隨著(zhe)我國城(chéng)鎮化水平不斷(duàn)提高,汙水處理設施建設得到了高(gāo)速發展,據《2013-2017年中國汙泥處理處置深度調研與投資戰略規(guī)劃分析報告》[1] 統計2010年我國(guó)城鎮汙(wū)水處理廠已(yǐ)經建有2500多座,城市汙水(shuǐ)處理能(néng)力已達到每(měi)天1.22億噸,為實現國家的減排目標和水環境改善(shàn),做出了(le)巨大貢獻(xiàn)。但是汙(wū)水廠的建設及運行(háng)伴隨產生了(le)大(dà)量剩餘汙(wū)泥,以含水率80%計,全(quán)國年汙泥總產水量(liàng)將很快突破3000萬噸,汙泥處(chù)理形勢十分嚴峻。
由於我國汙水廠(chǎng)在建設過程中,長期以來(lái)“重水輕(qīng)泥”,我國城鎮汙水處理廠基本(běn)實現了(le)汙泥的初步減量化,但未實現汙泥的穩(wěn)定(dìng)化處理。據統計,約80%汙水廠建(jiàn)有汙泥的濃縮(suō)脫水設施,達到了(le)一定程度的減量化;約有80%的汙泥未經穩定化處理(lǐ),汙(wū)泥中含有惡臭(chòu)物質、病原體、持久性有機物等汙染物從汙水(shuǐ)轉移到陸地,導致汙染物進一步擴散,使得已經建成(chéng)投運的(de)大汙水處(chù)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(ní)好氧發(fā)酵+農用(yòng)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於隨意處置,真正實現安全處置的比例(lì)不超過20%。
製約汙泥處理處置設施建設的(de)因素有很多,但國家汙泥處理處置總體技術路線(xiàn)不夠明確是重要製約因素之一。為緩解汙泥產量和汙泥處理能(néng)力滯後的矛盾,我國近年(nián)出台了一係列政策、規劃。目前,我國汙泥處理的技術路線和產業政策(cè)正逐步得以明晰,產業化和(hé)市場化即將啟動。與此同(tóng)時,汙泥處置將越來越受到重視,汙(wū)泥處置的技術、政策及運作方式在(zài)不久的未來將(jiāng)所有突破。據預測,“十二五”期間汙泥處理處置投資將(jiāng)達600億元,比“十(shí)一五”翻了近一番(fān)。汙泥處理處置行業在政策推動下有望(wàng)進入快速增長階段。
汙泥分類
原汙(wū)泥(raw sludge):未經汙泥處理的初(chū)沉澱汙泥。二(èr)沉剩餘汙泥或兩者的混合汙泥。
初沉汙(wū)泥 (primary sludge): 從初沉澱池排出的(de)沉澱物。
二沉汙泥 (secondey sludge):從二次沉澱池(或沉澱區)排出的沉澱物(wù)。
活性汙泥(activated sludge):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 (digested sludge): 經(jīng)過好氧消化或厭氧消化(huà)的汙泥,所含有機物質(zhì)濃度有一定程度的降低,並(bìng)趨於穩定。
回流汙泥 (returned sludge): 由二次沉澱(或沉澱區)分離出來,回流到曝(pù)氣池的活性汙泥。
剩餘汙泥 (excess activated sludge):活性汙泥係統(tǒng)中從二次沉澱池(chí)(或沉澱區)排出係統外的活性汙泥。
汙泥氣 (sludge gas): 在汙泥厭氧(yǎng)消化時,有物分(fèn)解所產生的氣體,主要成分(fèn)為(wéi)甲烷和二氧化碳,並有少量的氫、氮和硫化氫(qīng)。俗稱沼氣。
處理類型
汙(wū)泥消化 (sludge digestion): 在氧或無氧的(de)條件下,利(lì)用微生物的作用,使汙泥中的有機物轉化為較穩定物質的過程。
