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中小城市污水厂污泥处理技术研究

摘要:城市污水厂中的污泥所含有的病原体有很多种,而且这些病原体通常是由重金属有毒物质所产生的。要想能够使得这些病原体不会危害到人们的身体健康,就需要采取合理的处理处置技术来对城市污水厂污泥中所含有的病原体进行的防治处理。然而,目前在城市污水厂污泥处理中所能够应用的技术有很多种,如果胡乱应用这些技术,会使得城市污水厂的运作无法正常的进行。所以,就需要针对这些技术进行有效评估和选择,下面本文就针对城市污水厂污泥处理处置技术评估及工艺选择进行深入的探究。

关键词:城市污水厂;污泥;处理技术

中图分类号:X79 文献标识码:A

  随着我国污水处理技术的不断提高,在水质大大提高的今天,污泥的产生量也伴随着这种提高而成正比例不断增加,于是污泥处理问题逐渐走进人们的视野,成为人们日益关注的焦点。目前,我国的污泥处理水平还没有达到世界先进水平,污泥处理过程中还存在着负荷低、消化时间过长、投资费用居高不下、污泥处理不完全、运行管理机制不健全等问题,如何建立健全污泥消化处理系统,使其高效率、高质量的量化处理污泥,成为了目前的技术难题。

  1污泥的产生源及性质

  污水处理厂规模的统计如表1所示,由表1可以发现随着污水处理事业深入县城和建制镇,中小规模污水处理厂将占据多数。

表1污水处理厂规模统计

中小城市污水厂污泥处理技术研究

  与污水处理工艺密切相关,污泥中有机质含量在12.68%~78%,均值41.15%;氮含量最大7.77%,均值3.02%;磷含量最大5.21%,均值1.57%;钾含量最大2.97%,均值0.69%,普遍高于猪厩肥中相应营养物质的含量。我国城市污泥除含有各种营养成分外,还含有重金属污染物。我国城市污泥的重金属含量较高,Zn、Cu、Cd、Cr、Ni、Hg超过GB18918-2002标准限值要求,超标别为10%、8.6%、8%、1.2%、9.1%和9.8%。

  2污水厂污泥处理的阶段与工艺选择

  随着我国社会经济的发展和城镇化的快速发展,城镇污水厂的数量和规模不断增加,污水和污泥的产量急剧增加,到2020年污泥产量将突破6000万吨,若不对污泥进行妥善处理、处置,将会对环境和人类健康造成威胁。为此,污泥处理处置问题已成为目前污水处理厂所面临的重大挑战。因此,寻求城镇污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化的利用途径,已成为全球关注的环境保护问题。污泥处理处置可分为处理与处置两个阶段。包含污泥处理和污泥处置两层含义,污泥处理是指污泥经过单元工艺组合处理即浓缩、脱水、消化、发酵及热干化等工艺过程,达到“减量化、稳定化、无害化”目的的全过程。污泥处置是指对处理后污泥进行消纳的过程,在污泥处置过程中污泥将最终得以稳定,污泥处置包括土地利用、填埋、焚烧以及建材利用等不同方式。

  污泥处理工艺选择。中小城市污水处理工艺设计标准、规范不配套,我国现有建设标准最小规模,即第V类,在1×104m3/d~5×104m3/d,根据测算小城镇污水处理厂污泥量较小约为6t/d~30t/d(含水率80%)。小城镇污水处理厂由于占地面积、资金和人员技术水平的限制,不适宜建设复杂的污泥处置工艺。污泥卫生填埋工艺投资低、运行费用低,占地面积小,作为一种污泥过渡处理处置方式较为适合小城镇污水处理厂污泥处置。根据《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》规定,污泥在填埋场混合填埋污泥的含水率应该小于60%,如果作为覆盖土,污泥的含水率小于45%。因此为了进一步降低污泥中的含水率可采取措施将污泥深度脱水后进行填埋处置。

  3污水厂污泥处理技术

  3.1污泥焚烧

  污泥焚烧是指在空气供给过量的情况下,将污泥加热,并高温氧化、热解并彻底破坏其中有机物和病原体等物质的方式。目前使用最多的竖式多级焚烧炉、转筒式焚烧炉、流化焚烧炉等焚烧装置,都需要将污泥进行低水含量处理后再进性焚烧,在焚烧过程中,提高能源利用率,使整体水平呈现投资省、能耗低、效率高的趋势,研制出拥有自主知识产权、具备推广价值、减小投资、降低能源消耗的技术设备.加大对污泥处理技术的资金投入和人力投入,从国情出发,利用污泥与生活垃圾、煤混烧发电技术的有机结合,使技术水平得到提高。

