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污泥处理处置方法,你知多少?

环保零距离2018-08-10 17:22:05

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典型污泥处理工艺流程

      典型的污泥处理工艺流程,包括四个处理或处置阶段。第一阶段为污泥浓缩,主要目的是使污泥初步减容,缩小后续处理构筑物的容积或设备容量;第二阶段为污泥消化,使污泥中的有机物分解;第三阶段为污泥脱水,使污泥进一步减容;第四阶段为污泥处置,采用某种途径将最终的污泥予以消纳。以上各阶段产生的清液或滤液中仍含有大量的污染物质,因而应送回到污水处理系统中加以处理。以上典型污泥处理工艺流程,可使污泥经处理后,实现“四化”:

传统活性污泥法

(1)减量化:由于污泥含水量很高,体积很大,且呈流动性。经以上流程处理之后,污泥体积减至原来的十几分之一,且由液态转化成固态,便于运输和消纳。

(2)稳定化:污泥中有机物含量很高,极易腐败并产生恶臭。经以上流程中消化阶段的处理以后,易腐败的部分有机物被分解转化,不易腐败,恶臭大大降低,方便运输及处置。

(3)无害化:污泥中,尤其是初沉污泥中,含有大量病原菌、寄生虫卵及病毒,易造成传染病大面积传播。经过以上流程中的消化阶段,可以杀灭大部分的姻虫卵、病原菌和病毒,大大提高污泥的卫生指标。

(4)资源化:污泥是一种资源,其中含有很多热量,其热值在10000~15000kJ/kg(干泥)之间,高于煤和焦炭。另外,污泥中还含有丰富的氮磷钾,是具有较高肥效的有机肥料。通过以上流程中的消化阶段,可以将有机物转化成沼气,使其中的热量得以利用,同时还可进一步提高其肥效。污泥浓缩常采用的工艺有重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩等。污泥消化可分成厌氧消化和好氧消化两大类。污泥脱水可分为自然干化和机械脱水两大类。常用的机械脱水工艺有带式压滤脱水、离心脱水等。污泥处置的途径很多,主要有农林使用、卫生填埋、焚烧和生产建筑材料等。

ESP污泥稳定化处理处置工艺

——浅谈城市污水处理厂污泥处理方法

水资源一直伴随着人类的生存和发展,展望未来,水资源对全球的环境和发展的影响与日剧增,而水污染状况日益,威胁着社会的可持续发展,进而威胁着人类的生存。根据《2008年中国环境状况公报》,全国废水排放总量为537.0亿吨。随着污水处理厂的增加和污水处理率的大幅度提高,污泥的产生量也将大幅度提高,污水处理厂产生的污泥量大约为处理水体积的0.15%一1%。每年排放的污泥量(干重)大约为900万吨,占我国总固体废物的3.2%,且年增长率大于10%。由于污泥的含水率很高,容积很大,给堆放、运输、储存、利用等带来很多麻烦,需要建设大量的污泥处理设施,污泥的处置也成为一个必须解决的问题。

1.城市污泥主要来源

    城市污泥(简称污泥)是城市污水净化过程中产生的生物质垃圾,其性状通常介于液体和固体之间。城市污泥主要来源于市政污水处理厂,主要在以下几个方面:

(1)污水处理过程中,从废水中直接分离出来的,包括污水流经的沉沙池的沉沙、隔油池和汽浮池的浮渣、初次沉淀池的沉淀物。

(2)污水处理过程中,从废水中产生的,比如在酸性废水中加石灰石中和所产生的沉淀物,在废水混凝处理过程中产生的沉淀物,废水生物处理产生的剩余污泥。

2.污泥的成分及危害

     污泥中既含有丰富的有机物和N、P、K等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素Ca、Mg、Zn、cu、Fe等,也含有大量的病原菌、寄生虫、致病微生物、重金属和二恶英、放射性核素等难以降解的有毒有害物质。污泥本身是有气味的,如果处理不当可释放出难闻的臭气和其他有害污染物,因此,臭气的控制是污泥处理和管理中必须重视的问题之一。

近年来,随着我国城镇污水处理量的迅速增长,城市污泥产生量的大幅增加,由于污泥含水率高、体积大,给堆放和运输带来困难。让人触目惊心的是,现有城市污泥处理方式已造成较大的环境污染威胁。城市污泥处理仍主要处于低档次的简易填埋处理,甚至违法倾倒,仅小部分做到资源化利用。[3]多数城市污泥填埋处理采取运往城市垃圾填埋场简易填埋的方式,由于污泥没有作稳定化处理,造成垃圾填埋场污染加重,也严重影响了城市垃圾卫生填埋作业和城市垃圾填埋场使用年限等。污泥处理严重滞后于城镇污水处理,影响了生态环境建设和城镇化发展。

