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污泥处理目的范例(12篇)

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污泥处理目的范文篇1

【关键词】污泥;处理;处置;技术

中图分类号:TU992.3文献标识码:A文章编号:

一、前言

随着我国经济的快速发展,许多行业取得了举世瞩目的成就,随之而来的环境污染也是相当严重的。目前在对环境的治理过程中,特别是废水处理中通常会产生大量的物化污泥与生化污泥,对这些污泥的处理与处置

二、污泥处理与处置国内外发展动态

污泥处理与处置的目的主要有以下四个方面:

(1)减量化: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)稳定化:通过处理使污泥稳定化,最终处置后不再产生污泥的进一步降解,从而避免产生二次污染;

(3)无害化;达到污泥的无害化与卫生化,如去除重金属或灭菌等;

(4)资源化: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,如产生沼气等。

对污水处理厂的污泥处理、处置系统的装备,发达国家在20世纪60年代就已达到先进的成套化水平,如污泥消化系统设备、污泥浓缩脱水设备、污泥干燥焚化设备、沼气综合利用设备、污泥高温堆肥系统装备以及污泥固化工业利用技术与设备,80年代末又启用湿式氧化技术处置污泥。我国城市污水处理厂污泥处理起步较晚,80年代中期建设城市大型污水厂,污泥处理也采用中温厌氧消化,引进先进技术的同时也引进了设备,尤其是借助国外贷款建设项目中,污泥处理系统装备几乎全部需要进口。近十多年来,我国城市污水厂的污泥处理技术和某些单项专用设备有较大发展,积累了中温厌氧消化技术的丰富经验,而在污泥处置和最终出路方面尚属试验研究阶段。

三、污泥的处理

1、污泥的浓缩与脱水

较常用的污泥浓缩方法有重力浓缩法和气浮浓缩法,污泥浓缩后含水率可降到95%一97%近似糊状,浓缩可以达到污泥的减量化。重力缩法用于污泥处理是一种广泛采取的方法。气浮浓缩技术于1957年出现在美国,此法固液分离效果较好,目前应用已越来越广泛。

2、污泥的稳定化

污泥稳定化处理的目的是降解污泥中的有机物质,进一步减少污泥含水量、杀灭污泥中的细菌、病原体,消除臭味,这是污泥资源化的关键步骤。

(1)好氧消化

好氧消化污泥出现于50年代,包括两种具体的方法:不加热的好氧消化和自然好氧消化。前者反应温度底,所需时间长约20d;后者的反应温度较高,反应速度快,在这样的高温下可以杀灭部分病原菌。

(2)厌氧消化

在污泥处理工艺中,厌氧消化也是较普遍采用的稳定化技术,与好氧消化相比厌氧消化操作的最大特点在于它要求在专门的密封厌氧池中进行,所以对设备的性能要求较高,根据反应采用的温度范围,厌氧消化可分为:低温消化(10℃一30℃)、中温消化(30℃一40℃)和高温消化(50℃一60℃)。

(3)湿式氧化法(WO)

湿式氧化法是在高温高压下压人空气,将污泥中大部分的有机物质和还原性无机物氧化成C02和H2O及少量固体残渣。WO法主要实用于处理各种难降解的有机污泥,但需要较高温度(1500℃-3700℃)和一定的压力,在300℃以上并氧化30min后,污泥中82%的有机物被降解,70%以上的MLSS被去除。

(4)生物除臭

最早利用微生物处理恶臭的报道是1957年的美国专利,70年代各国开始在这一领域展开广泛的研究,其中日本、德国取得的成绩最为显著,生物除臭技术主要是利用特定的微生物对恶臭成分的吸收功能,将恶臭成分作为营养物质然后再把它分解、氧化,从而使污染物的恶臭得以去除,不含氮的物质被分解成C和0,含硫的恶臭成分可被氧化成S,SO32-、SO42-,含氮的恶臭成分则被氧化分解成NH4+,NO2-,NO3-。

(5)热干燥

经浓缩、消化过后的污泥含水率仍然很高,给运输和后处理带来不便,热干燥可使污泥的含水率大大降低。热干燥法是指利用热和压力破坏污泥的胶凝结构,并对污泥进行消毒灭菌,同时减少污泥的含水量。

四、污泥处置技术

1、污泥的填埋处置技术

填埋足一种较为经济且简便的处置方式,达到基本条件后就可以填埋。在我国,填埋方式也是最主要的污泥处置方法之一。我国目前采用的污泥填埋一般都是与城市垃圾一起处置。

2、泥的焚烧处置技术

城市污泥中一般含有大量的有机物和一定量的纤维木质素,脱水后的污泥热至高,可进行焚烧。焚烧技术是一种高运行成本的污泥处置技术。当污泥不符合卫生要求、有毒有害物质含量较高、不适宜于资源化利用和缺少填埋场时可以采用焚烧技术来处置污泥,以焚烧为核心的处理方法是比较彻底地处置污泥的方法。污泥焚烧处理可以达到最大限度减量的目的,焚烧可破坏全部有机质,杀死一切病原体。

3、泥的农业利用

污泥中含有丰富的有机质和N、P、K等养分及大量的微量元素,如Ca2+、Mg、Zn、Cu、Fe等。将其用于用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进农作物生长等。但污泥中同时也含有大量的有毒有害物质、病原微生物以及重金属污染物等,可对土壤造成严重的污染。因而,污泥的农业利用应慎重,并采取严格的控制措施。

4、污泥的固化技术研究

固化的定义实际包含着2层含义:固化和稳定化,在习惯中因为叙述方便往往统称为固化。USEPA对固化/稳定化的概念解释如下:固化(solidification)是指添加固化剂于废弃物中,使其变为不可流动性或形成固体的过程,而不管废弃物与固化剂问是否产生化学结合;稳定化(stabilization)足指将有害污染物转变成低溶解性、低毒性及低移动性的物质,以减少有害物污染潜力的技术。

5、污泥的生物修复技术研究

(1)有机污染物的微生物修复技术

自然界中广泛存在着丰富的微生物种群,可在环境污染净化中起到重要的作用。微生物由于自身独特的生理特性,可以通过遗传、变异等生物过程来适应环境的变化,使之能以各种污染物,尤其以有机污染物未营养源,通过吸收、代谢等一系列反应,将环境中的污染物转化为稳定无害的无机物。

(2)植物修复足指利用绿色植物从环境中吸收带走

重金属或将它们无害化而达到治理污染的目的,是目前发展最快的环境友好、经济、高效的治理技术,是备受当今媒介关注和科学家感兴趣的研究热点,也是最近许多论文和综述文献的焦点。

五、污泥处理处置技术评价方法

通过对上述各种污泥处理处置工艺的描述不难看出,在污泥处理处置工艺的选择上不存在一劳永逸、有百利而无一害的通用解决方案。必须遵从具体问题具体分析的原则,兼顾到环境生态效益与处置成本、经济效益之间的均衡,真正做到在环境卫生、社会接纳、经济有效。目前我国污泥处理处置的技术手段与管理体系均还不够成熟:在技术层面上普遍存在只追求污泥的处理效果而忽视了技术本身环境影响的弊病;在管理层面上,多采用行政指令或行政手段,缺乏与公众的沟通。所以我国的研究人员应该对污泥处理处置技术方法开展相应的研究。

六、结束语

近年来我国的环境污染越发严重,许多水域被污染,那么要保护水资源,最可行的办法就是对工业废水,生活污水进行相应的处理,使其能够达到排放标准或回用标准。废水处理中污泥处理与处置环节至关重要,因此我们必须加强对污泥的处理。

参考文献

[1]王宝贞.水污染控制工程[M].高等教育出版社,1994.

[2]顾国维.水污染治理研究[M].同济大学出版社,1997.

[3]谢冰,史家.微生物脱其及其应用[J].上海环境科学,1997,16(3):14-17.

污泥处理目的范文

关键词:污泥;处置;综合利用;资源化

城市污水处理后所残剩的污泥中含有大量无机及有机固体污染物和病原微生物及寄生虫卵重金属和有毒有害物质;而且污泥含水率高、体积大,给堆放和运输带来困难。如果处理不当或不规范处理,如随意弃置,农地滥用等,将对生态环境造成潜在威胁。污泥该如何处理和合理利用,一直为世界各国所研究。

一、污泥处置与利用现状

随着污泥量的大幅度上升,污泥处理和利用方法的研究已越来越深入,一般采用浓缩、消化、脱水、干化等工艺处理后有效利用,主要为农用、填埋、投海(现已禁用)、焚烧等方法处置,或用其中某几种方法组合处置。

目前全国污泥的处置处于十分窘迫的状况,大部分污水处理厂的污泥并没有得到真正有效的处置,从而造成污染的转移;与污水处理相比,污泥处理严重脱节,存在处理率低、工艺不完善、技术单一、装备水平落后、处置保障率低、二次污染风险大等问题。

二、污泥处理和处置的原则

污泥处理和处置的原则,主要分以下四个方面:

(1)减量化:初沉污泥的含水率一般都达95%(质量分数)左右,体积也较大,不利于贮存、运输。因此污泥最终处理前进行减量化,以降低污泥处理的费用,是十分重要的环节。

(2)稳定化:污泥中有机物含量一般达60%~70%(质量分数),会发生厌氧降解,并产生腐烂和恶臭,通过稳定化处理,处置后不再产生污泥的进一步降解,从而避免产生二次污染。

(3)无害化:初沉污泥中,含有大量的病原菌、寄生虫卵、病毒、难降解有机物和重金属离子等有毒有害物质。因此污泥处理必须达到无害化、卫生化的要求。

(4)资源化;在污泥的处理过程中,应以保护环境为目的,使污泥变害为利,对其进行综合利用。如制肥料、制建材、制燃料、制沼气等。

三、污泥处理和处置的方法

为了实现污泥处理的目的,常采用污泥的浓缩、调理、干化与脱水、稳定及最终处置等工艺对污泥进行处理。

3.1污泥的浓缩浓缩的目的是初步降低污泥的含水率,缩小污泥的体积,为后续的处理处置创造有利条件。污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法。

3.2污泥的调理通过调理可以改变污泥的组织结构,减小污泥的黏性,降低污泥的比阻,从而达到改善污泥脱水性能的目的。常用的污泥调理方法有加药、淘洗、热处理和冷处理等。选定污泥调理方法时,应该从污泥的性状、脱水的工艺、运行费用及最终的处置等方面综合考虑。目前加药调理法使用最多。