好氧(yǎng)消化 (aerobic sigestion): 汙泥經過較長時間的曝氣,其中一部分有機物由好氧(yǎng)微生物進行降解和穩定的過程。
厭(yàn)氧(yǎng)消化 (anaerobic digestion): 在無氧條件下,汙(wū)泥中的(de)有機物由厭氧微生物進行降解(jiě)和穩定的過程。
中溫消化 (mesophilic digestion):汙泥在溫度(dù)為33-53℃時進行的厭氧消化工藝。
高溫消化 (thermophilic digestion):汙泥在溫(wēn)度為53-330℃進行的厭氧消化工藝。
汙泥濃縮(suō)(sludge thickening): 采(cǎi)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(elutriation of sludge): 改善汙泥脫水性能的一種汙泥預處(chù)理方法。用(yòng)清水或廢水淘洗汙泥,降低消化汙泥堿(jiǎn)度,節省汙泥處理投藥量,提高汙泥過濾脫水效(xiào)率。
汙泥脫水 (sludge dewatering): 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(guò)濾(sludge vacuum filtration): 利用真空使過濾介質一側減壓,造成介質(zhì)兩(liǎng)側壓(yā)差,將汙泥水強製濾(lǜ)過介質的汙泥(ní)脫水方法。
汙泥壓濾 (sludge pressure filtration): 采用正壓過濾,使汙泥(ní)水強製濾過介質的汙泥脫水方法。
汙泥幹(gàn)化 (sludge drying): 通過(guò)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(yòng)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(gàn)化(huà)設施。
汙泥焚燒(shāo)(sludge incineration):汙泥(ní)處(chù)置的一種工(gōng)藝。它利用焚燒爐將(jiāng)脫水汙泥加溫(wēn)幹燥,再用高溫氧化汙泥中的有機物,使汙(wū)泥成為少量灰燼。
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自來水廠沉澱池或濃縮池排出的物(wù)化汙泥處理
汙泥分類:屬中細粒度有機與無機混合汙泥(ní),可壓縮性能和脫水性能一般。
⒉生(shēng)活汙(wū)水廠二沉池排出的剩(shèng)餘活性汙泥處理
汙泥分類:屬親(qīn)水性、微細粒度有機汙(wū)泥,可壓縮性能差,脫水(shuǐ)性能差。
⒊工業廢水處理產生的經濃縮(suō)池排出的物化和生化混合汙泥處理
汙泥分類:屬(shǔ)中細粒度混合汙泥,含纖維體的脫水性能較好,其餘可壓縮性能(néng)和脫水性能一般。
⒋工業廢水處理產生的經濃縮池排出的物理法和化學法產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工業廢水處理產生的物化沉澱粗粒度汙泥處(chù)理
汙泥分類:屬粗粒度疏水性無機汙泥,可壓縮性能和(hé)脫水性能很好。
汙泥處置技術
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(製(zhì)沼氣(qì))技(jì)術
⒉太陽能汙泥幹(gàn)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(lǐ)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(chú)技術