3.城市污泥处理方法

污泥的产量巨大,其本身又含有众多的有机污染物,若不加以合适有效的处理处置,必将对整个生态环境造成恶劣的影响。污泥含水率很高,体积庞大,因而污泥在处置或利用前一般都要经过处理,处理方法通常有浓缩、消化、调质和脱水、加热干燥热处理以及热化学处理等。污泥处理的一般流程是:原污泥→浓缩→消化→脱水→卫生填埋或焚烧等。

我国污泥处理处置常用的方法有以下几种:
1、污泥高温堆肥


堆肥化是利用自然界广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物,有控制地促进固废中可生物降解的有机物向稳定的类腐殖质生化转化的微生物学过程。堆肥化有以下作用:消除臭味,杀死病原茵和寄生虫卵;降解大多数毒性有机物;固化和钝化重金属;改善物理性状,降低含水率(可低于40%),堆肥可作为商品出售。

目前,堆肥工艺有多种分类方式。根据物料的状态,可分为静态和动态两种。根据微生物的生长环境,堆肥化可分为好氧和厌氧两种。根据堆肥过程的机械化程度,可分为露天堆肥法和快速堆肥法两种。根据堆肥化技术的复杂程度,堆肥系统又可分为条垛式、强制通风静态垛式和反应器系统。堆肥化过程常分为三个阶段。第一阶段是中温阶段,第二阶段是高温阶段,第三阶段是腐熟阶段。中温阶段结束的标志是堆温升至45℃,高温阶段耗氧速率高、温度高、挥发性有机物降解速率高、臭味很浓;腐熟阶段则温度低、耗氧速率低、空隙率增大、腐殖质增多且稳定化。好氧堆肥无害化要保证堆层温度在55℃以上保持5一7天,以达到杀灭蛔虫卵和大肠杆菌的要求。堆肥化工艺过程主要包括前处理、主发酵(一次发酵)、后发酵(二次发酵)、后处理、贮存等环节。污泥在堆制过程中和结束后会产生臭味,主要有氨、硫化氢、甲基硫醇、有机胺等,必须进行脱臭处理。去除臭气的方法主要有化学除臭剂、碱水和水溶液过滤,熟堆肥或活性炭、木炭、沸石、硅藻土等吸附剂过滤。污泥高温堆肥缺点:堆肥肥份低,产品不畅销,减量化效果不高,需较大的堆存场地和较高的运输费用,有臭味等,污泥中的重金属元素会造成土壤污染,影响农作物生长,危害人体健康。

2、污泥卫生填埋处理


卫生填埋场

将市政污泥经脱水、干化处理后运往垃圾卫生填埋场,处理迅速、成本低,能满足城市污水厂污泥外运处置的需要。但污泥卫生填埋对填埋场建造的要求高,须选择渗透系数低且地下水位不高的区域建填埋场,填坑需铺设防渗性能好的材料(高密度聚乙烯防渗透层),并且还应配套渗滤液收集和处理装置,防止地下水和土壤受到污染。填埋目前仍然是我国污泥处置的重要方法之一,但是从远看,常规填埋是一种不可循环的最终处置方式,需要大面积的土地,其应用比例将会逐渐减少。美国污泥填埋的比例也正逐步下降,许多地区甚至己经禁止污泥土地填埋。

3、污泥焚烧处理

污泥焚烧的处理法是最彻底的方法,是将污泥脱水焚烧或脱水干化再焚烧,如果城市远离垃圾填埋场,污泥焚烧处理是经济有效的。城市污泥中含有大量有机物,发热量高,可以迅速且较大程度的使污泥减量化,但我国污泥焚烧技术还在尝试阶段,主要是污泥焚烧厂的建设投资太大,运行费用高、管理水平和设备维修要求高。而且焚烧所产生的烟尘如果没有得到很好的净化会污染大气,造成严重的大气污染。


此外,污泥还可以用来做建筑材料,如制砖和纤维板材,污泥焚烧灰制砖是将污泥加热到1300^1500℃,使其中的有机物燃烧,回收利用其中的焚烧残留物质。污泥焚烧灰的化学成分与制砖粘土的化学成分是比较接近的,利用污泥焚烧灰制砖,制坯时加入适量的粘土与硅砂,研制出的优质人造空心砖与传统的粘土实心砖相比,具有轻质、高强度、保温隔热、抗震等功能。不但可以减少填埋场所占用的土地,还可以减少自然资源的消耗。也可以用于农田林地,增加土壤的肥效,但要注意污泥中重金属对土壤、农作物、水体的污染以及病原体的污染。