3.3污泥的干化与脱水为了有效而经济地对污泥进行最终处置,就必须充分地对污泥进行脱水和干化,使污泥能当作固态物质来处理,所以在整个污泥处理系统中,脱水和干化是最重要的工序。污泥脱水常见的机械方法有真空过滤脱水、压滤脱水、离心脱水,蒸发率高的地区也可采用自然干化。

3.4污泥的稳定污泥的稳定化是污泥无害化、资源化利用的一个关键步骤。稳定污泥的方法有化学稳定和生物稳定。

3.4.1污泥的化学稳定

化学稳定是向污泥中投加化学药剂,以抑制和杀死微生物,消除污泥可能对环境造成的危害。稳定的方法有石灰稳定法、氯稳定法、湿式氧化稳定法、臭氧稳定法。

3.4.2污泥的生物稳定

污泥的生物稳定也称污泥消化,是通过微生物的代谢作用使污泥中的有机物稳定化,可分为厌氧消化和好氧消化处理,其中厌氧消化是目前我国普遍认可的污泥生物处理方法,也是大型污水处理厂最为经济的污泥处理方法,在能耗方面要优于好氧消化。目前我国采用污泥消化工艺的城镇污水处理厂其污水处理规模均较大。厌氧消化后的污泥在园林绿化、农用利用前还应进行无害化处理。

3.5污泥的最终处置

3.5.1污泥的焚烧污泥经过焚烧后其含水率可降低为零,有害物质处置彻底。焚烧作为更高水平的无害化、减量化的处理技术得到了迅速的发展和广泛的应用。通过近半个多世纪的发展和改进,能耗更低、能量回收利用率更高、满足更加严格的排放标准的流化床污泥焚烧系统已经成为最普遍应用和提供最有效成功运行保证的技术。

3.5.2污泥的卫生填埋经过充分处理的污泥可以单独或混合到其他固体废弃物中送到专用的填埋场填埋处置。其优点是投资少,容量大,见效快。污泥的卫生填埋场其基本改造类似于城市垃圾填埋场,应采取可靠措施以防止填埋过程中对周围环境(水、大气和土壤)和生态的潜在影响。由于填埋场需要大量的场地和运输费用,近年来污泥填埋处置的比例已越来越小。

四、污泥的综合利用

4.1污泥堆肥

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,污泥中含有大量的有机质、氮、磷、钾等植物需要的养分,其含量高于常用牛羊猪粪等农家肥,可以与菜籽饼、棉籽饼等优质的有机农肥相媲美。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。

4.2污泥制建材

污泥的建材利用大致可归结为以下方法:制轻质陶粒、制熔融材料和熔融微晶玻璃,生产水泥、制砖、生化纤维板等。过去大部分以污泥焚烧灰作原料生产各种建材,近年来,为了减少投资(建设焚烧炉),充分利用污泥自身的热值,节省能耗,直接利用污泥作原料生产各种建材的技术已开发成功。

4.3污泥燃料化技术

污泥燃料化方法目前有两种:一种是污泥能量回收系统;第二种是污泥燃料。

污泥经能量回收系统制成含水率5%、含油率10%以下的污泥燃料。污泥燃料可以用于发电,也可用于厂区水泥的生产,不仅节约了煤炭资源,燃烧的污泥灰还可以作为生产水泥的原料。污泥燃料还适合纸浆造纸厂应用,有利于降低造纸厂的能耗。污泥燃料热值较高,性质比较稳定,可以方便控制。

4.4污泥制沼气

沼气是有机物在厌氧条件下经厌氧细菌的分解作用产生的以甲烷为主的可燃性气体,是一种比较清洁的燃料。1m3沼气燃烧发热量相当于1kg煤或是0.7kg汽油,沼气中甲烷的含量约占50%~60%,二氧化碳的含量占30%左右,另外还有一氧化碳、氢气、氮气、硫化氢和极少量的氧气。利用污泥厌氧消化制沼气的主要优点是资源化程度高,既产生高热值沼气同时也生产了有机肥料;生产环境好,臭气产生量极小;大气污染小,无酸性物、二英、粉尘产生。不仅可以解决污泥出路问题,而且对节约能源和降低污水厂运行费用都有很大意义。

4.5活性污泥做粘结剂

污泥本身含有有机物,如蛋白质、脂肪和多糖,既具有一定的热值,又有一定的粘结性能。活性污泥做粘结剂将无烟粉煤加工成型煤,而污泥在高温气化炉内被处理,防止了污染;污泥作为型煤粘结剂,替代白泥可改善在高温下型煤的内部孔结构,提高了型煤的气化反应性,降低了灰渣中的残炭,提高炭转化率,污泥既可以作为一种粘结剂,同时也是一种疏松剂,污泥的热值也得到了利用,且污泥处理量大。

4.6其它综合利用方法

此外,污泥综合利用还包括:污泥制蛋白塑料、污泥制动物饲料、污泥改性制吸附剂等方法。

污泥处理目的范文

关键词:污泥;处理处置技术;研究进展

前言

当前在污水处理技术中,活性污泥法是应用最为广泛的技术,其对脱氮除磷具有非常好的效果,同时在应用活性污泥法时的污泥产生量非常大,在工艺路线中,一部分污泥回流到曝气池参与生物反应,而剩余的污泥或龄期较长的污泥则需要从污水处理构筑物中排除,这些剩余污泥必须要经过适当的处理处置,使之无害化、减量化、资源化和稳定化,便于进一步的处置。一般来讲污泥处理处置投资和运行的成本非常大,最高可占到整个污水处理厂的投资和运行费用的50%以上,因此在可以达到污泥处理处置目的的同时,如何降低其投资和运行成本成为当前污水处理领域讨论的热点问题。

1传统的污泥处理处置技术

1.1传统污泥处理技术

1.1.1好氧、厌氧消化技术

好氧、厌氧消化就是利用好氧微生物和厌氧微生物对污泥中的有机成分进行氧化分解的过程,经过好氧消化处理的污泥性质非常稳定,效果较好,但是缺点是好氧消化工艺的运行成本和维护费用较高,因此在我国污水处理厂中应用空间已经越来越小。污泥经过厌氧消化后性质也较为稳定,而且可以将处理后的污泥以能源的方式进行部分回收利用,因此是资源化的重要体现,然而厌氧消化后的污泥含水率较高,需要进行进一步脱水,因此还需额外投资脱水设备。

1.1.2湿式氧化法

湿式氧化法是采用物理化学的方法,是将剩余污泥置于高压反应容器中,向容器内通入高压空气,使反应器压力达到1-20MPa,以空气中的氧气作为氧化剂,然后在300℃左右的高温下进行的氧化反应,可将液相的有机物质充分氧化分解为二氧化碳、水或小分子有机物,氧化反应较为完全,可用于高低浓度的污泥处理,处理效果十分显著,但由于高温高压反应对设备的要求较高,因此就增加了投资、运行和维护的费用,一般只用于投资规模较大的污水处理厂污泥处理。

1.2传统污泥处置方法

常用的污泥处置方法有卫生填埋、焚烧、海洋倾倒、土地利用等。

1.2.1卫生填埋

卫生填埋可以使处理后的污泥与地面环境有效隔离,并且处置成本较低,但是污泥的滤液可能会渗入地下水层,造成地下水的污染。

1.2.2焚烧处置

焚烧的过程可将污泥转化为无机物,体积大为减小,同时可有效杀灭污泥中的细菌,但是在焚烧的过程中会产生二氧化硫、二恶英等气体,对空气造成严重的污染,随着国家对空气环境质量重视程度越来越高,使得焚烧处置污泥的方法会逐渐被淘汰。

1.2.3海洋倾倒

海洋倾倒就是将处理后的污泥直接作为垃圾倾倒入海洋中,因此处置方式比较简单,处置费用较低,但海洋的自净能力毕竟有限,随着污泥数量的急剧增加,使得海洋倾倒会对海洋的生态环境造成越来越严重的影响,因此这种处置方法已经不被提倡。

1.2.4土地利用

经过适当的处理后,污泥中会含有大量的营养成分可微量元素,可用于农业、林业用地土壤的肥料,从而实现费用利用,然而由于污泥中还可能同时存在重金属、放射性元素、多氯芳烃等等难于降解的有害物质,如果进入土壤中就有可能造成对土壤的污染,进而对农作物、林木造成污染,因此在将污泥土地利用处置之前一定要保证其无害化。

2新型的污泥处理处置技术

2.1超声波处理技术

超声波在水中产生的效应非常复杂,在一些清洗的领域已经普遍用超声波技术收到了良好的效果,而实践证明在污泥处理中应用超声波技术可取得较好的效果,其作用原理是:中低频的超声波在污泥的水相中可产生强力脉冲,从而制造局部的高温和高压条件,并同时产生超高速射流,在这样的极限条件下污泥中的丝状菌等微生物以及有机物的结构被破坏,防止污泥膨胀的发生,使污泥的脱水性大幅提高,经过脱水处理后使污泥达到稳定化、减量化和无害化的目的。在用超声波技术处理污泥时,可根据实际情况调整超声波的声能密度以及超声时间,不断优化处理条件,从而达到最佳处理效果。由于超声波污泥处理技术的能耗较大,且声能量利用效率不高,因此在一定程度上阻碍了其进一步应用,然而由于超声波对污泥的处理效果显著,使其仍然具有较好的应用前景,当前一般用超声波与其他处理技术联合使用,可降低运行成本,并保证污泥的处理效果。

2.2原位减量技术

如前文所述,在活性污泥水处理过程中产生大量的污泥,在对这些污泥进行处理处置的过程中会耗费大量的物力财力,因此如果能够降低污泥的产量,使其在污泥水处理工艺的过程中就对污泥进行减量化处理处置,就会大大降低后续处理处置的费用。目前最为常用的污泥原位减量技术是利用微生物对污泥进行捕食和消化,使水处理反应器内的食物链增长,从而使污水环境内可用于合成生物体的能量大为减少,从而达到降低污泥产量的目的,可利用的微生物有纤毛虫、鞭毛虫、变形虫等原生微生物和线虫、轮虫等后生微生物,实践证明在原活性污泥水处理工艺中引入各种微生物后,活性污泥的产量仅是之前产量的30%左右,而且整个过程不需要另外投入处理处置设施,且免维护,投资和运行成本相当低,不影响水处理效果。

3结束语

综上所述,污泥处理处置技术正处在不断发展的过程中,对于污泥的处理与处置,不外乎两种方式,一是对系统产生的污泥进行末端处理,使其达到减量化、无害化、稳定化和资源化等目的,二是在污水处理的原位进行减量的方法,使污泥在源头上进行处理,减少污泥排放量,因此,将这两种污泥处理处置的方式联合使用,首先使污泥产生量减少,剩余的少量污泥可进行末端处理,可取得较好的效果,应当是未来污泥处理处置技术发展的一个方向。

参考文献

[1]林亚楠.污泥处理处置技术的现状及发展趋势[J].科技创新与应用,2013.