⒎ 汙泥的微生(shēng)物處理(lǐ)技術(shù)
⑴ 微生物淋濾技術
⑵ 微生物吸附處理法(fǎ)
⑶ 微生物脫臭技術
⒏新興汙泥熱化學(xué)處理技術
⑴ 濕式氧化技術
⑵ 活性汙泥作黏結劑
⑶ 剩餘汙泥製可降解塑料
⑷ 汙泥製(zhì)活性炭
⑸ O3/H2O2氧化技術
⑹ UV/O3氧化技術
⑺ UV/H2O2氧化工藝
⑻ 其他熱化學處理技術簡介
方法分析
衛生(shēng)填埋
這種(zhǒng)處置方法簡(jiǎn)單、易行、成本低,汙泥又不需要高度(dù)脫水,適應性強。但(dàn)是汙泥填埋也存在一些問題,尤指填埋滲濾液和氣體的形(xíng)成。滲濾液是一種被嚴重汙(wū)染的液(yè)體,如果填埋場選(xuǎn)址或運行不(bú)當會(huì)汙染地(dì)下水環境。填埋場產生的氣體主要是甲烷,若(ruò)不采取適當措施會引起爆炸和燃燒。
土地(dì)利用
汙泥土地直接利用因投資少(shǎo)、能耗低、運行費用低、有機部分可轉化成土壤改(gǎi)良劑成分等優點,被認為是最有發展潛力的一種處置方式,科學合理的(de)土地利用,可減少汙泥帶來的負麵效應。林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的汙染而成為汙(wū)泥土地利用的有(yǒu)效方式。汙泥用於嚴重擾動的土地(dì)(如礦場土地(dì)、森林采伐場、垃圾(jī)填埋場、地表嚴重破壞區等需要複墾的土地)的修複與重建(jiàn),減少了汙泥對人(rén)類生活的(de)潛在威脅,既(jì)處置了汙泥又恢複了生態環境。
焚燒
濕汙泥幹化後再直(zhí)接焚燒應用得較為普遍,沒有經過幹化的汙(wū)泥直(zhí)接進行焚燒不僅十分困難,而且在能耗上也是極不經濟的。
以焚燒為核心的汙泥處理方法是(shì)最徹底的汙(wū)泥處理方(fāng)法之一(yī),它能使有機物全(quán)部(bù)碳化,殺(shā)死病原體,可最大限度(dù)地減少(shǎo)汙泥體積(jī);但是其缺點在於處理設施投資大,處理費(fèi)用高,設備維護成本高,而且(qiě)產生強致癌物質二惡英。
汙泥幹燥
汙(wū)泥(ní)幹燥是應用人工熱源以工業化設備對(duì)汙泥進行深度(dù)脫水的(de)處理方法,盡管汙(wū)泥幹(gàn)燥(zào)的直接結果是汙泥含水率的下降(脫水),但與機械(xiè)脫水相比,其應用目的與效(xiào)果均有很大的不同。
汙泥機械脫水(shuǐ)(也包括汙泥濃縮),其應(yīng)用(yòng)的目的以(yǐ)減少(shǎo)汙泥處理的體積為主(汙泥濃縮(suō)和機械脫水通常均(jun1)可使汙泥體積減少4倍左右),但脫水汙泥餅除了含水(shuǐ)率和相關的物理性質,如流動性與原(yuán)狀汙泥有差異外,其化學、生物等(děng)方麵性質並不因脫水而產生變化。
汙泥(ní)幹燥則由於提高水分蒸發強度的要求,使(shǐ)用人工熱源,其操作溫度(對汙泥(ní)顆粒而言(yán))通(tōng)常(cháng)大於100℃,幹燥對汙泥的處理效應,不僅是深度脫水(shuǐ),還具有熱處理(lǐ)的效應;加之,汙泥幹(gàn)燥處理的產物,其含水率可控(kòng)製在20%以下,即達到(dào)抑製汙泥中的微生物活動的水平,因此汙泥幹(gàn)燥處理可同時改(gǎi)變汙泥的物理、化學和生物特性。
新技術
隨(suí)著環(huán)保力(lì)度的加強和人們對已有汙泥處(chù)理處置技術局限性的進一步認識,世界各(gè)國(guó)都(dōu)在投入重金研發新技術,爭取找到更經濟、更合理的汙(wū)泥處理方案。
免費處理
