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污泥处理处置技术现状分析及发展趋势

2018-12-10 15:57:06来源:防护工程浏览:评论:0

  自上世纪末国内第一座污水处理厂污泥消化池落成以来,由于环保和城市用水的需要,污泥消化池的建设数量急剧增多。但是,国内建设的污泥消化处理系统运转的技术水平至今仍然相对较低,这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步重视研究。基于此,本文将着重分析探讨我国污泥处理处置技术现状及发展,以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

  1、我国污泥处理处置技术现状

  1.1填埋处置

  将需填埋的污泥,采用高干度离心脱水后,将其含水率降至约65%左右,此时,可按约为5kg/tDS的比例投加絮凝剂的用量;需填埋处置的污泥通过离心脱水后,将其含水率降至80%左右,此时,可按约为2.5kg/tDS的比例投加絮凝剂的用量。

  1.2污泥焚烧处置

  通常,采用污泥焚烧处理工艺时,需处理的污泥必须经离心脱水后,含水率降为80%左右,按照2.5kg/tDS的比例投加絮凝剂量用量,污泥经焚烧后,残余灰分量约为污泥干重的1/3;焚烧烟气处理需消耗约37kg/tDS的NaOH量(NaOH价格约为3450元/t)。在此过程中,污泥运输费用按照0.75元/(t·km),运输距离为40km进行计算,运输费用为30元/t。污泥所需填埋费用,参照城市生活垃圾填埋运行费用约15元/t计算。各处理流程的耗电量约为:浓缩25kW·h/tDS,脱水75kW·h/tDS,消化150kW·h/tDS,焚烧200kW·h/tDS,电费约为0.7元/(kW·h)。

  根据上述计算结果,污泥干固体处理总成本约为800元/t,以1×104t的污水产生2.0t的污泥计算,1t污水的污泥处理成本,大约为0.16元/t。按照国内大型污水处理厂污水处理部分成本0.3~0.45元/t计算,约占处理成本的35%~50%。将该数据与发达国家相比,测算结果相差不大。

  1.3污泥脱水

  目前国内城市污水处理厂常用的污泥脱水方式为机械脱水,常用的机械脱水设备有真空过滤机、离心脱水机、板框压滤机及带式压榨过滤机。使用最广泛的带式脱水机和离心脱水机,处理后的污泥含水率一般只能达到78%左右。污泥经过化学药剂调理后再通过板框压滤机处理,泥饼的含水率下限可达到60%以下。

  1.4厌氧消化

  污泥厌氧消化是一个多级过程阶段,利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应,分解污泥中有机质,并产生可以再次利用的甲烷气体,实现污泥的稳定化、无害化和资源化。污泥厌氧消化是目前国际上常用的污泥生物处理方法,同时也是一种应用于大型污水处理厂中较为经济的污泥处理方法。厌氧消化工艺分为直接厌氧消化和预处理+厌氧消化两类。直接厌氧消化工艺即传统的厌氧消化,不经过任何前期处理而直接进行厌氧消化反应的一种处理模式。通常用于有机质含量较高的污泥或掺有高浓度有机质废物的混合污泥。

  2、我国污泥处理处置技术发展

  2.1加大对污泥处理处置的资金投入

  政府和相关部门要认识到污泥处理处置对污水处理厂日常工作的重要作用,从根本上加强对污泥处理处置工作的重视和资金的投入力度。政府也应该采用多种融资渠道,确保有充足的资金对污泥处理处置工作进行支持。政府要根据当地发展的实际情况,制定相应的优惠政策,吸引更多的企业对污泥处理进行投资,采用投资、托管、租赁、承包等多种形式完善污泥处理处置基础设施建设,促进污泥处理处置工作的顺利进行。