[2]张韵.我国污泥处理处置的规划研究[J].给水排水动态,2010.

[3]杨晓奕,蒋展鹏.湿式氧化处理剩余污泥的研究[J].给水排水,2003.

污泥处理目的范文1篇4

关键词:给水厂;污泥处理技术

城市生活用水来自于给水厂,给水厂通过净化地下水和污水来获取符合饮用标准的生活用水,在这个流程中需要添加混凝剂以及其它药剂,因此生活用水的获得还会产生废水以及污泥,这部分的废水必须经过处理后再排出水厂,否则会严重的损害周边环境,也会造成巨大的资源浪费。当前国内的给水厂污水及污泥处理技术大多套用污水处理厂技术,因此在污泥的处理上并不存在单独的针对性技术,这就导致污泥的处理效果并不理想,有必要针对给水厂污泥处理技术进行研究和探索。

一、给水厂污泥处理技术发展概述

国外的给水厂已经普遍推广了污泥处理配套设施,最早在19世纪30年代末期美国就开始了针对给水厂污泥处理技术的研究,而在19世纪的70年代中期已经形成了完善的法律法规体系,用以规范给水厂的污泥处理工艺,各项给水厂污泥处理技术蓬勃发展。而在国内的给水厂污泥处理技术研究开始于20世纪80年代,上海的一家自来水公司首次针对污泥处理建立了项目研究组,并在90年代开始尝试建设给水厂污泥处理设施,当前国内的给水厂污泥处理设施主要在大型城市推广,中小城市尚未普及。城市污水厂污泥具有有机物含量高、高度亲水性的特点,容易与水分子以不同方式结合在一起,使水分难以去除,必须采取一定的调理措施改善污泥的脱水性能,其中化学调理法是最常用的技术手段。在化学调理过程中,影响污泥脱水性能的因素十分复杂,包括污泥类型、污泥中水分的存在形式、污泥表面特性、絮体大小和固体浓度等,并且这些因素互相关联。污泥来源不同,污泥性质存在明显差异。在实际工艺操作中,对于不同来源污泥的化学调理,一般需要通过试验确定调理剂的投加剂量和使用条件。给水厂污泥主要源自沉淀池的排泥水和过滤池的冲洗排水两个环节,因此主要是包含石灰软化污泥和化学絮状污泥两类。给水厂的污泥中掺杂了大量从污水中净化出的有机物、金属杂质、净化药剂等物质,因此要想降低污泥数量,就必须降低混凝剂的使用量。

二、给水厂污泥处理技术分析

给水厂的污泥处理技术主要包括6个环节,各个环节的技术要点以及对污泥处理效果的影响程度都不一样,分述如下:

2.1污泥定量

给水厂的污泥来源是多方面的,因此污泥的最终含量很难准确界定,所以在进行给水厂污泥处理设备的容量设计时,必须考虑到给水厂净化的各个流程,包括净化水的总量、混凝剂的用量、水质情况等等,此外净化工艺也会影响到污泥的产生量,这些因素综合起来,才能保证污泥处理设施的设计容量满足实际需要。

2.2污泥调质

自来水厂排泥水处理一般在污泥脱水前需进行预处理,即污泥调质。尤其是采用铝盐(或铁盐)处理低浊度原水产生的污泥,由于污泥成份中金属氢氧化物的比例很高,污泥的脱水性能很差,更需要进行污泥调质。污泥调质有两方面的目的:其一是改善污泥性质和污泥的脱水性能,使污泥可以更快、更容易地脱水,大部份污泥调质是为实现这一目的:其二是防止脱水过程中过滤介质的堵塞,使污泥脱水可以保持稳定运行。

2.3污泥减容

污泥中含有大量的金属、药剂和有机物,如果能够从污泥中剥离和溶解这些物质,就能够进一步降低污泥处理的总量,从而实现污泥处理费用的节约,污泥碱容就是这样一种污泥处理工艺优化手段,利用碱容技术可以剔除污泥中的绝大多数化学污泥成分,从而降低污泥处理负担。

2.4污泥浓缩

浓缩的目的是提高污泥的含固率,减少污泥体积和后续处理设备的负荷。特别是对于机械脱水,浓缩通常是污泥脱水工艺必不可少的环节。最常用的浓缩方法是重力式浓缩池。根据处理水量的大小,可设计为间歇式和连续式两种运行方式。对小型水厂,可使用带浮动式撇水装置的间歇式浓缩池。一般是采用带搅拌装置的连续流重力浓缩池。对污泥进行慢速搅拌造成的扰动有利于污泥颗粒之间的空隙水和气泡上升逸出,加速污泥的浓缩。速度太快容易打碎已凝结的污泥颗粒,反而造成污泥浓缩性能恶化。工程上常用的搅拌方法是在刮泥机的水平桁架上设置垂直搅拌栅。为保持不同半径圆周上的搅拌强度均匀,栅条的间距沿径向逐渐增大。

2.5污泥脱水

污泥脱水的主要目的在于将污泥从流状固化成污泥饼,进而实现其搬运和远距离处理,所以脱水工艺是保证污泥最终处理效果的最后环节,同时这一环节的净化费用也是最高的。

污泥脱水一般分为非机械式污泥脱水和机械式污泥脱水两大类。非机械式污泥脱水又可以分为污泥塘和污泥干化床等,其中污泥干化床的应用和研究较多。机械式污泥脱水包括真空过滤机、离心机、带式压滤机、滚压式脱水机和板框压滤机等几种主要形式。

2.6泥饼处置

脱水以后泥饼的处置是污泥处理的关键问题,污泥的最终处置费用高,环境影响大,处置方法多。脱水污泥也是一种资源,至少可以作为填土或垃圾填埋场的覆盖土,有些还可以制砖、烧水泥,不投加PAM富含有机物的脱水污泥还可以作为肥料。目前主要有泥饼的农用、泥饼的焚烧处理、泥饼的卫生填埋、泥饼的海洋投弃、泥饼资源化等。

首先泥饼可以直接向海洋投放,脱水之后的污泥变成泥饼,将泥饼运输至海洋深处后直接投放,但是要注意不得在禁止投放的区域进行污泥投放,而且污泥的投放也是有诸多的危害的,长时间在同一地点进行污泥投放会影响区域生态平衡,因此这种方法会逐步淘汰。

其次泥饼可以直接进行焚烧,因其内部化学成分较多,直接进行焚烧也可,但是这种方式会造成二次大气污染。泥饼的填埋方法主要是在地质条件允许的区域进行有条件的填埋,填埋前还要对泥饼进行一定的物理、化学处理。

最后泥饼还可以应用在农业生产上,泥饼中的有机物可以作为农业种植的底肥用,将泥饼填埋至土壤表层,能够适当的提高土壤的有机物含量,但是在使用泥饼时,要确保泥饼中不含有大量有毒物质或是病毒物质,且重金属含量也要监测并保证不会危害植物生长。

三、结束语

综上所述,给水厂的污泥处理技术主要包括污泥量的确定、污泥调质、污泥减容、污泥浓缩、污泥脱水以及泥饼处置等关键技术环节,这些环节都是针对污泥的成分以及存在状态制定的针对性技术,也是保证污泥有效利用和净化的保障。虽然国内给水厂已经开始引入上述技术,并意识到针对性的污泥处理技术有利于环境保护和资源利用,但是限于发展时间以及工程技术人员水平的制约,尚不能完全的满足当前的环境保护需求,因此必须更加深入的探究适合国内给水厂的污泥处理技术和工艺,为我国水资源利用和环境保护做出应有的贡献。

参考文献

[1]李战朋.水厂生产废水高效处理技术研究与工程示范[D].西安建筑科技大学2009.

[2]谭驰.水厂排泥水高效处理技术研究与应用示范[D].西安建筑科技大学2010.

[3]刘帅霞.给水厂污泥的处理和存在问题[J].河南纺织高等专科学校学报.2015(03).

污泥处理目的范文篇5

【关键词】污泥新技术资源化

随着我国社会经济和城市化的发展,城市污水处理规模逐渐扩大,污水处理能力逐渐增加,污水处理所产生的污泥量也随之增加。由于污泥产量较大,性状粘稠,含有重金属和病原微生物等有害物质,如处理处置不当,会给环境带来严重的二次污染。据报道,2010年污泥产量达到3665万吨(以含水率80%计),用于对污泥处理的投入达到350亿。我国目前污泥处置的现状是70%以上弃置,20%填埋,其次是不到10%的污泥进行堆肥农用,少量进行污泥干化焚烧。污泥作为一种固体废弃物,已经成为继城市垃圾污染的第二大固体废物污染源。传统的污泥的主要处置方式有填埋、焚烧、排海、农用等。但是传统的处理方法也存在一些弊端,无法对污泥进行资源化利用,因此对污泥处理资源化利用新技术的研发具有重要的现实意义。

1传统污泥处理技术

传统的污泥处理方法主要包括污泥堆肥、污泥干化、污泥焚烧和污泥填埋。但是,由于污泥组分复杂、重金属含量高、病原微生物含量多等特点,传统的污泥处理技术已经表现出其本身的局限性,随着国家对污泥处理处置技术的标准越来越高,传统技术已经不在适应社会发展的要求。其主要表现在以下几个方面。

1.1污泥填埋

污泥填埋指的是污泥经过长期的物理、化学和生物作用使其达到稳定状态。污泥填埋分为单独填埋和混合填埋,在欧洲脱水污泥与城市垃圾混合填埋比较多,而在美国多数采用单独填埋。在我国主要是以混合填埋为主。实践表明,污泥填埋具有以下的缺点:(1)对污泥土力学性质要求比较高;(2)需要占用大面积的场地;(3)地基需做防渗处理以免污染地下水;(4)不可资源化利用。填埋目前仍然是我国污泥处置的重要方法之一。但是从长远看,污泥填埋是一种不可循环的最终处置方式,其应用比例将会逐渐减少,应用前景存在局限。