該技術創新采用汙泥洗滌(dí)工藝,首先洗出汙泥中有機物(wù)質,分離無機物質汙泥土,再將有(yǒu)機汙泥濃縮進行高溫厭氧消化處理。沉澱汙泥經過(guò)洗滌洗出汙(wū)泥中一半固體無機汙泥土,減少(shǎo)了一半生物處理量,節省(shěng)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沉(chén)澱,減少了設備磨損和反(fǎn)應器(qì)的維護;沉(chén)澱汙泥經(jīng)過洗滌洗出汙泥中大部(bù)分容易沉澱的(de)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產路麵彩磚、透水磚。其他創新工藝:超高溫厭(yàn)氧消化、多級厭氧消化(huà)、沼渣漂浮等,汙泥生物處理速度提高了幾倍和沼氣產量提(tí)高20%以上。
沉(chén)澱(diàn)汙泥生物(wù)處理係(xì)統(tǒng),工程設(shè)計創(chuàng)新采用地埋式、緊密型、多級消化反(fǎn)應器設計,幾個獨立的厭氧消化反應器(qì)你中有我(wǒ)我中有你渾然一體,節省建築材(cái)料(liào),采用混凝土結構造價低廉。前國內外現有的(de)厭氧消化反應器普遍(biàn)采用地上式結構,地上式結構能使配備設備便於維護和有利沼渣排放預防沼(zhǎo)渣沉(chén)澱。該生物處理係統工程設計很好地解決了配套設備的維護(hù)和沼渣沉澱,係統配備設備少,隻需要幾台水泵,就是水泵壞了更換一台用不完20分鍾,保證設備檢修不停產;沉澱汙泥經過洗滌去除了(le)容易沉澱的無機汙泥土,有(yǒu)機汙泥(ní)經吹浮(fú)係(xì)統作用全部漂浮不(bú)會沉澱。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(hé)使用壽命長、減少消化係統的熱量損(sǔn)失。
汙泥發酵有機肥
傳(chuán)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(yì),但投資巨大,易造成(chéng)大氣(qì)汙染;國內多采用填埋,但需要占用大(dà)量(liàng)的(de)土地,同時會造成環(huán)境的二次汙染;國內上海等大中城(chéng)市土地(dì)再生資源很少,難以長期采用此方(fāng)式。陳立僑介紹說(shuō),用微生物處理汙泥前景(jǐng)廣闊。經汙水處理廠(chǎng)現場試驗和實際應用,每處理1噸汙泥可獲得(dé)150元左右的經濟效(xiào)益。上海市每年排放汙泥約140萬噸(dūn),如果有20%的汙泥用微生物好氧發酵處理,直(zhí)接經濟效益約為(wéi)4200萬元。此外,利用微生(shēng)物好氧發酵,還能消除汙泥的惡臭,有效控(kòng)製汙泥的二(èr)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(děng),就會發酵(jiào)成優質的有機肥,具體操作方法如下:
1、加菌。1公斤金寶貝肥料發酵劑可發酵4噸左右汙泥(ní)+牛糞。需按重量比加30-50%左右的牛糞,或秸稈粉、蘑菇渣、花生殼粉、或稻殼、鋸末等有機物料以便調(diào)節通氣性。其中如果加入的是稻(dào)殼、鋸末,因其纖維素木質素較高,應延長發(fā)酵時間。菌種稀釋:每公斤發酵劑加5-10公斤(jīn)米糠(或麩皮(pí)、玉米粉等替代物)拌勻稀釋後再均勻撒入物料(liào)堆,使用效果會更佳。
2、建堆。備料後(hòu)邊(biān)撒菌邊建堆,堆高與體積不能太矮(ǎi)太小,要求:堆高1.5-2米,寬2米,長度2-4米
3、拌勻通氣。金(jīn)寶貝肥料發酵劑是需(xū)要好(耗)氧(yǎng)發酵,故應加大供氧措施,做到拌勻、勤翻、通氣為宜。否則會導致(zhì)厭(yàn)氧發酵而產生臭味,影響效果。