  2.2完善基础设施建设和污泥处理处置技术

  目前,我国污泥处理处置工作的相关基础设施建设仍然不健全,相关部门应该根据城镇污水处理厂的相关情况完善城镇污泥处理处置的基础设施建设。

  对污泥处理处置设施进行淘汰、整改、配套和完善等,确保污泥处理处置的合理性和科学性。同时,相关部门也要不断完善污泥处理处置技术,对污泥深度脱水、余热干化、厌氧消化等技术进行合理的选择和应用,在对污泥进行减量化和稳定化处理的过程中也要加强对污泥的无害化和资源化处置。针对污泥厂的不同情况采用不同的技术和工艺对污泥进行科学有效的处理和处置。

  2.3进一步明确防爆区域的安全范围

  确定污泥消化处理系统中的防爆区域十分重要,因为该区域的确定会对总体的平面布置、工艺设备等各方面的设计、施工造成较大的影响,要进行科学、全面的布局和设计,提高整体系统建设以及运行过程中的安全性,要对污泥消化处理系统的防爆区域进行界定,画出科学合理的安全范围。在沼气系统的防爆区域内,相关建筑、设施的设计必须符合甲级防爆要求。另外在防爆区域内,相关建筑、设施的设计要按照国家相关安全管理部门制定的相关文件进行实施。比如,在防爆区域内防爆电气设备符合GB3836.1~4—2000《爆炸性气体环境用电气设备》、GB3836.9—2006《爆炸性气体环境用电气设备第9部分:浇封型“m”》等一系列的文件的要求,确保设备的安全运行。

  2.4加强对污泥处理处置工作的监管

  政府和环保部门都应该加强对污泥处理处置工作的监管力度,对污泥的处理和运输过程进行有效监管,促进污泥的合理科学处理,减少污泥处理过程中的环境污染和大气污染。依据相关法律法规对非法倾倒或者违法处置污泥的行为进行严厉的打击和惩治。污水处理厂在日常的污泥处理过程中也要落实相关的环境管理规章制度,设置专门的监督人员对污泥处理过程进行日常的监督和监管,并对污泥处理情况进行明确的记录和备份,定期向环保部门和有关部门报备,对日常污泥处理处置信息进行公开化和透明化管理。

  3、未来技术发展趋势

  3.1传统活性污泥法

  活性污泥法是有一百年历史的污水处理方法,其缺点表现为:以传统概念“消除污染物”为主导;基本原理无重大突破;效率低、能耗高(每人年降解COD和N需电耗约2O一25kWh);温室气体排放(CO2、N20等);污染物C、N、P等)资源化利用水平低。污泥问题未能解决,滞后于现有科技发展水平。活性污泥法高能耗问题无论在中国还是全球,都没有得到解决,污泥也没有达到其应有的资源化水平。在2014年活性污泥一百周年时,全世界科学家都一致认为:资源化是污水处理未来发展的方向,污泥的资源化利用是未来需要突破的重要环节。

  3.2污泥处理处置资源化背景

  过去很多东西,我们认为是污染物,随着大数据时代的到来,对资源和能源的期望也增加了。在此背景下,现在污泥中的污染物,将来会实现最大程度的“资源化”。从处理处置为目标转变观念为以资源化利用为导向,实现科技创新服务可续发展。

  3.3欧盟的污泥管理原则

  欧盟的废弃物框架指令(2008/98/EC)提出“五层倒金字塔”原则,指导成员国按照五层优先顺序制定各自的政策法规。国家发展阶段,以处理处置为主,然后是资源利用,最后是源头控制的方式,调整为源头控制、减量为主,资源化利用处理,循环利用,其他途径再利用,最后才是处理处置的“五层倒金字塔”原则。“五层倒金字塔”原则的提出也充分反映了全球对污染物资源化利用的需求和期待。

  3.4污泥资源化能源化研究的热点

  未来技术都要遵循五个方面的原则:第一,以资源循环为主导的可持续发展趋势;第二,污泥生物质能源的最大化回收;第三,污泥营养物质(磷和氮)的回收;第四是温室气体排放的控制;第五,健康安全保障。

 

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