1.2污泥焚烧

污泥焚烧指的是将污泥置入焚烧炉内,在过量空气加入情况下,进行完全焚烧,使有机物全部碳化,最大限度地减小了污泥体积,使污泥最终处置极为便利。焚烧法有以下几个突出的优点:(1)可以大幅度减少污泥的体积和重量,同时焚烧灰可制成有用的产品;(2)处理速度快,不需长期堆积和储存;(3)污泥可就地焚烧,不需长距离运输,节约运费;(4)可以回收能量用于发电和供热。但是污泥焚烧也有其致命的缺点:(1)焚烧炉投资巨大、设备运转费用高;(2)装置复杂;(3)焚烧过程不容易控制,产生二恶英类剧毒物质。由于焚烧过程产生的剧毒位置难以控制,需要对烟气进行特殊处理,因此限制了其使用和发展。

1.3污泥土地利用技术

污泥土地利用主要是将污泥用于堆肥农用、用于园艺绿化施肥、用于废弃矿场等地的土地改良等。堆肥主要是利用微生物的作用,将不稳定的有机质降解,转化为较稳定的有机质,并使挥发性物质含量降低,减少臭气的产生,污泥物理性状明显改善,便于储存、运输和使用。该技术主要考虑到污泥中含有丰富的的有机物和N、P、K等营养元素及植物所必须的各种微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等,能够改良土壤结构,增加土壤肥力,促进作物的生长。但处理后的污泥产品含大量病原体、寄生虫、多氯联苯和二恶英,且产品的高含水率(30%~40%)可使病原体复活,同时污泥中也含有毒有害物,直接应用于农业会造成土壤以及水体的二次污染。故堆肥法不足以保证安全性。针对污泥土地利用这种方式的不良后果,欧美各国根据各自具体情况制定了严格的无害化技术标准及污泥农用重金属浓度标准,我国制定了《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)。由于未解决好污泥土地利用可能带来的重金属污染问题,所以污泥土地利用目前仍存在一定风险,在相关技术未成熟的情况下污泥土地利用还是有其局限性。

2污泥处理处置新技术

污泥污所散发出的臭气、污泥所带病原菌、重金属、有毒物质等都严重威胁人类的健康。因此,因此迫切需要寻求新的、有效的污泥处置方法。现介绍几种新发展的污泥处置技术:

2.1污泥低温热解制油技术

污泥低温热解制油技术指的是在300~500℃、常压(或高压)和缺氧条件下,借助污泥中所含的硅酸铝和重金属(尤其是铜)的催化作用将污泥中的脂类和蛋白质转变成碳氢化合物,最终产物为油、碳、非冷凝气体和反应水。该技术的环境效益和资源化效益均是很可观的,主要表现在:(1)能有效控制重金属排放,特别是Hg、Ti,在灰烬和炭中来自污泥的重金属被钝化;(2)可回收易利用、易储藏的液体燃油,回收的液体燃油可提供700kW/t的净能量;(3)可破坏有机氯化物的生成,反应器中燃烧温度应维持尽可能低(

2.2污泥熔化技术

针对污泥焚烧过程中存在的二次污染,科研工作者开发出了污泥熔化技术,该技术使污泥处于焚烧灰熔点温度(通常为1300~1800℃)之上燃烧,不仅可完全分解污泥中的有机物、杀灭病菌,同时所形成的熔渣密度比焚烧灰的高2/3,达到了灰渣大幅度减容的效果。污泥中的重金属因被固定在玻璃态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。

2.3污泥电弧等离子体处理技术

所谓污泥电弧等离子技术指的是在一个密闭的空间里,通过强大的电弧使空气电离产生等离子体,然后在另外一个缺氧密闭空间里面对垃圾进行加热,其温度可到16000℃,在无氧的条件下,垃圾中的无机物很快被玻璃化,最后产生的无害熔渣可作为建筑材料。污泥中的有机物被高温分解。在有氧条件下,分解能产生大量的二氧化碳;若在无氧的条件下,固体废料中的有机物就会转化为氢气和一氧化碳的混和物,这种混合物,可以像天燃气一样作为一般汽轮引擎的能源,其中的氢气进一步纯化分离,则可以作为单独的燃料。对这种气体混合物作进一步的处理,降低其中污染物质的含量,如氮化物和二氧(杂)芑等直接进入涡轮机或释放到大气层中。由于该技术能把污泥转化为能源同时降低污染物的含量,因此有很大的发展前景。

2.4污泥超声波处理技术

超声波可以分解生物固体,改善膨胀活性污泥絮体沉降性,提高脱水能力。经过超声处理的污泥消化时间减少,比容积消化率提高,生物产气量增加,并且超声反应器可以与其它污泥处理工艺任意组合,具有广阔的应用前景。

2.5污泥水解热干化技术

污泥水热干化技术通过将污泥加热,在一定温度和压力下使污泥中的粘性有机物水解,破坏污泥的胶体结构,可以同时改善脱水性能和厌氧消化性能。随水热反应温度和压力的增加,颗粒碰撞增大,颗粒间的碰撞导致了胶体结构的破坏,使束缚水和固体颗粒分离。经过水热处理的污泥在不添加絮凝剂的情况下机械脱水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏观上表现为挥发性悬浮固体浓度减少和COD、BOD以及氨氮等浓度增加。水热干化技术采用浆化反应器,通过闪蒸乏汽返混预热浆化、蒸汽与机械协同搅拌,提高了系统的处理效率;在水热反应器中,采用蒸汽逆向流直接混合加热的方式,强化了传质传热过程,可以避免局部过热结焦碳化;在连续闪蒸反应器中,实现了系统能量的有效回收。

2.6污泥制活性炭技术

活性炭是以含碳物质为原料,经过高温碳化活化后制成的。污泥具备制造活性炭的客观条件,制备活性炭的路径是先对污泥炭化,然后活化。所以污泥制活性炭的主要研究问题是最佳炭化、活化条件以及提高质量、降低成本等。目前,污泥炭化方式除了传统的高温炭化外,也有用工业废弃的硫酸来催化炭化的,污泥活化方式以高温水蒸气物理活化和ZnCl2化学活化为主。由于最佳碳化、活化条件难以控制,所制作出来的活性炭不如商品活性炭,但在一些消耗炭的气体净化场合,其应用比传统的活性炭更经济。而且,污泥活性炭如果不再生,可以考虑烧掉,同时可固化其中的重金属,因此有一定的应用前景。

2.7超临界水氧化技术

超临界水氧化(SupercriticalWaterOxidation,简称SCWO)技术是在水的温度和压力均高于其临界温度TC(374.3℃)和临界压力PC(22.05MPa)时,以超临界水作为反应介质与溶解于污泥中的有机物发生强烈的氧化反应,使有机物最后被氧化成无毒小分子化合物的过程。超临界水能与空气、氧气和有机物以任意比混溶形成均一相,即气液的相界面消失,也就消除了相间的传质阻力,反应速度不再受氧的传质控制,因此加快了反应速度而缩短了反应时间,大多数有机物在几分钟之内去除率可达99.99%,有些有机物在1min的时间内去除率就可达99.99%。由于超临界水氧化技术充分利用了超临界水所具有的特性,所以具有其他有机废水处理技术无可比拟的优越性:效率高、处理彻底、反应速度快、反应容器小、无二次污染,且当有机物含量大于2%时就可完全自热,不需外加热量。超临界水氧化技术虽然具有诸多优点,但是它的反应条件要求苛刻(高温、高压),投资大,且其反应机理、反应动力学等还有待于深入研究。

3结语

随着经济的不断发展,世界各国的污泥排放将大大的增加,污泥处置也将成为全球关注的重大环境问题。污泥的处理处置应从环境污染、卫生安全和经济效益等多方面综合考虑。具备能源回收利用的污泥处理新技术在污泥处理处置中发挥着不可替代的作用。虽然这些技术目前还存在一些待解决的问题,但应用前景却十分光明。

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污泥处理目的范文篇6

关键词:污泥堆积;污泥处理;安全;技术

Abstract:thisyearourcountrytownsludgetosubstantialaccumulation,fortheenvironmentandresidentslivingconditionscausedverybigeffect.Atpresentourcountrytownssewagetreatmentplantsludgetreatmenttechnologyisrelativelybackward,sludgetreatmentrateislow,theequipmentissimple,andtothesludgeandnocleartoputforward,leadingtoalargenumberofsafehiddentrouble.Improvetheurbansewagesludgedisposaltechnologytobecomeamoreandmoreimportanttopic.Thesismainlythroughthereferenceoftheexistingsludgetreatmenttechnologybefore,toputforwardsomenewtypesofsludgetreatmenttechnologyforenterprisestoreference.

Keywords:sludgeaccumulation;sludgetreatment;Security;technology

中图分类号:P624.8文献标识码:A文章编号:

引言

近年来,随着污水处理行业的高速发展,城市污水处理能力以及污水处理率的不断提高,污水处理厂的污泥产量也随之增长,按目前运营的污水处理厂日产生湿污泥量计算,预计到2012年底,我国每天产生湿污泥至少达到近20.5万吨。然而受认识、资金、技术和政策等因素的影响,我国的污泥处理处置情况并不很理想,很多地方单纯追求较高的污水处理率,污泥处理处置单元较为简化甚至没有考虑,产生的污泥去向不明,造成了较大的安全隐患。因此,采用合理的污泥处理技术解决城镇污水处理厂污泥问题已成为迫在眉睫的问题[1]。

1、我国污泥处理处置技术的现状

目前,我国污泥处理处置技术主要包括:填埋、堆肥、干化和焚烧等,上述处理处置方法特点为:

填埋——城市污泥填埋是一种便利和经济的方法,但其环境风险较大。在考虑采用这一方法进行污泥处置时,除了泥质要满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)、《城镇污水处理厂污泥泥质》(CJ247-2007)、《城镇污水处理厂污泥处置混合填满泥质》(CJ/T-2007)以外,还要更多的考虑与环卫部门的沟通以及需要达到填埋场要求的技术参数。此外,运输成本所占比重较大,一般50Km范围内每吨污泥的运输成本在40元/吨左右[2]。

