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废水处理中污泥处理处置方法进展研究

   日期:2015-11-02     来源:论文网    浏览:17    

  我国是一个淡水资源严重匮乏的国家,工业化进程的加快,城市工业废水与生活污水排量日益增大,有效处理废水,将废水污泥资源化处置是实现资源循环利用,缓解我国水资源匮乏现状的必要措施。研究技术上先进、经济上合理的污泥处理方法是十分重要的。

  1 常规污泥处理方法

  1.1 污泥农用

  在污水处理的过程中产生的污泥是一种很有利用价值的生物能源,含有大量N、P、K等植物必需的营养元素,综合肥力远高于普通农家肥。但污泥中含大量病原菌、重金属和难降解的有毒有害物质,处理不当,将会对土壤及水体造成二次污染,故污泥农用必须符合国家标准的《农用污泥中污染物控制指标》。

  1.2 卫生填埋

  卫生填埋的操作相对简单,投资费用和处理费用都低,适应性强。但侵占土地现象严重,如防渗技术不过关,将会导致土壤和地下水潜在的污染。目前污泥填埋已成为一项较落后的污泥处置技术。因渗滤液对地下水会产生的潜在污染导致城市用地减少,所以世界上许多国家和地区坚决反对新建填埋场。

  1.3 海洋倾倒

  海洋倾倒操作简单,对沿海城市来说处理费用低,但随着生态环境意识的进一步加强,人们越来越关注污泥的海洋倾倒对海洋生态系统和环境可能存在的不利影响。

  2 污泥无害化处理的先进技术

  2.1 污泥高温好氧堆肥

  高温好氧堆肥技术是将含水率80%的脱水污泥和体积大约为1倍的含水率10%以下的干污泥、菌种和添加剂等混合,使混合后物料的含水率大约为55%,然后通过布料设备均匀送至好氧发酵仓里,强制通风使物料充分进行好氧发酵,并通过翻堆机的搅拌使其均匀发酵,推动物料向前运动。

  2.2 污泥晾晒的处理工艺

  近年以来,许多污水处理厂在污泥处理处置方面做了大量的工作,比如大型的污泥消纳场,每天可以消纳300~400t含水率约为80%的脱水污泥。在阳光大棚内将含水率大约为80%的脱水污泥以0.4—0.6m的厚度均匀堆放,经常使用专用设备对污泥进行晾晒翻堆,使污泥的含水率为80%快速减到60%左右,以达到污泥好氧发酵所需要的条件。

  2.3 用于建筑材料

  污泥还可制建筑材料。利用城市污水厂排放的污泥和一些其他原料均匀混合来生产建筑材料制品,一方面利用了污水处理厂排放的大量污泥,另一方面高温分解了污泥中的有毒有害及致癌物质,城市污泥的二次污染问题得到了完全解决。污泥还可用于制砖和纤维板,污泥制砖有污泥灰渣制砖和干化污泥直接制砖两种方法;污泥制纤维板主要利用了活性污泥中含有的大量粗蛋白和球蛋白能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐水溶液的性质,在碱性条件下经过加热、干燥、加压后,蛋白质发生了变性,从而制成了活性污泥树脂,使之与经漂白、脱脂处理的废纤维结合压制成板材,其质量要优于国家三级硬质纤维板。

  2.4 污泥碳化技术

  污泥碳化是通过一定的手段,使污泥所含的水分释放出来,同时最大限度地保留了其中的碳值,使最终产物中碳的含量大幅提高。主要分为3种:高温碳化、中温碳化、低温碳化。污泥碳化过程中保留了绝大部分污泥中热值,为裂解后的能源再利用创造了条件。

  2.5 污泥焚烧

  以焚烧为核心的处理处置方法是非常彻底的,能使有机物全部炭化并杀死病原体,可以最大限度地减少污泥的体积。其缺点在于基础处理设施投资较大、处理费用较高,有机物焚烧时会产生二恶英等一系列剧毒物质。为避免二恶英等有害气体的产生,通常要求焚烧温度要高于850度,焚烧后产生的灰渣可用于改良土壤、陶瓷、制砖瓦、混凝土填料和筑路等。

  3 污泥处理和资源化利用新技术展望

  3.1 污泥超声波破解技术

  污泥超声破解技术是一项污泥稳定化、减量化、资源化新技术,它可应用于污泥消化预处理以强化消化效率,将剩余污泥破解后回流再处理达到减少外排污泥的目的,破解丝状菌消除污泥膨胀、破解固体物提高废水消毒效果等。超声降解污泥主要利用声波的能量,即利用极短时问内的超声空化作用形成的局部高温、高压条件,伴随强烈的冲击波和微射流,轰击微生物细胞,达到污泥中微生物细胞壁破裂的目的。

  3.2 好氧消化

  污泥好氧消化实质上是活性污泥法的继续,工作原理是污泥中的微生物有机体的内源代谢过程通过曝气充人氧气,活性污泥中的微生物有机体自身氧化分解,转化为二氧化碳、水和氨气等,使污泥得到稳定。美国、日本和加拿大等发达国家都有不少中、小型污水处理厂采用好氧消化处理污泥。这项技术近年来在北美和欧洲取得了较大的发展。在我国开展此方面的研究有一定的应用价值。特别适合于小型污水处理厂采用,对于解决我国小城镇污水处理厂的污泥处理处置问题也具有重要意义。

  3.3 厌氧消化

  从污泥生物能利用和保护环境的角度分析,剩余污泥的厌氧消化是可持续发展的技术,最经济合理的选择,其中以中温33~35℃厌氧消化最为普遍。究其原因是通常采用的污泥中温厌氧消化工艺,存在着反应速度慢,污泥在池内的停留时间过长,池体体积庞大,操作管理复杂,产气中甲烷含量低,输入能量较输出甲烷等气体能量大等缺点,并且我国的城市污水普遍存在有机物含量低,其中脂肪所占比例小、含量高的特点,所以消化产生的沼气纯度不高,燃烧时产热量较低,污泥资源难以有效利用。

  4 结语

  尽管污水处理厂的污泥处理方法有很多,但实际应用中应根据污泥的产量、性质和重金属含量等情况,选择适合的处理方法。未来,在多种方法有效结合的基础之上,根据不同城市,不同地区的实际情况发展新型高效的处理技术,是实现经济效益、环境效益和社会效益相互统一的必由之路。

 
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