  3.2污泥填埋

  污泥卫生填埋技术是在传统填埋的基础上经过科学选址和必要的场地防护处理,采用严格管理制度和操作方法的一种污泥处置工艺。该工艺的基本方法是将污泥经过简单的灭菌处理后倾倒于低地或谷地,它对前期的污泥处理程度要求较低,一般进行消化处理即可,目前国内污水处理厂大部分都将脱水污泥送至垃圾填埋场填埋。脱水污泥直接填埋由于含水率高,污泥的粘性大,可能造成各种压实设备无法工作,导致填埋场无法正常运营。污泥中所含的重金属、有机残余物等有毒有害物质会进入填埋场沥滤液,增加了沥滤液处理的负担,如果防渗技术不够,将导致潜在的土壤和地下水污染。该工艺无法做到减量化和物质的循环利用,污泥的填埋处置并不能最终避免环境污染,而只是延缓了污染产生的时间。

3.3污泥脱水技术

  污泥干化是实现污泥无害化、减量化、资源化处置的一种有效方式。太阳能干化作为污泥干化方式的一种,可利用太阳能来蒸发污泥中的水分,降低污泥含水率,达到有效利用污泥的目的。与污泥机械脱水工艺联合,能增强其干化效果,提高污泥的含水率。适用于中小型污水处理厂污泥处理工艺的升级改造。除太阳能干化技术外还有微波干化、热液干化、电渗析干化等技术,与这些技术相比,太阳能干化技术具有基建和运营费用低等优点,但是干化时间长、效率低,占地面积较大,制约着太阳能干化技术的应用。对于污泥干化技术的发展,将不同污泥干化技术联合使用,可更好地实现污泥干化,实现污泥的资源化利用,将微波干化、热液干化等技术与太阳能干化技术结合使用,不仅可以缩短干化时间,并且可以减少干化场占地面积。

  3.4污泥好氧消化

  2016年6月智能城市

  污泥好氧消化是指其因长时间的曝气作用,微生物因营养状况不良处于内源呼吸状态,消耗内在储存的物质以完成重要的生命活动,细胞物质合成的量远远低于矿化分解的量,从而达到污泥减量与稳定的效果。该法可认为是活性污泥法的继续。好氧消化法无臭稳定,降解程度高;但消化污泥量少,运行费用高,温度波动对降解程度影响较大,较污泥厌氧消化病原菌去除效果差。近年来,好氧消化工艺研究较多,如平板膜-污泥同时浓缩消化工艺(MSTD)由于膜的分离性能,使得污泥浓度维持较高,消化后上清液水质明显提高;高温自热好氧消化工艺(ATAD)使用微生物内源呼吸产生的热达到并能维持在55℃以上高温,反应时间缩短至约6d,且杀灭病原菌;缺氧/好氧消化工艺(A/AD)比传统的污泥消化工艺需氧量节省18%。

  3.5建材利用

  污水厂污泥中除了有机质外还含有20%~30%的无机物,其中主要是Si、Fe、Al和Ca等。很多成分与建筑材料常用的原料成分相同,可以分别利用污泥中的无机成分和有机成分作为建筑材料。目前,污泥的建材利用已经被普遍认为是一种可符合持续发展的污泥处置方式,它在日本以及欧美国家逐渐发展起来。其主要的具体利用形式为:污泥烧制陶粒、污泥制砖和制作水泥熟料。污泥建材利用在减量化、稳定化、无害化和能量回收与物质循环利用方面均优于其他方式,但该技术投资较高,必须与建材企业相结合,且项目所在地在此方面应有相应政策支持。

  随着国家对污泥处理处置的重视,污泥处理技术不断创新发展,实现污泥处理多元化,但各种处理工艺存在一定的优缺点,污水处理厂应结合不同的污水处理工艺,并在实际运用中考虑污泥处置的最终要求、实际能提供的设备、场地及投资各方面的因素,最终选择合适的污泥处理工艺。

  参考文献:

  [1]王学魁,赵斌,张爱群,沙作良.城市污水处理厂污泥处置的现状及研究进展[J].天津科技大学学报,2015,04:1-7.

  [2]童晶晶.城市污水厂污泥处理与处置技术的新思路探索[J].企业导报,2015,19:58-59.

  [3]王小千.城市污水厂污泥处理技术分析[J].资源节约与环保,2015,10:61.