4、水分(fèn)。發酵物(wù)料的水分應控(kòng)製(zhì)在60~65%。水分判斷:手緊抓一把物(wù)料,指(zhǐ)縫見水印但(dàn)不(bú)滴水,落地即散(sàn)為宜。水少發酵慢,水多通(tōng)氣差,還會導致“腐敗菌”工作而產生臭味。
5、溫度。啟動溫度應在15℃以上較(jiào)好(四季可作(zuò)業,不受季節影響(xiǎng),冬天盡量(liàng)在室內或大棚內發酵),發酵升(shēng)溫控(kòng)製在70-75℃以下為宜。
6、完成。第2-3天溫度達(dá)65℃以上時應翻倒,一般一周(zhōu)內可發酵完成,物(wù)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。
發酵好(hǎo)的有(yǒu)機肥,肥效好,使用安全方便,抗病促長,還可培肥地力等。
石灰投加技術
脫水後(hòu)的(de)汙泥進入料鬥,料鬥中(zhōng)加入石灰和氨基璜酸,石(shí)灰投量為濕泥量的10%一15%,氨基璜酸的投量約為石灰投量的1%。由於氨基(jī)璜酸在反應過程中產生氨氣,增強了整個工藝的殺菌效果,降低了反應溫度(dù)。汙泥(ní)、生石灰和氨基璜酸在料鬥中攪拌後,由雙螺旋進料機推入柱塞泵進料(liào)口,通過柱塞泵送入反應器,在70℃下(xià)停留30 min,輸出的產品可達到美國EPA PART503 CLASS A標準。反應後的汙泥泵送至料倉,密封容器中(zhōng)產生的(de)氣體(tǐ)經洗滌塔處理後排放。
該工藝的特點:
pH>12,延(yán)續時(shí)間長,殺菌徹底(dǐ);高pH使大部分金屬離子沉澱,降低了其可(kě)溶性和(hé)活躍程度;汙泥的含固率(lǜ)可提高至30%;去除了汙泥中的臭氣,係統全密封,無(wú)環境汙染;係統全自動,操作維護簡單(dān):加入少量氨基璜酸,減少了石灰用量和反應時(shí)間,降低(dī)了(le)運行成本。
汙泥碳(tàn)化(huà)技術
所(suǒ)謂汙(wū)泥碳(tàn)化,就是(shì)通過一定的手段,使汙泥中的水分釋放出來,同時又最大限度地保留(liú)汙泥中的碳值,使最終產物(wù)中的碳含量大幅提高的過程(Sludge Carbonization o在世(shì)界範圍內,汙泥碳化主要分為3種。
(1)高溫碳化(huà)。碳化時不(bú)加壓,溫度為649—982℃。先將汙泥幹化至含(hán)水率約30%,然後進入碳化爐高溫碳化造粒。碳化顆粒可以(yǐ)作為(wéi)低級(jí)燃料使(shǐ)用,其熱值約為8 360—12 540 kJ/kg(日本或美國)。該技術(shù)可以實現汙(wū)泥的減量化和資源化,但由於其技術複雜,運行成(chéng)本高,產(chǎn)品中的(de)熱值含量低,當前(qián)尚未有大規模地應用,最大規模的為30刪(shān)濕汙泥。
(2)中溫碳化。碳化時不加壓,溫度為426—537℃。先將汙泥幹化至(zhì)含水(shuǐ)率約90%,然後進入碳化爐分解。工藝中產生油、反(fǎn)應水(蒸汽冷凝水)、沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化物。另外,該技術是在幹化(huà)後對汙泥實行碳化,其(qí)經濟效益不明顯,除澳洲(zhōu)一家處理廠外,尚無其他(tā)潛在的(de)用(yòng)戶(hù)。