堆肥——是一种充分利用污泥的养份,便污泥为农肥,在强化自然营养物质的循环上具有生态意义。然而,工业废水进入污水处理厂将导致大量重金属及有毒有害物质累积,使得污泥堆肥变得不可行或者不能被接受。此外,我国污泥堆肥的管理经验还不十分成熟,如在堆肥过程产生的臭气、季节性应用的矛盾等问题还需进一步解决。但若能满足相关标准的污泥堆肥还是非常经济和便利的处理技术。如果以生物好氧发酵堆肥工艺为处理方法,总投资指标约为20万元/吨湿泥,总成本约为90~110元/吨湿泥。

干化——是一种通过降低含水率,实现污泥减量化、干化泥在作为肥料、燃料等实现资源化,但成本较高;污泥干化的总投资指标约为35~45万元/吨湿泥,总成本约为230~280元/吨湿泥。

焚烧——是一种能比较彻底实现污泥无害化处理的一种方式。污泥混合燃烧可利用每个城市的热电厂、水泥厂和垃圾焚烧厂等。除了达到污泥处理处置目的以外,还可以做到能源回收。污泥单独(干化)焚烧也是污泥最终处置比较彻底的一种方法,但设施相对复杂,需要独立运行管理,投资和成本较高。污泥焚烧系统与污泥的热值有直接关系,在达不到焚烧自平衡的情况下需要额外补充热源。此外,烟气的达标排放需要进一步关注,而目前我国还没有针对污泥燃烧烟气的排放标准,实际工作需要参照《大气污染物综合排标准》(GB16297-1996)、《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)等。污泥(干化)焚烧的总投资指标约为40~70万元/吨湿泥,总成本约为245~490元/吨湿泥(热值范围3879~1766Kcal/吨干泥)。

2、污泥处置新技术探讨

我国目前目前使用的污泥处理技术存在的较多的问题,污泥处理技术比较落后,污泥处理率较低,设备简单,而且对于污泥的去向并没有明确的提出,导致了大量的安全隐患。而且在污泥管理方面,对于相关指标如重金属、有毒有机物等的重视程度还不够。污泥对于环境污染越发严重,污泥散发到空气中的臭气中含有大量的病原菌,对人类的生存健康存在严重威胁。大量重金属和有毒有机物流向地下水系统,对于农作物依赖的土地造成了严重的污染,且间接影响了人类的身体健康。因此基于这种现状,迫切需要需新的有效的污泥处置方法。现介绍几种新发展的污泥处置技术:

2.1污泥焚烧技术

污泥焚烧与其他处理处置方法相比,可迅速和较大程度的使污泥达到减量化,而污泥土地利用、填埋和建材利用等后续问题较多,且涉及到多个部门的权限管理,往往在监管和污染控制方面存在漏洞,导致问题更加突出[5]。有研究表明,污泥焚烧成本看似是其他工艺的几倍,但将其他工艺运行成本的后续费用计算在内,而污泥焚烧可利用电厂的余热,折算后费用未必最高。污泥焚烧技术对于经济发达、土地资源紧张的大城市,使用焚烧法处置污泥应是经济有效的方法。

通过对污泥焚烧处理处置工艺流程的分析,同时结合国外的实例研究,笔者认为污泥焚烧无害化的方式尤其是采用混合焚烧处置污泥,应该是我国今后提倡发展的一种新思路。针对该处理处置方式,有以下建议:

(1)积极利用目前现有的大规模焚烧窑炉(如热电厂焚烧系统)和水泥厂焚烧窑炉进行焚烧污泥,既可利用原有设施,又解决污泥处置难的问题。

污泥处理目的范文篇7

为切实防止污水处理污泥对环境造成二次污染,有效改善城乡环境质量,巩固提高生态市创建成果,促进全市经济、社会和环境的可持续发展,结合我市实际,现就进一步加强全市污水处理污泥管理提出如下意见:

一、指导思想

以邓小平理论和**重要思想为指导,全面落实科学发展观,以实现处处都有好环境为目标,全面推进“五整治两提高”工作,科学规划,合理布局,推行污水处理污泥的综合处理,实现污泥减量化、资源化、无害化处置。

二、工作目标

20**年,全市启动建设2-3家污泥集中处置点;到20**年底,全市污水处理污泥集中处置率不低于80%;到20**年底,污水处理污泥集中处置率达到100%。

三、规划布局

根据我市实际,规划设立三个污泥处置点:

1、长泾镇。由**市康源印染有限公司投资,建设规模300吨/日(一期100吨/日已建成投运),服务范围主要为**等镇。

2、**镇。建设规模400吨/日,服务范围主要为**等镇。

3、**新城。建设规模400吨/日,服务范围主要为**等镇、开发区、**新城。

除上述3个规划点外,全市不再另设污泥集中处置点。

四、扶持政策

(一)政策优惠

1、在市垃圾焚烧发电厂建成前,处置(烘干造粒)后的污泥由砖瓦厂用于制砖,为确保处置后的污泥能得到综合利用,全市暂时保留的砖瓦厂必须利用处置后的污泥。

2、污泥处置厂征用土地,政府给予优先用地指标和一定的价格优惠。

3、污泥处置厂和消耗污泥的砖瓦厂根据江苏省人民政府《关于推进环境保护工作的若干政策措施》(**政发[**]92号)的有关规定,享受有关税收优惠政策。

(二)经济补贴

为切实加快污泥处置厂建设步伐,政府采用“以奖代补”的形式加大支持力度,经考核验收合格后,对日处理污泥300吨以上的处置厂一次性补贴300万元。

(三)规范收费

除重金属污泥等危险固体废物按环保法律法规规定另行处置外,其余工业企业或污水处理厂产生的污水处理污泥必须全部送污泥处置厂,市环保部门应当协调具体工作,并加强监督管理。工业企业、污水处理厂应当与污泥处置厂签订委托处置协议并报市环保部门备案。

污泥处置费由该工业企业或污水处理厂承担。污泥处置费按物价部门核定的收费标准收取。

污泥处理目的范文1篇8

论文关键词:污泥综合利用,填埋,投海

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。

表1我国城市污水处理厂污泥肥分表

污泥类别

初沉污泥活性污泥消化污泥

总氮(%)

2~33.3~7.71.6~3.4

磷(以P2O5计)%

1~30.78~4.30.6~0.8

钾(以K2O计)%

0.1~0.50.22~0.44

污泥处理目的范文篇9

关键词:污水污泥,处理处置,环境保护,建材资源化

Abstract:inviewofChina'ssewagesludgetreatment,thispaperexpoundsthelandfill,reclamation,burning,composting,buildingmaterialssuchasrecyclingsludgedisposalandtheadvantagesanddisadvantagesofthewaythatlandfill,reclamation,composting,burninganddisposalwayfuturewillbemorerestriction,andbuildingmaterialsutilizationwillbecomeanimportantwayofsludgetreatmentanddisposal.

Keywords:sewagesludge,disposal,environmentalprotection,resourcesbuildingmaterials

中图分类号:U664.9+2文献标识码:A文章编号:

1污水污泥的组成及特性

污水处理过程中,污水中大部分的污染物转化为可沉降物质,这些沉降物质就是以固液混合为特征的城镇污水污泥。污泥含有多种有毒有害物质,颗粒较细,容易腐化发臭,而且相对密度较小(约1.01g/cm3~1.02g/cm3),含水率极高不易脱水,属于胶体状结构的亲水性物质。一般来说,城镇污水污泥由固相和流动相组成。在选择污泥处置方式时,污泥特性是污泥利用、处置的重要依据。污水污泥的特性主要有:污泥中营养物质含量高;污泥中重金属离子含量高;污泥中有毒有机物与微生物含量高;污泥的C/N比与pH值和碱度高;污泥具有可燃性和较高的热值。

2污水污泥的处理现状

污水污泥中含有大量有毒有害物质,必须及时的处理处置。污水污泥处理处置的目的和原则是:稳定化、无害化、减量化和资源化。稳定化是指通过稳定化处理消除污泥恶臭;无害化是指杀灭生物固体和污泥中的虫卵及致病微生物;减量化是指通过处理使污泥易于输送储存;而资源化是指促进污泥的有效利用,使之成为二次资源。根据污泥性质、类型以及污水处理厂处理能力的不同,可选择不同的污泥处理工艺流程,污泥处理流程主要包括污泥浓缩、污泥稳定化、调理和污泥脱水等工艺流程。

污水污泥含水率可以高达99%,从而对污泥的处理利用及输送造成巨大的困难,因此首先必须降低污泥含水率,其目的主要在于显著降低污泥容量。污泥经过浓缩脱水,质量含水率从99%降低到96%,体积缩小到处理前的1/4,但仍具有极好的流动性,便于输送。因此,浓缩是减小污泥体积最经济、最有效的方法,可减轻污泥后续处理工艺的压力,显著降低污泥的运输及处理成本。污泥浓缩工艺是污泥处理的重要环节之一,我国70%以上的污水处理厂采用重力浓缩方式浓缩污泥。

污泥稳定化的目的主要是将污泥的有机物质转化成稳定的最终产物。污泥稳定化工艺主要采用厌氧消化和好氧消化工艺,应用最广泛的污泥稳定化工艺是厌氧消化工艺。

调理是指破坏污泥的胶体结构,减少污泥和水的亲和力,使污泥易于脱水。污泥调理的工艺最主要的是化学调理和物理调理,其中化学调理是应用最广泛的污泥调理方法。

污泥脱水是污泥处理工艺的重要步骤,目的是为了使固体颗粒富集,从而显著减少污泥的体积,为污泥的最终处置和利用创造有利条件。一般污水污泥浓缩后的含水率仍然高达95%~97%,体积仍然很大,为了促进污泥的资源化利用,还需要进一步采取脱水和减量化措施。污泥脱水可采取机械脱水、自然干化与热处理等方式将污泥的含水率控制到60%~80%[5]。

3污水污泥的处置利用现状

经过脱水减容、稳定化、无害化处理后,根据污泥的性质成分可以选择焚烧、堆肥、填海、填地或建材资源化等方式作为最终的处置途径。

3.1污泥填埋

污泥的填埋始于20世纪60年代,目前已发展成为一项成熟的污泥处置技术,其优点是投资相对较少,污泥处理容量大而且见效快。然而,污泥填埋也存在许多难以解决的问题。污泥含有多种有毒有害物质,而且这些有毒有害物质大多易溶于水,会随着雨水的侵蚀和渗流污染地下水,此外这些有毒有害物质在堆放过程中将逐渐释放从而污染环境。同时,随着城镇化建设带来的对土地的大量需求和污泥产生量的剧增,造成目前在很多城市已经难以寻找到适宜污泥填埋的大面积田地。此外,远距离运输成本越来越高也是制约污泥填埋的重要因素。随着我国环境保护标准的提高和城市的快速发展以及农田保护等因素,选择合适的填埋场所也变得愈加困难。种种不利因素都限制了污泥填埋,因此,污泥填埋不会成为污泥最终处置的发展方向。

