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汙泥處理處置技術彙總

作者:卡卡  来源:www.nzpsy.cn  更新时间:2020-03-04 14:10:29  点击次数:

  汙泥處理處置技術彙總

  隨著我國城鎮化水平不斷提高,汙水處理設施建設得到了高速發展,據《中國汙泥處理處置深度調研與投資戰略規劃分析報告》統計我國城鎮汙水處理廠已經建有數千座,城市汙水處理能力已達到每天幾億噸,爲實現國家的減排目標和水環境改善,做出了巨大貢獻。但是汙水廠的建設及運行伴隨産生了大量剩余汙泥,以含水率80%計,全國年汙泥總産水量將很快突破6000萬噸,汙泥處理形勢十分嚴峻。

  由于我國汙水廠在建設過程中,長期以來“重水輕泥”,我國城鎮汙水處理廠基本實現了汙泥的初步減量化,但未實現汙泥的穩定化處理。據統計,約80%汙水廠建有汙泥的濃縮脫水設施,達到了一定程度的減量化;約有80%的汙泥未經穩定化處理,汙泥中含有惡臭物質、病原體、持久性有機物等汙染物從汙水轉移到陸地,導致汙染物進一步擴散,使得已經建成投運的大汙水處理設施的環境減排效益大打折扣。據統計,目前處置方式中,土地填埋占63.0%、汙泥好氧發酵+農用約占13.5%、汙泥自然幹化綜合利用占5.4%、汙泥焚燒占1.8%、汙泥露天堆放和外運各占1.8%和14.4%。事實上,土地填埋、露天堆放和外運的汙泥絕大部分屬于隨意處置,真正實現安全處置的比例不超過20%。

  制約汙泥處理處置設施建設的因素有很多,但國家汙泥處理處置總體技術路線不夠明確是重要制約因素之一。爲緩解汙泥産量和汙泥處理能力滯後的矛盾,我國近年出台了一系列政策、規劃。目前,我國汙泥處理的技術路線和産業政策正逐步得以明晰,産業化和市場化即將啓動。與此同時,汙泥處置將越來越受到重視,汙泥處置的技術、政策及運作方式在不久的未來將所有突破。據預測,“十二五”期間汙泥處理處置投資將達600億元,比“十一五”翻了近一番。汙泥處理處置行業在政策推動下有望進入快速增長階段。

  原汙泥(rawsludge):未經汙泥處理的初沈澱汙泥。二沈剩余汙泥或兩者的混合汙泥。

  初沈汙泥(primarysludge):從初沈澱池排出的沈澱物。

  二沈汙泥(secondeysludge):從二次沈澱池(或沈澱區)排出的沈澱物。

  活性汙泥(activatedsludge):曝氣池中繁殖的含有各種好氧微生物群體的絮狀體。

  消化汙泥(digestedsludge):經過好氧消化或厭氧消化的汙泥,所含有機物質濃度有一定程度的降低,並趨于穩定。

  回流汙泥(returnedsludge):由二次沈澱(或沈澱區)分離出來,回流到曝氣池的活性汙泥。

  剩余汙泥(excessactivatedsludge):活性汙泥系統中從二次沈澱池(或沈澱區)排出系統外的活性汙泥。

  汙泥氣(sludgegas):在汙泥厭氧消化時,有物分解所産生的氣體,主要成分爲甲烷和二氧化碳,並有少量的氫、氮和硫化氫。俗稱沼氣。

  汙泥消化(sludgedigestion):在氧或無氧的條件下,利用微生物的作用,使汙泥中的有機物轉化爲較穩定物質的過程。

  好氧消化(aerobicsigestion):汙泥經過較長時間的曝氣,其中一部分有機物由好氧微生物進行降解和穩定的過程。

  厭氧消化(anaerobicdigestion):在無氧條件下,汙泥中的有機物由厭氧微生物進行降解和穩定的過程。

  中溫消化(mesophilicdigestion):汙泥在溫度爲33-53℃時進行的厭氧消化工藝。

  高溫消化(thermophilicdigestion):汙泥在溫度爲53-330℃進行的厭氧消化工藝。

  汙泥濃縮(sludgethickening):采用重力或氣浮法降低汙泥含水量,使汙泥稠化的過程。

  汙泥淘洗(elutriationofsludge):改善汙泥脫水性能的一種汙泥預處理方法。用清水或廢水淘洗汙泥,降低消化汙泥堿度,節省汙泥處理投藥量,提高汙泥過濾脫水效率。

