探究城市污水处理厂污泥处理处置的有效途径和技术方法
【www.szxqccs.com南京纯水设备】城市污水处理厂污泥中含有大量有机物、重金属和病菌元等,直接排放将给环境造成严重的污染。如果对污泥进行有效的处理,可以将污泥用于农田施肥、土壤改良和制砖等,若大量污泥得不到科学、合理处置,将造成严重的环境二次污染问题。因此加强污泥稳定化、减量化和无害化等有效处理,进行合理处置的意义重大。
近年来,随着我国污水处理能力的快速增长,污泥产量也同步大幅增加。据统计,2016年全国污泥处理能力约为1300万吨,而污泥达标处置率仅达到33%,有67%的污泥没有得到合理处置。如何提高污泥处理效率和降低成本,合理处置污泥,是当下城市污水处理厂普遍面临的难题。南京纯水设备
1污泥特性
污泥特性的表征指标包括有毒有害物质、脱水性能、挥发性固体、水含量和固体含量以及化学动力学特性。有毒有害物质是指污泥中含有的细菌、病毒和寄生虫卵,在施用前必须经过处理。水含量是污泥中水含量的体积分数,污泥是一种高水分物质,根据其存在形态可分为四类:
1)自由水。不与污泥颗粒直接结合,占污泥总水分的70%;2)毛细水。存在于污泥颗粒间隙,约占20%;3)表面吸附水。吸附在污泥颗粒表面,约占7%;4)内水。污泥颗粒或微生物细胞中水含量,占3%。四种水与污泥颗粒之间的粘结强度顺序为自由水、毛细水、表面吸附水和内水,这也是污泥脱水的难易顺序。一般来说,我国城市污泥脱水后的含水量较高(约75%),挥发性物质含量较低(约50%),国外数据一般为70%。一般来说,污泥含水量大于85%,呈流态化,含水量在65%-85%,污泥呈塑性,含水量小于65%,污泥为固体。南京实验室纯水设备
污泥脱水性能通常由污泥过滤比阻rSRF和毛细管吸水时间cst来评价,rSRF越高,脱水性能越差。污泥脱水性能不仅与污泥的性质、调理方法和条件有关,还与脱水机械的种类有关。污泥脱水前的强化处理改变了污泥颗粒的理化性质,破坏了其胶体结构,降低了其与水的亲和力,改善了脱水性能,这个过程称为污泥调理。污泥化学动力学是表征污泥能量利用价值和焚烧特性的重要指标。污泥的组成分析、热值、可燃性和焚烧特性表明污泥的利用价值,是污泥资源化的基础。
2 国内污泥处理处置现状
我国污泥处理技术目前还处在起步阶段,城镇化快速发展,城市人口的增多,导致城市污水排放量不断增加,由此产生的污泥数量也不断上增。目前我国常用的污泥处理技术包括污泥浓缩、污泥脱水等方式,进而达到农业利用、制作建筑材料、园林绿化及填埋等处置标准要求。按照“十二五”我国城镇污水处理以及再生利用设施建设规划,2015年我国的直辖市、省会城市和计划单列市污泥无害化处理达到80%以上。但是受到技术、资金等方面的限制,我国大部分城市的污泥没有得到有效的处理,而是直接排放到环境中,对周围的环境带来重大污染。目前污泥处理的技术难题主要在于含水率太高,污泥含水率从95%降低到80%,则污泥的体积减少75%,含水率从80%降低到50%,则污泥的体积缩小50%。污泥的含水率越高,则热值越低,只有当含水率降低到50%以下,达到5052.2kJ/kg的热值才能焚烧。通过机械脱水含水率只能降低到80%,想要达到焚烧、填埋要求则需要将污泥的含水量降低到50%,所以需要研发将污泥的含水量降低到50%以下的技术。然而在处理污泥过程中,由于污泥中含有大量的微生物细胞以及胶体物质,这些物质机械脱水和生物降解都有一定的难度。传统的污泥消化的进泥浓度只有2%-4%,反应容器比较小,无法对污泥进行有效的消化,因而进一步增加了污泥处理难度。南京纯水设备
3 城市污水处理厂污泥处理处置的有效途径和技术方法
3.1 污泥处理
城市污水处理厂主要处理工业废水和居民用水。因此,污水中往往伴随有毒有害物质,重金属含量较高。在污水处理过程中,许多有毒有害物质沉淀成为污泥的一部分,因此,在处理和处置这些污泥时,必须考虑污泥的来源和组成。目前,污泥处理技术包括浓缩(重力浓缩和机械浓缩)和脱水(自然干化、热干化和机械脱水),在一线城市的污泥处理中,采用溶解法处理污泥。该工艺主要通过高温分解污泥,高温分解后,工业金属与污泥中的化合物反应实现汽提,回收污泥中金属资源。
3.2 污泥处置
资源化利用是污泥处理处置需要达到的重要目标。污泥资源的利用体现在污泥处置过程中对污泥中所含的有机质、养分和能量的充分利用。污泥资源的利用包括土地利用、土壤改良以及通过焚烧等技术从污泥中回收能量。南京实验室纯水设备
3.2.1炭化利用
炭化以后的污泥可以作为吸附材料和除臭,污泥活性炭在处理工业有机废水,吸收污水中的氮氧化物,比商品活性炭效果更好,在除臭方面也远远超过硫化氢和甲基硫醇等物质。由于碳化污泥的热值比较高,吸收太阳光热量效果比较好,所以还可以作为融雪剂使用。碳化后的污泥还可以用于园林绿化施工中,改良土壤的性质,提高土壤的透水性和透气性。此外,工业产值比较高的污泥炭化以后,还可以作为生物质原料用于热电厂助燃料。
3.2.2污泥堆肥
常见的污泥堆肥处置工艺是好氧堆肥。好氧堆肥是在氧气比较充足的情况下,好氧菌对废弃物进行吸收、氧化以及分解。好氧微生物将一部分吸收的有机物氧化为无机物,并释放微生物所需的能量,另外部分有机物合成新的细胞结构,让微生物不断繁殖,繁殖出更多的新细胞质。这种处理工艺可以大限度杀死污泥中的有害原菌,加速有机物的降解速度,减少臭氧发生量。好氧堆肥工艺流程为:预处理—次发酵—二次发酵—后处理—存储。
3.2.3生物利用
根据对污泥的成分进行分析,发现其中含有大量的有机物,包括碳、硫、氢、氧等化学元素,根据污泥这一特性,可以尝试采用生物处理技术。这种处理技术主要是通过微生物进行代谢作用,借助微生物酶、菌群等对污泥中的有机物质进行消化分解,在这一分解过程中,又分为有氧处理和无氧处理。其中有氧处理技术是将相关的微生物注入污泥之中,并将污泥置于室外露天的环境中进行平摊,使其获得足够的氧气,以此来刺激微生物和菌群的活性,加速污泥的处理。进行有氧处理处置后的污泥肥分比较高,具有很大的回收价值,但是相对来说处理的成本也比较高。无氧处理是通过在无氧的状态下将微生物和菌群放入污泥中,使其对污泥中的有机物进行消化分解,最终将污泥分解成无机物和气体,处理后的污泥体积明显变小,且经过无氧处理的污泥容易脱水,性质比较稳定。此外,这种污泥处理处置技术的成本相对较低,因此在城市污水处理厂的污泥处理处置中应用也比较广泛。南京纯水设备
污泥处理处置需考虑产业结构、土地资源、城市化程度等因地制宜地采取合适的技术路线,要尽可能避免二次污染,变废为宝,实现污泥价值的提升,实现循环再利用。
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