3.2污泥焚烧

污泥焚烧是将经过脱水处理的污泥放置到焚烧炉内,在加入过量空气的情况下使污泥充分焚烧,使有机物全部碳化,极大地减小了污泥体积,有利于污泥的最终处置。污泥焚烧的对象主要是脱水泥饼,脱水泥饼含水率仍然较高,通常为45%~86%,在焚烧前还需要对污泥进行干燥处理或焚烧。干燥处理后,污泥含水率可以降低至20%~40%。最后经过焚烧处置,污泥变成污泥焚烧灰,含水率为0,污泥的体积也显著减小,通常1t污泥经过焚烧后仅产生0.36t灰渣,便于污泥焚烧灰的运输和最终处置。污泥焚烧是国土面积较小的发达国家处置城市污水污泥的主要方法,随着污泥焚烧技术的发展,污泥焚烧技术已经逐步成为处理污水污泥的主流技术,受到世界各国的青睐。

然而污泥焚烧存在一次性投资大的问题,污泥焚烧的成本是其他处置工艺的2倍~4倍。污泥焚烧不仅设备投资高,而且运行费用也很高,造成巨大的运行压力。此外,污泥中的有机物在燃烧温度低于850℃时会产生二垩英等剧毒物质,因此需要对污泥焚烧产生的烟气进行处理。还有,污泥焚烧面临着焚烧灰需要再次处理等问题,由于焚烧过程不能有效去除污泥中的重金属离子,有毒害的重金属元素大量沉积在焚烧灰中,导致污泥焚烧灰难以利用。随着人们对居住环境和健康的重视,垃圾焚烧带来的危害也日益受到关注,很多国家已经出现居民阻止建造垃圾焚烧厂的事件。这些问题极大地限制了垃圾焚烧技术的发展。

3.3污泥土地利用

污泥的土地利用主要是指将经过脱水和无害化处理的污水污泥用于农田、林地和园林绿化,还可以用于土地的复垦以及沙化或荒漠化土地的改良等。污泥的土地利用是一种将污泥资源化的处置方式。由于污泥中含有丰富的有机物和N,P,K等营养元素以及植物生长所必需的Ca,Mg,Cu,Zn,Fe等微量元素,能够有效改良土壤的结构,增加土壤的肥力,显著促进植物的生长。

我国是农业大国,如果采用先进技术将处理后的污泥作为肥料或土壤改良剂,不但可以节省大量的污泥终端处置费用,而且可以为肥力较为低下的农田增添有机质,实现农业生态环境的良性循环。因此,污泥的土地利用是一种符合我国国情的污泥处置方法。

3.4污泥建材资源化

污泥中除了有机物外还含有20%~30%的无机物,主要是含Ca,Si,Al,Fe等元素的矿物质,污泥中的矿物质与许多建筑材料原材料的成分非常相近,因此可以分别利用污泥中的无机成分和有机成分制造建筑材料。目前我国的污泥建材资源化利用的主要方向是:污泥烧制砖、陶粒、水泥等烧结建材制品。污泥建材资源化是提高污泥利用附加值以及提高物理处置利用率的最佳方式之一,可以有效减少污泥中的有害物质对环境的危害,具有极大的发展潜力和极高的研究价值,是未来污泥资源化利用的重要方式。

从可持续发展和循环经济发展的角度来看,污泥建材资源化是污泥利用的重要甚至是根本方向,因为污泥的建材资源化不仅利用污泥量大,而且污泥建材生产和利用过程对环境影响最小。根据国内外对污水污泥建材资源化发展趋势的分析和研究,可以认为污泥烧成制品将是污泥建材资源化非常重要的方向。如果能在排污末端将污泥的处理工艺与建筑材料生产前端的原材料制备工艺结合起来,使经过处理的污泥能够直接用于烧制建筑材料,将会极大地降低污水污泥的利用成本并促进污水污泥的建材资源化利用。

4结语

污泥处理目的范文篇10

关键词:辽宁省;城镇污水厂污泥;处置压力;优化处置;探析

中图分类号:[R123.3]文献标识码:A文章编号:

引言

随着城市规模的扩大,以及人民群众对生存环境质量的日益提升,为保护水环境,促进国民经济和环境保护可持续发展,目前国家政策大力支持城市污水处理设施建设。伴随污水处理率的提高,污泥妥善处理与处置问题凸显出来。2007年测算数据显示,如果城市污水全部得到处理,我国污泥年产生量(干重)约为840万吨,占中国总固体废弃物的0.2%。[1]污泥的自身特性决定,如不妥善处置,将会对环境造成严重的潜在威胁。[2]选择兼顾环境生态效益与处置成本经济效益均衡的高效污泥处置方式、确保环境安全,是实现城市污水全过程污染防治得以实施的保障,是当前亟待解决的问题,也是未来污泥处理的第一要求。[3]

2.辽宁省城镇污水处理厂建设与处理能力简介

“十五”期间,辽宁省城镇污水处理厂少且增长平稳。2001年初,建成城镇污水处理厂11座,处理能力136.0万吨/日;2005年末,全省新增城镇污水处理厂18座,处理能力增加了183.9万吨/日。

“十一五”尤其是“十一五”中后期,辽宁省城镇污水处理厂数量与处理能力均发生了爆发式增长。“十一五”前两年,全省投入12.5亿元建成10座污水处理厂;2008年开始,一次性投入100余亿元,99座城镇污水处理厂同期开工建设。到2010年底,全省累计建成城镇污水处理厂136座,处理能力达到642.9万吨/日,实现了污水处理设施市县全覆盖。与“十一五”初期相比,城镇污水处理厂数量增加了101座,处理能力增加了89.4%。

辽宁省“十五”、“十一五”城镇污水处理厂建设与处理能力基本情况分别见图1、图2。

根据辽宁省“十二五”规划预期目标,2015年末,沈阳、大连两市城镇污水处理率达到100%,其它地级市达到90%以上。为实现这一目标,全省约将新建110座污水处理厂,新增处理能力462.5万吨/日;扩建10座污水处理厂,新增处理能力65.6万吨/日;对35座原有污水处理厂进行提标改造。“十二五”终期目标实现后,辽宁省城镇污水处理厂将达到246座,污水累计处理能力达到1171万吨/日。

3.辽宁省污泥处置现状与未来处置量测算

3.1辽宁省城镇污泥产生量及污泥处置方式基本情况

2010年辽宁省城镇污水处理厂累计产生污泥约81.30万吨(含水率80%);2011年污泥产生量约85.86万吨,比2010年增长了5.6%。目前,辽宁省污泥处置方式有垃圾处理厂卫生填埋、污泥处置场处置、绿化堆肥、电厂焚烧和制砖5种,其中垃圾处理场填埋占主体,2010年、2011年填埋量分别为63.41万吨、64.71万吨,分别占总产生量的78.0%和75.4%。14个地级市中,仅大连市建有专门污泥处置场,2010年、2011年污泥处置量12.43万吨和12.45万吨,无法完全处置本辖区内污水处理厂产生的污泥。

2010年、2011年辽宁省城镇污水处理厂污泥处置方式及处置量见图3。

3.2未来污泥处置量预测

据不完全统计,不同规模、不同处理程度的污水处理厂每天所产生的污泥量约为污水处理量的0.5%-1.0%[4]。“十二五”末,如规划建设的城镇污水处理厂投入运行,预计辽宁省城市污水处理率将达到80%以上,假设污水处理厂运行负荷达到90%,按照每处理一万吨污水产生0.6吨污泥保守估算,届时辽宁省城镇污水处理厂年产生污泥将达到230.8万吨,污泥处置压力将极其巨大。

4.辽宁省污泥卫生填埋、农用及焚烧能力与可行性分析

4.1污泥填埋

污泥卫生填埋始于60年代,是当前一项比较成熟的污泥处置技术,在欧洲污泥填埋一般与市政固体废弃物一起进行,1992年欧盟大约40%的污泥采用了填埋处置[5]。截止2010年9月,辽宁省已建成运行的生活垃圾无害化处理厂共22座(不含大连市),日处理能力11636吨,比“十五”期间全省无害化日处理能力(8106吨/日)增加了3530吨/日,全省城市垃圾无害化处理率54.3%;按照日处理能力11636吨计算,辽宁省垃圾处理场年处理能力约424.7万吨。当前,辽宁省污泥填埋同样与市政固体废物一起进行,230.8万吨污泥占到了建成垃圾处理场处理能力的54.3%,基本与城市垃圾填埋量相当。

辽宁省未来选择污泥填埋存在两个难以克服的困难,一是4个省辖市、14个县级市、14个县城没有运行垃圾无害化处理场,无符合条件的污泥填埋场所;二是垃圾处理厂自身填埋能力不足,要在完成城市生活垃圾无害化处置的同时,完全处置污水处理厂产生的污泥,尚需要建设大量接收能力庞大的垃圾处理厂,从辽宁省实际情况看,选择符合条件的垃圾处理场建设场地非常困难,现在辽宁省已积极探索垃圾堆肥和焚烧等新的处理工艺。另外,污泥填埋只是将污泥由地上转入了地下,并未从根本上实现污泥减量化和无害化,污泥填埋后会产生大量的渗滤液,对填埋场的防渗层和填埋作业均要求,一旦处理不慎必将造成地下水和土壤污染,同等条件下垃圾处理厂不愿接收城镇污水处理厂产生的污泥。

近年来,国际上污泥填埋处置所占比例越来越小,美国环保局估计,今后几十年内,美国6500个填埋场将有5000个被关闭。[5]从可持续发展看,辽宁省未来必须探索污泥处置新方式,淘汰污泥卫生填埋。