污泥焚烧方法有完全燃烧法和不完全燃烧法两种。

完全燃烧法能将污泥中的水分和有机杂质全部去除,杀灭一切病原体,并能最大限度地降低污泥体积。

焚烧污泥的装置有多种型式,如竖式多级焚烧炉、转筒式焚烧炉、流化焚烧炉、喷雾焚烧炉。目前使用较多的是竖式多级焚烧炉。炉内沿垂直方向分4~12级,每级都装水平圆板作为多层炉床,炉床上方有能转动的搅拌叶片,每分钟转动0.5~4周。污泥从炉上方投入,在上层床面上,经搅拌叶片搅动依次落到下一级床面上。通常上层炉温约300~550℃,污泥得到进一步的脱水干燥;然后到炉的中间部分,在炉内750~1000℃温度下焚烧;在炉的底层炉温约220~330℃,用空气冷却。燃烧产生的气体进入气体净化器净化,以防止污染大气。这种焚烧炉多安装在大城市的。

近年来发展了高温分解法。污泥在缺氧条件下,加热到370~870℃,有机物质遇热分解为气态物质、油状液态物质和残渣。气态物质有甲烷、一氧化碳、二氧化碳和氢等,液态物质有乙酸化合物和甲醇类等,固态残渣最后成为含碳2~15%的灰分。分解时间约25分钟。

不完全燃烧法利用水中有机杂质在高压、高温下可被氧化的性质,在装置内的适宜条件下,去除污泥中有机物,通常又称湿式氧化、湿法燃烧。这种方法除适用于处理含大量有机物的污泥外,也适用于处理高浓度的有机废水。

未经干化的污泥含有大量水分,在常压下温度只能升到100℃,加压则可获得氧化所需要的温度,加压又能降低有机物的氧化温度。例如在压力100千克力/厘米左右,温度250~300℃湿烧一小时的条件下,处理城市污水所产生的污泥,(COD)去除率为70~80%,不溶性挥发固体去除率为80~90%。

这种方法的优点是可以不经等过程就能有效地处理湿污泥或高浓度有机废水,耗热量小;处理后污泥残渣的脱水性能好,一般可不加混凝剂即可进行真空过滤,而滤渣含水率仅为50%左右;又因处理是在密闭的容器中进行的,基本上不产生臭味、粉尘和煤烟;处理后的残余物中的病原体已经杀灭;分离水易于生物处理。


污泥流化床焚烧数值模拟

焚烧后余灰可作为资源重复利用。如果仍含有重金属离子等有毒物质,还须做最终处理,深埋或投弃海洋。

焚烧法所需设备庞大,基建投资大,管理要求高。

(1)、进泥含水率:当为初次污泥时,其含水率一般为95%-97%;当为剩余活性污泥时,其含水率一般为99.2%-99.6%。

(2)、污泥固体负荷:当为初次污泥时,污泥固体负荷宜采用80-120Kg/(m2.d);当为剩余法泥时,污泥固体负荷宜采用30-60Kg/(m2.d)。

(3)、浓缩后污泥含水率:由曝气池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率,当采用99.2%-99.6%时,浓缩后污泥含水率宜为97%-98%。

(4)、浓缩时间不宜小于12h;但也不要超过24h。

(5)、有效水深一般宜为4m,最低不小于3m。

(6)、污泥室容积和排泥时间,应根据排泥方法和两次排泥间时间而定,当采用定期排泥时,两次排泥间一般可采用8h。

(7)、集泥设施:辐流式污泥浓缩池的集泥装置,当采用吸泥机时,池底坡度可采用0.003;当采用刮泥机时,不宜小于0.01。不设刮泥设备时,池底一般设有泥斗。其泥斗与水平面的倾角,应不小于50度。刮泥机的回转速度为0.75-4r/h,吸泥机的回转速度为1r/h,其外缘线速度一般宜为1-2m/min。同时在刮泥机上可安设栅条,以便提高浓缩效果,在水面设除浮渣装置。

(8)、构造及附属设施

一般采用水密性钢肋混凝土建造。设污泥投入管、排泥管、排上清液管,排泥管最小管径采用150mm,一般采用铸铁管。

(9)、竖流式浓缩池:当浓缩池较小时,可采用竖流式浓缩池,一般不设刮泥机,污泥室的截锥体斜壁与水平面所形成的角度,应不小于50°,中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行设计。

(10)、上清液:浓缩池的上清液,应重新回到初沉池前进行处理。其数量和有机物含量参与全厂的物料平衡计算。

(11)、二次污染:污泥浓缩池一般均散发臭气,必须时应考虑防臭或脱臭措施。臭气控制可以从以下三方面着手,即封闭、吸收和掩撇。所谓封闭,是指用盖子或其它设备封住臭气发生源;所谓吸收,是指用化学药剂来氧化或净化臭气;所谓掩蔽,是指采用掩蔽剂使臭气暂时不向外扩散。

来源|东方环境


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