  汙泥脫水(sludgedewatering):對濃縮汙泥進一步去除一部分含水量的過程,一般指機械脫水。

  汙泥真空過濾(sludgevacuumfiltration):利用真空使過濾介質一側減壓,造成介質兩側壓差,將汙泥水強制濾過介質的汙泥脫水方法。

  汙泥壓濾(sludgepressurefiltration):采用正壓過濾,使汙泥水強制濾過介質的汙泥脫水方法。

  汙泥幹化(sludgedrying):通過滲濾或蒸發等作用,從汙泥中去除大部分含水量的過程,一般指采用汙泥幹化場(床)等自蒸發設施或采用蒸汽、煙氣、熱油等熱源的幹化設施。

  汙泥焚燒(sludgeincineration):汙泥處置的一種工藝。它利用焚燒爐將脫水汙泥加溫幹燥,再用高溫氧化汙泥中的有機物,使汙泥成爲少量灰燼。

  汙泥處理前,首先要了解汙泥的分類,才能確定汙泥處理的方法:

  ⒈自來水廠沈澱池或濃縮池排出的物化汙泥處理

  汙泥分類:屬中細粒度有機與無機混合汙泥,可壓縮性能和脫水性能一般。

  ⒉生活汙水廠二沈池排出的剩余活性汙泥處理

  汙泥分類:屬親水性、微細粒度有機汙泥,可壓縮性能差,脫水性能差。

  ⒊工業廢水處理産生的經濃縮池排出的物化和生化混合汙泥處理

  汙泥分類:屬中細粒度混合汙泥,含纖維體的脫水性能較好,其余可壓縮性能和脫水性能一般。

  ⒋工業廢水處理産生的經濃縮池排出的物理法和化學法産生的物化細粒度汙泥處理

  汙泥分類:屬細粒度無機汙泥,可壓縮性能和脫水性能一般。

  ⒌工業廢水處理産生的物化沈澱粗粒度汙泥處理。

  汙泥分類:屬粗粒度疏水性無機汙泥,可壓縮性能和脫水性能很好。

  ⒈汙泥處理利用的一般技術

  ⑴汙泥的堆肥化處理技術

  ⑵汙泥的建材化技術

  ⑶汙泥的燃料化技術

  ⑷汙泥的厭氧消化(制沼氣)技術

  ⒉太陽能汙泥幹化技術

  ⒊汙泥的電離輻射處理技術

  ⒋微波技術在汙泥處理中的應用

  ⑴微波輻照汙泥處理技術

  ⑵微波化學分析技術

  ⒌超聲波處理汙泥技術

  ⒍重金屬的生物有效性及植物脫除技術

  ⒎汙泥的微生物處理技術

  ⑴微生物淋濾技術

  ⑵微生物吸附處理法

  ⑶微生物脫臭技術

  ⒏新興汙泥熱化學處理技術

  ⑴濕式氧化技術

  ⑵活性汙泥作黏結劑

  ⑶剩余汙泥制可降解塑料

  ⑷汙泥制活性炭

  ⑸O3/H2O2氧化技術

  ⑹UV/O3氧化技術

  ⑺UV/H2O2氧化工藝

  ⑻其他熱化學處理技術簡介

  衛生填埋

  這種處置方法簡單、易行、成本低,汙泥又不需要高度脫水,適應性強。但是汙泥填埋也存在一些問題,尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴重汙染的液體,如果填埋場選址或運行不當會汙染地下水環境。填埋場産生的氣體主要是甲烷,若不采取適當措施會引起爆炸和燃燒。

  土地利用

  汙泥土地直接利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可轉化成土壤改良劑成分等優點,被認爲是最有發展潛力的一種處置方式,科學合理的土地利用,可減少汙泥帶來的負面效應。林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的汙染而成爲汙泥土地利用的有效方式。汙泥用于嚴重擾動的土地(如礦場土地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區等需要複墾的土地)的修複與重建,減少了汙泥對人類生活的潛在威脅,既處置了汙泥又恢複了生態環境。

  焚燒

  濕汙泥幹化後再直接焚燒應用得較爲普遍,沒有經過幹化的汙泥直接進行焚燒不僅十分困難,而且在能耗上也是極不經濟的。

  以焚燒爲核心的汙泥處理方法是最徹底的汙泥處理方法之一,它能使有機物全部碳化,殺死病原體,可最大限度地減少汙泥體積;但是其缺點在于處理設施投資大,處理費用高,設備維護成本高,而且産生強致癌物質二惡英。

  汙泥幹燥

  汙泥幹燥是应用人工热源以工业化设备对污泥进行深度脱水的处理方法,尽管污泥干燥的直接结果是污泥含水率的下降(脱水),但与机械脱水相比,其应用目的与效果均有很大的不同。

  汙泥機械脫水(也包括汙泥濃縮),其應用的目的以減少汙泥處理的體積爲主(汙泥濃縮和機械脫水通常均可使汙泥體積減少4倍左右),但脫水汙泥餅除了含水率和相關的物理性質,如流動性與原狀汙泥有差異外,其化學、生物等方面性質並不因脫水而産生變化。