4.2污泥农用

污泥处理目的范文篇11

关键词:深度脱水水泥窑协同处置

中图分类号:TU992.3文献标识码:A

1前言

污水处理产生的污泥成分复杂,产量巨大,将其妥善处置并使其减量化、无害化、资源化已成为各界关注的重大课题。

目前,农业利用、卫生填埋以及热利用是污泥处置的主要方式。由于我国污泥处理处置设施建设缓慢,全国近80%的污泥没有得到稳定化、无害化处理处置,大部分仍是送往城市垃圾处理场填埋,污泥处置问题日益突出,已成为制约污水处理行业发展的瓶颈,如何确定污泥规范化处理处置方案路线,成为摆在城市污水行业主管部门面前的一道难题。从发达国家处理污泥的经验来看,利用水泥窑协同处置城市污泥是一种既安全又经济的处理方法,但是对污泥中某些组分有限制要求。几种污泥处置方法的比较见表1.1。

表1.1目前国内脱水污泥处理处置方式对比分析

处置方式优势劣势发展趋势

填埋简单易行,成本低廉占用土地,二次污染趋于淘汰,目前规定污泥含水率超过60%禁止填埋

堆肥简单易行,成本低廉占用土地,污染土壤发达国家已禁止

焚烧综合利用,投资较高需要补燃,残渣飞灰未知

电厂焚烧综合利用,投资较高设备腐蚀,残渣飞灰未知

水泥窑处理综合利用,处理彻底对企业环保、运行要求高环保、经济、风险小

六圩污水处理厂接纳了部分工业污水,所产生的污泥中重金属含量较高,且粒度小、污泥含水率高、易造成收集系统管路阻塞,不适合采用填埋技术处理。

由于城市污泥具有一定的热值,并且其燃烧后的组分与水泥的原料成分十分接近,同时,国际上已有部分国家成功利用水泥窑对污泥进行处置,达到了资源化、无害化、减量化的有机结合。为寻求污泥的最佳处置方式,六圩污水处理厂对污泥进行深度脱水和水泥窑协同处置的中试研究。

2污泥深度脱水

污泥深度脱水工序是水泥窑焚烧污泥的前置工序,采用微生物调理和机械压滤复合方法,比采用加热烘干技术更加节约能源。

为节约能源,污泥处理单元选用运行成熟的螺压式污泥浓缩机,1用1备,单台处理能力为100m3/h,浓缩后的污泥含水率可达96%。浓缩后的污泥与0.5%浓度的阳离子型聚丙烯酰胺溶液混合进入离心脱水机,设有4台离心脱水机,每台最大处理能力为30m3/h,脱水后污泥含水率可达80%。这些湿污泥采用螺旋输送器直接送至污泥调理系统,或者经储泥罐暂时储存,再用螺杆泵送至污泥调理系统。污泥调理系统包括转化器和稳定器两部分组成,污泥首先进入转化器内,与调理药剂均匀混合,由半固态转化为液态;然后进入稳定器,与其他调理药剂混合均匀,进一步处理。调理完毕,经高压泵输送到压滤机进行脱水,,污泥含水率可以从80%降低到50%~55%,体积减少一半,减量化效果显著,出泥基本无臭,性质稳定,泥饼输送至干泥库后外运。调理过程中产生的臭气经臭气处理系统处理后达标排放。压滤产生的滤液返回污水处理系统。深度脱水工艺流程如图2.1所示。

图2.1深度脱水工艺流程

滤液回流后,出水水质比较稳定,各项指标均能满足国家排放标准,见表2.1.

表2.1滤液对出水水质的影响

项目原出水滤液滤液全部回流至进水后

进水出水

pH值7.312.57.57.3

COD/(mg・L-1)50220045050

BOD5/(mg・L-1)10153020010

SS/(mg・L-1)1010223011

总磷/(mg・L-1)0.5124.00.6

总氮/(mg・L-1)152304515

氨氮/(mg・L-1)5165356

3水泥窑协同处置

3.1污泥组分及热值分析

对污泥深度脱水干化前后收到基进行工业分析和元素分析(见表3.1),结果表明原湿污泥含水率经深度脱水后,污泥含固率大大提高;脱水干化前后污泥空气干燥基热值基本不变,收到基灰分,收到基碳和收到基氢含量数值翻倍,说明深度脱水干化过程主要是水的脱除过程,而可燃物及灰分在脱水过程中流失较少,含水率降低提高了后续污泥入炉焚烧的经济性。

表3.1深度脱水前后污泥成分变化

分析基名称脱水前污泥脱水污泥

析收到基水分Mar/%78.0047.85

收到基灰分Aar/%11.4328.54

收到基挥发份Var/%13.2124.32

收到基固定碳FCar/%1.873.23

析收到基碳Car/%6.5613.52

收到基氢Har/%0.761.51

收到基氮Nar/%0.410.43

收到基硫Sar/%0.040.09

空干基低位发热量Qad・net/MJ・kg-17.017.12

由于接纳处理一部分工业污水,因此污泥中总会含有一些重金属元素,对泥饼进行元素分析,见表3.2。结果表明经过处理后的污泥滤饼中的污泥完全满足CJ/T314-2009《城镇污水处理厂污泥处置水泥熟料生产用泥质》的要求。

表3.2压滤后污泥的化学分析(干基),%

CHONS烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOCl-碱含量

30.353.1120.540.790.731.1233.4319.769.6422.141.530.540.91

3.2协同处置工艺流程

污水厂运送来的泥饼经输送及喂料设备送入分解炉焚烧。在分解炉喂料口处设有撒料板,将散状污泥充分分散在热气流中,由于分解炉的温度高、热熔大,使得污泥能快速、完全燃烧。污泥烧尽后的灰渣随物料一起进入窑内缎烧。工艺流程见图3.1.

图3.1水泥窑协同处置生活污泥工艺流程图

3.3水泥窑协同处置的优势

(l)焚烧温度高。

一般专业焚烧炉温度为850-1200℃,而水泥回转窑内物料温度在1450-1550℃,污泥中的有机物能够彻底分解,焚毁去除率达99.99%。

(2)燃烧状态稳定

现使用的水泥窑主要是新型干法回转窑,对于熟料生产量达2000吨/天规模的回转窑,其筒体规格为4.3×66m,以每小时100-240转的速度旋转,焚烧空间极大,不仅可以接受大量废弃物,而且可以维持均匀、稳定的焚烧气氛。

(3)焚烧停留时间长

一般专业焚烧炉烟气停留时间为2s,水泥回转窑物料从窑尾到窑头总停留时间大于30分钟,烟气在高于1300℃温度停留时间大于4s。

(4)固化稳定有害元素

水泥回转窑内呈碱性气氛,能对酸性物质如HCl、SO2、CO32-等起中和作用,使成盐类固定下来。危险废弃物焚烧残渣及重金属被固熔在水泥熟料晶格之中,避免二次污染。对协同处置后的水泥进行了浸出毒性试验,见表3.3,结果表明协同处置污泥后生产的水泥,满足标准要求。

表5协同处置后的水泥中重金属浸出量(mg/L)

名称AsCdCrCuHgNiPbZn

处理后0.0630.010.060.010.000240.0010.10.03

GB5085.3-20075151000.155100

(5)防止大气污染

水泥窑系统呈负压状态,烟气和粉尘不会外溢;水泥窑的尾气处理系统,使燃烧废气经较长路径和良好的冷却和除尘设备,达到排放标准。

4.结论

(1)污泥经深度脱水含水率可降低到45%以内,出泥基本无臭,性质稳定。相比其他干化方式工艺简单,处理成本低,优势明显,为后续的利用提供了良好的保证。

污泥处理目的范文篇12

关键词:污水处理厂优化污泥处理污泥特性

1引言

水环境是生态环境系统能否良性循环、发展的制约因素之一,改善和保护水环境是保护整体环境的前提。改善和保护水环境首先要对生活污水和工业废水进行治理,然而在污水处理过程中污染物一部分被微生物降解成水和二氧化碳,一部分以污泥的形式存在。这种污泥中含有有机物、重金属、病原菌等,若处理不当很容易造成对环境的二次污染,使污水处理厂不能充分发挥其功能。另外,污泥处理和处置费用在整个污水处理厂处理费用中占到40%左右。可见,无论在污染控制上还是在运行费用上,污泥处理和处置都起到举足轻重的作用。因此,对污泥处理系统的研究具有重要意义。

污泥的处理和处置主要有减量化、稳定化、资源化。城市污水处理厂污泥的稳定化技术主要有厌氧消化、好氧消化、污泥堆肥以及污泥焚烧等。污泥浓缩、脱水以及焚烧是污泥减容的主要技术。填埋、焚烧、作农肥、投海和制造建筑材料等是目前污泥处置和综合利用的主要途径。

一些较发达国家的污水污泥处理已经比较完善,如德国,其污水处理已经进展到除磷脱氮的普及阶段,污泥处理在普及脱水阶段的基础上,开始步入污泥烘干阶段。污泥基本上都经过浓缩、消化、脱水处理,污泥消化产生的沼气普遍用于发电。为防止污泥对农作物生长的不良影响以及二次污染,德国已经不准将污泥用于农田。在日本,污泥处理工艺比较先进,主要工艺流程有:

(1)浓缩脱水焚烧;

(2)浓缩消化脱水焚烧;

(3)浓缩消化脱水。

该三种处理工艺占日本全部污泥处理的70%以上,可见,日本污泥最终处置已以污泥焚烧为主导工艺(目前占60%以上)。

近十年来,我国城市污水处理有了较大的发展,全国已建成400多座城市污水处理厂,城市污水处理率34%以上,全国已建成的污水处理厂中采用污泥中温消化的污水处理厂约占25%,采用污泥浓缩脱水的污水处理厂约占60%,另外还有小部分采用好氧消化和污泥自然干化处理。我国城市污水处理厂污泥处理起步较晚,在国家“七五”、“八五”、“九五”科技攻关中,对污泥处理和处置做了大量的研究工作(以天津为主要科研基地),使我国的污泥处理技术得到了一定程度提高,但与国外先进国家相比,污泥处理和处置还有一定差距。我国大多数较早建设的污水处理厂没有完善的污泥处理系统,新建较大型污水处理厂虽然一般都有比较完善的污泥处理工艺,但真正完全投入运行且运行情况良好的还不多,利用污泥消化产生的沼气发电的更少。究其原因,一方面是我国经济实力所限,另一方面是我国污泥处理起步较晚,缺乏设计及运行经验。

目前,我国除了不断引进、吸收国外先进成熟的污水污泥处理新工艺和新技术外,更为关键的是要对我国现有典型的污水处理厂污泥处理系统进行大量研究、测定与分析,从我国国情出发,总结自己的经验,因地制宜地采用合理的污泥处理工艺、处置方式和设计参数,提高我国污泥的处理和处置水平。本文主要以高碑店污水处理厂污泥处理系统为研究对象,分析在实际测定资料基础上的初步结果。

