油率为0.3%。
2.3化学破乳回收法
采用化学破乳一热洗一机械三相离心分离技术来进行含油污泥的处理,原油的回收率可达到98%。分离出来的油可回收利用,水相可重复利用,固相达标后可进行掩埋处理。机械三相分离出的水回用于含油污泥处理中,不仅可降低提取剂和破乳剂的用量,减少排污量,还可降低污泥处理的成本。
2.4固液分离法
一般油田联合站产生的含油污泥含油量达10%以上,据油田工作经验,含油大于6%即有回收价值阻。实验证实,对于含油污泥通过掺入一定比例的水以后,投加无机混凝剂(PAC,PAF,PAM等)或有机高分子絮凝剂(FA,FC等),在一定增温措施下可进行污油回收。
2.5浓缩干化法
浓缩干化法是一种传统的污泥处理工艺,主要是通过自然沉降去除污泥颗粒间隙中的水,这部分水一般占污泥含水的70%左右,通过浓缩处理可以使含水率降到95%左右,然后将浓缩后的污泥自然风干、填埋EIs。
2.6热处理和热解吸技术
热处理和热解吸技术是上世纪90年代初国外迅速发展并获得应用的工艺。主要有Heuer等开发的包含低温(107--204℃)一高温(357--510℃)、加热蒸发--冷凝步骤的含油污泥处理工艺:(已在欧洲多个国家申请专利),Krebs及Geory等人利用锅炉排放热废气干燥含油泥饼的专利技术及TermTech热解吸工艺引。
2.7固化处理
这种处理方法能够较大程度地减少含油污泥中的有害离子和有机物对土壤的侵蚀和沥滤,从而减少对环境的影响和危害。环境专家认为,安全土地填埋场最好接受经固化处理的含油污泥,对于含油量较低的污泥一般可优先考虑采用固化装置(因为污泥中的油资源没有得到利用),特别适合于采油污泥及含有NaC1、CaCl2等盐类较高的含油污泥的处理。
2.8脱水焚烧处理
我国绝大多数炼油厂都建有污泥焚烧装置,对于含油污泥焚烧前应经过污泥脱水,处理过程为:将含油污泥放入污泥浓缩罐,同时适当加温(约60℃),并投加絮凝剂(PAC或有机阳离子絮凝剂)。
2.9微波处理技术
利用微波可对含油污泥进行处理。微波热效应的特点是加热速度快、反应灵敏、加热均匀、效率高、选择性好。利用微波的特性对含油污泥进行干化和脱水,使污泥中的油水乳状液破乳分离,实现油、水、渣三相的分离和资源化利用。
2.10生物降解技术
含油污泥的特征污染物是石油烃类E,在自然条件下石油烃类可发生生物降解而达到逐渐自净,但降解过程非常缓慢,若能优化某些环境条件则可大大提高烃类的生物降解速度。
2.11地耕法
采用地耕法处理含油污泥,一般都要投加肥料以平衡土壤中的C:N:P比,并调节土壤湿度及pH值以优化烃类的生物降解条件,耍翻耕土壤使之充氧并使烃类在土壤中混合均匀。
参考文献:
[1]徐玉朋.含油污泥的综合治理[J].石油库与加油站.2004.8(13)43~44.
[2]黄戊生.从含油污泥中回收原油[J].环境保护科学.2001.4(104)7~8.