  汙泥幹燥则由于提高水分蒸发强度的要求,使用人工热源,其操作温度(对污泥颗粒而言)通常大于100℃,干燥对污泥的处理效应,不仅是深度脱水,还具有热处理的效应;加之,污泥干燥处理的产物,其含水率可控制在20%以下,即达到抑制污泥中的微生物活动的水平,因此污泥干燥处理可同时改变污泥的物理、化学和生物特性。

  新技術

  隨著環保力度的加強和人們對已有汙泥處理處置技術局限性的進一步認識,世界各國都在投入重金研發新技術,爭取找到更經濟、更合理的汙泥處理方案。

  免費處理

  該技術創新采用汙泥洗滌工藝,首先洗出汙泥中有機物質,分離無機物質汙泥土,再將有機汙泥濃縮進行高溫厭氧消化處理。沈澱汙泥經過洗滌洗出汙泥中一半固體無機汙泥土,減少了一半生物處理量,節省工程投資和處理費用;單獨處理有機汙泥,去除了無機汙泥土在反應器中的沈澱,減少了設備磨損和反應器的維護;沈澱汙泥經過洗滌洗出汙泥中大部分容易沈澱的重金屬和無機汙泥土,提高了有機肥的品質;洗滌出的汙泥土還可生産路面彩磚、透水磚。其他創新工藝:超高溫厭氧消化、多級厭氧消化、沼渣漂浮等,汙泥生物處理速度提高了幾倍和沼氣産量提高20%以上。

  沈澱汙泥生物處理系統,工程設計創新采用地埋式、緊密型、多級消化反應器設計,幾個獨立的厭氧消化反應器你中有我我中有你渾然一體,節省建築材料,采用混凝土結構造價低廉。前國內外現有的厭氧消化反應器普遍采用地上式結構,地上式結構能使配備設備便于維護和有利沼渣排放預防沼渣沈澱。該生物處理系統工程設計很好地解決了配套設備的維護和沼渣沈澱,系統配備設備少,只需要幾台水泵,就是水泵壞了更換一台用不完20分鍾,保證設備檢修不停産;沈澱汙泥經過洗滌去除了容易沈澱的無機汙泥土,有機汙泥經吹浮系統作用全部漂浮不會沈澱。地埋式厭氧消化反應器不僅投資少、不占用土地,而且還能防地震、防雷擊和使用壽命長、減少消化系統的熱量損失。

  汙泥發酵有機肥

  傳統汙泥處理方法有3種:焚燒、填埋和資源化利用。國外多采用焚燒工藝,但投資巨大,易造成大氣汙染;國內多采用填埋,但需要占用大量的土地,同時會造成環境的二次汙染;國內上海等大中城市土地再生資源很少,難以長期采用此方式。陳立僑介紹說,用微生物處理汙泥前景廣闊。經汙水處理廠現場試驗和實際應用,每處理1噸汙泥可獲得150元左右的經濟效益。上海市每年排放汙泥約140萬噸,如果有20%的汙泥用微生物好氧發酵處理,直接經濟效益約爲4200萬元。此外,利用微生物好氧發酵,還能消除汙泥的惡臭,有效控制汙泥的二次汙染,環境效益同樣顯著。

  將汙泥發酵成有機肥,如再加入部分牛糞等,就會發酵成優質的有機肥,具體操作方法如下:

  1、加菌。需按重量比加30-50%左右的牛糞,或稭稈粉、蘑菇渣、花生殼粉、或稻殼、鋸末等有機物料以便調節通氣性。其中如果加入的是稻殼、鋸末,因其纖維素木質素較高,應延長發酵時間。菌種稀釋:每公斤發酵劑加5-10公斤米糠(或麸皮、玉米粉等替代物)拌勻稀釋後再均勻撒入物料堆,使用效果會更佳。

  2、建堆:備料後邊撒菌邊建堆,堆高與體積不能太矮太小,要求:堆高1.5-2米,寬2米,長度2-4米

  2、拌勻通氣。發酵劑是需要好(耗)氧發酵,故應加大供氧措施,做到拌勻、勤翻、通氣爲宜。否則會導致厭氧發酵而産生臭味,影響效果。

  4、水分。發酵物料的水分應控制在60~65%。水分判斷:手緊抓一把物料,指縫見水印但不滴水,落地即散爲宜。水少發酵慢,水多通氣差,還會導致“腐敗菌”工作而産生臭味。

  5、溫度。啓動溫度應在15℃以上較好(四季可作業,不受季節影響,冬天盡量在室內或大棚內發酵),發酵升溫控制在70-75℃以下爲宜。

  6、完成。第2-3天溫度達65℃以上時應翻倒,一般一周內可發酵完成,物料呈黑褐色,溫度開始降至常溫,表明發酵完成。如鋸末、木屑、稻殼類輔料過多時,應延長發酵時間,待充分腐熟。


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