2高碑店污水处理厂现况

高碑店污水处理厂是我国目前最大的二级城市污水处理厂,处理能力为100万m3/d,分为一期50万m3/d(Ⅰ系列和Ⅱ系列)和二期50万m3/d(Ⅲ系列和Ⅳ系列),自1993年建成投产以来,污水处理工艺运行良好,污泥处理系统中的浓缩、二级污泥中温厌氧消化、脱水也已投入运行。目前,利用沼气发电也已开始运转。高碑店污水处理厂现在实际处理污水量最大可达80万吨/天,污水处理工艺比较典型(A-O及A-A-O),污泥处理系统也比较完善。二期工程工艺(第Ⅲ系列和第Ⅳ系列)为曝气池前置1/9段缺氧区,第Ⅳ系列还设置了曝气池内回流,以提高对N的去除率。为了使高碑店污水处理厂处理水资源化再利用工程的顺利安全实施以及更好地保护环境,目前正在对高碑店污水处理厂一期工程进行改造,以改善其出水水质,提高N、P的去除率。改造后的一期工程污水处理工艺为倒置型A-A-O工艺,污泥处理工艺也不同于二期工程(其二沉池剩余污泥泵入初沉池,然后与初沉污泥一起进入污泥浓缩池,浓缩后再进行消化和脱水)。为防止二沉池剩余污泥中的磷重新返回到污水中去,改造后的一期工程中二沉池剩余污泥直接单独进行机械浓缩,初沉池污泥仍进原有浓缩池,同时将浓缩池改造为浓缩酸化池,其上清液作为碳源排入水处理系统。将消化池上清液和脱水机滤液及冲洗水收集后进行化学除磷。这样,高碑店污水处理厂将会有三种不同的污水处理工艺和两种污泥处理工艺。污泥来自污水,二者相辅相成,污泥的特性及组分必然随污水处理工艺的不同而有所不同,同时,不同的污泥处理工艺对污水处理效果也有一定影响。因此,对高碑店污水处理厂污水、污泥处理工艺进行总结、研究和分析,并进行必要的实验,对今后污水处理厂的设计、运行以及老厂的改造具有重要参考和指导意义。

高碑店污水处理厂污泥处理工艺流程如下:

3研究内容

为了系统的研究高碑店污水处理厂污泥处理系统,以及污水处理系统和污泥处理系统之间的相互影响,在北京市科委支持下,我们与高碑店污水处理厂合作,正在进行城市污水处理厂优化污泥处理系统的研究。研究内容主要有:

(1)对高碑店污水处理厂进水水质进行测定

测定进水水质,包括COD、BOD、N、P以及重金属如Cu、Cr和Zn等。污泥产生于污水,污泥的成份必然随污水水质的不同而不同,只有将二者结合起来对污泥进行研究,才会对今后同类污水处理厂的设计与运行具有真正的指导意义。

(2)对高碑店污水处理厂污泥特性及污泥处理单元的运行情况进行分析

测定初沉污泥、混合污泥(混合污泥是指剩余污泥回到初沉池后与初沉池污泥的混合污泥)、二沉剩余活性污泥、浓缩污泥、消化污泥和脱水后污泥的含水率(含固率)、挥发性固体(即有机物含量)、热值、肥分、大肠杆菌及重金属含量等;测定污泥处理工艺中各阶段污泥中N、P含量,并测定原水及二沉池出水中N、P的含量,分析不同污水处理工艺对N、P的去除情况以及其对污泥性能和污泥处理工艺的影响;高碑店污水处理厂一期工程中消化池的搅拌形式采用沼气搅拌,二期工程搅拌形式为机械搅拌。通过示踪剂等方法,分析两种不同搅拌形式的搅拌效果;测定实际运行条件下的产气量及CH4含量,考察消化池的运行情况;考察加药种类、加药量等与脱水性能的关系。

通过上述测定和研究,探讨污泥处理系统的设计参数,了解污水处理系统的不同对污泥处理系统的影响,污泥处理系统的不同对污水处理厂出水的影响,为今后污水处理厂的设计提供技术支持。

4进展情况和初步结果

该研究从2002年1月份开始,已进行了春、夏、秋、冬四个季度的测定工作和部分污泥脱水性能的试验。测定内容包括:原水、初沉池出水、二沉池出水水质;污泥处理工艺各阶段污泥的常规参数;混合污泥、剩余污泥、消化污泥的脂肪、蛋白质含量;泥饼的热值、重金属含量等。其中水区测定的是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ系列,泥区测定的是一期工艺。测定工作主要在高碑店污水处理厂化验中心进行,污泥脱水性能的研究目前主要在实验室进行。消化池搅拌效果评价正在准备过程中,整个研究预期在2003年底完成。下面仅对2002年的测定资料进行初步分析。

(1)水质测定初步分析

处理厂

进水

初沉进水

初沉出水II

初沉出水III

初沉出水IV

二沉出水II

二沉出水III

二沉出水IV#

浓缩池上清液

消化池

上清液

脱水机冲洗混合液*

BOD5(mg/L)

106~165

320~1420

130~162

108~149

126~153

8~15

9~15

10~13

600~3900

3160~5950

150~580

COD(mg/L)

220~360

708~2660

210~342

194~300

249~312

35~47

39~48

39~43

770~12500

1460~13500

295~1200

SS

(mg/L)

106~240

600~2570

80~147

91~152

119~253

10~17

8~18

10~17

2100~13100

1600~13500

430~1570

NH3-N(mg/L)

32~40

32~46

36~46

37~48

36~47

2~29

0.7~20

0.4~10

34~75

140~570

20~100

TN

(mg/L)

42~55

60~158

53~57

50~59

50~61

29~40

28~33

28~33

200~1150

530~1070

90~270

TP

(mg/L)

6~9

11~25

6~11

6.5~11

8~10

1.8~6

3.8~6.6

3.7~6.5

20~116

150~360

19~41

注:#:因实际运行调整,所有IV系列有关数据均为冬、春、夏三个季度测定数据(下同)。

*:脱水机冲洗混合液是指脱水滤液和滤布冲洗水的混合液。

表1给出2002年水质测定中主要参数、不同测点的各季平均值的变化范围。因为高碑店污水处理厂运行过程中存在固体内循环,故出现初沉池进水中各项水质指标远高于处理厂进水水质指标。分析表中数据可以发现,高碑店污水处理厂进水、浓缩池上清液和消化池上清液变化范围较大,进水水质夏季好于秋冬季,浓缩池上清液和消化池上清液的变化大的原因尚需进一步研究。但出水水质变化不大,三种不同的水处理工艺出水没有明显的差别。II系设有脱氮除磷的功能,但从测定结果看,其除磷效果只稍微优于III、IV系列,而脱氮效果还不如III系列。这主要是因为在测定其间II系列污泥系统的改造还没有完成,剩余污泥仍然是进入初沉池与初沉污泥一起进入浓缩池,使脱氮除磷的功能就没有很好地发挥出来。对高碑店污水处理厂进水及二沉出水中的主要重金属进行测定结果表明,除镉外其它主要重金属含量均能满足《农田灌溉水质标准》中的要求(表略)。

(2)污泥特性初步分析

高碑店污水处理厂混合污泥、二沉剩余污泥、消化污泥及泥饼含水率与其它污水处理厂没有大的差别(见表2)。初沉污泥有机份含量为45%~60%,剩余污泥有机份含量在50~70%。II系列剩余污泥中的TP略高于III、IV系列。

高碑店污水处理厂污泥有机物中的三项主要成分(脂肪、蛋白及碳水化合物)含量在表3中给出,表中的数据为2002年5、7、8、10、11月份测定的结果。从测定结果可看出,高碑店污水处理厂的污泥属于高碳水化合物、高蛋白、低脂肪的污泥,这种污泥产气率偏低。

混合污泥II

混合污泥III

混合污泥IV

剩余污泥II

剩余污泥III

剩余污泥IV

浓缩排泥

一消出泥

二消出泥

泥饼

NH3-N

(mg/L)

50~200

58~124

58~100

0.6~30

0.6~19

0.8~9

85~227

220~317

251~288

TN

(mg/L)

270~1330

280~1150

300~1210

131~505

124~305

133~266

400~1770

506~1170

437~1666

TP

(mg/L)

130~400

216~312

213~241

41~120

40~78

38~72

176~388

236~309

161~439

含水率

(%)

97~97.6

96.9~97.3

96.8~97.3

99.5~99.7

99.6~99.7

99.6~99.7

96.2~97.7

97.1~98.2

96.8~97.5

74~80

有机份

(%)

50~58

43~59

46~60

50~64

51~63

51~65

51~55

40~51

39.4~45.2

52~57

成分

初沉污泥

二沉剩余污泥

浓缩污泥

一消污泥

二消污泥

脂肪(%)

6.0~12.2

3.2~9.3

3.4~11.3

7.0~11.3

6.8~13.3

蛋白(%)

35.4~46.1

45.2~82.9

37.2~55.4

39.2~48.6

33.5~51.6

碳水化合物(%)

34.1~54.4

13.1~50.6

41.1~52.8

40~56.2

35.1~59.7

2002年对高碑店污水处理厂泥饼热值的测定结果为:浓缩污泥经脱水后热值为9.83~14.36MJ/kg,消化后污泥经脱水后泥饼热值为11.12MJ/kg,混合污泥(消化污泥与浓缩污泥混合)经脱水后泥饼热值为10.98~11.91MJ/kg。可见,泥饼的热值一般在10MJ/kg以上,是一般煤的燃烧热值(30MJ/kg)的1/3以上,如果将污泥混入煤中作为燃料燃烧将有较大的经济效益,同时也为城市大量的污泥处理提供了一种变废为宝的可行方法。

5小结

由于本课题目前正在进行中,测定数据还不全面,而且在2002年测定时,高碑店污水处理厂一期工程改造还未完成,因此,还需进一步测定数据。通过前一阶段的研究,初步得出如下结果:高碑店污水处理厂的污泥属于高碳水化合物、高蛋白、低脂肪的污泥,这种污泥产气率偏低。混合污泥有机份含量为45%~60%,剩余污泥有机份含量在50%~70%;泥饼的热值为9.83~14.36MJ/kg,是一般煤燃烧热值的1/3以上,可考虑将其混入煤中作为燃料使用。