(3)低溫碳化。碳化前無需(xū)幹化,碳化時加壓至6—8 MPa,碳化溫度為315℃,碳化後的汙泥成液態,脫水(shuǐ)後的含水率(lǜ)50%以下,經幹化造粒後可作(zuò)為低級燃料(liào)使用(yòng),其熱值約為15 048~20 482 kJ/kg(美國(guó))。該技術通過加溫加壓使得汙(wū)泥中的生物質全部裂解,僅通過機械方法即可將汙泥中75%的水分脫除,極大地(dì)節省了運行中的能源消耗。汙泥全部裂解保證了汙泥的徹底穩定。汙泥碳化過程中保留了絕大部分汙(wū)泥中熱值,為裂解(jiě)後的能(néng)源再利用創造了(le)條件14t。
(4)汙泥水解熱幹化技術(shù)。汙泥水熱幹化技(jì)術通過將(jiāng)汙泥加熱,在一(yī)定溫度(dù)和壓(yā)力下使汙(wū)泥中的粘(zhān)性有機物水(shuǐ)解,破壞汙泥的膠體結構,可以同(tóng)時改善脫水性能和厭氧消化性能。隨水熱反應溫度和壓力的增加,顆(kē)粒(lì)碰(pèng)撞增大,顆粒間的碰撞導致了膠體結構的破壞,使束縛水和固體顆(kē)粒分離。經過水熱處理的汙泥在不添加絮(xù)凝劑的情況下機械(xiè)脫水的含水率大(dà)幅度(dù)降低。汙泥的(de)水解宏觀上表現為揮發性懸浮固體濃度減少和COD、BOD以及(jí)氨氮(dàn)等濃度增加。水熱幹化技術采(cǎi)用漿化反應器,通過閃蒸乏汽返混預熱漿化、蒸汽與機械協同攪拌,提高了係統的處理(lǐ)效率;在水熱反(fǎn)應器中,采用蒸汽逆向流直接混合加熱的方式,強(qiáng)化了傳質傳熱過程,可以(yǐ)避免局部過熱結焦碳化:在連續閃蒸反應器中,實(shí)現了係統能量的有(yǒu)效回收。
處理(lǐ)步(bù)驟
首先,原汙泥通過汙泥泵由(yóu)二沉池打到(dào)另一個池(chí)子中從而(ér)和上清液分離。因為原汙泥的含水率通常能達到99.5%,所以汙(wū)泥必須濃縮,有多種(zhǒng)可行的方法用於減少(shǎo)汙泥的體積。例如真空過濾和離心等機械處理的方法通常用於將汙泥以半固體形式處置之前。通常這些方法是汙泥焚(fén)燒處理的準備工作。如果計劃采用生物處理,則(zé)多數才用重力沉降或者是氣浮的方法進(jìn)行濃縮。這兩(liǎng)種情況所對應的汙泥仍然是流態的。
重力濃縮池的(de)設計和運行類似於汙水處理(lǐ)中的二沉池。濃縮功(gōng)能是主要的設計參(cān)數(shù),為了滿足更大的濃縮能力,濃縮池基本上(shàng)比二沉池要深。一個設計正確,運行良好的重力濃(nóng)縮(suō)池至少能提高兩倍的(de)汙泥含泥量。也就是說,汙泥的含水率可以有99.5%減少到98%,或者更少。這裏值得一提的是,重力濃縮池的的設計要盡量基於(yú)中式結果的分析,因為合適的汙泥負荷率與汙泥(ní)的屬性的有很大(dà)關係的。
如果采用溶氣氣浮(fú)濃縮,需要有一小(xiǎo)部分(fèn)的水,通常是二沉池出水,在400kPa的壓力下充(chōng)氣。這種過飽和的液體通入罐底,而汙泥在(zài)大氣壓下(xià)通過。氣體以小(xiǎo)氣泡的形式和汙泥中的固體顆粒黏附,或則是被包圍,從(cóng)而帶動(dòng)固體顆粒(lì)上浮到表麵。濃縮了的汙泥的(de)上部被除去,而液體由底部流回溶氣罐充氣。
體積減少後,汙泥中(zhōng)含有大量的有害(hài)成分,在處置之前需要將之轉化為惰性成分。最(zuì)常用的方法是生物降(jiàng)解穩定。因為這個過程目的在於將物(wù)質轉化為最(zuì)終無菌產物(wù),所以(yǐ)常應用(yòng)消化的方法。汙泥(ní)消化(huà)既能進一步的減少汙泥(ní)體積也能使所含固體轉化為惰性物質並且大(dà)體的上沒有病菌。通過(guò)厭氧消化或好養消化都能達(dá)到汙泥消化目(mù)的。
汙(wū)泥含有多種有(yǒu)機物,因此需要多種微生物來分解。有(yǒu)關資(zī)料將厭氧消化中的微生(shēng)物(wù)分為兩類:產酸菌和甲烷菌。所以,我(wǒ)們也能把厭氧消化分為兩步。第一步,由兼性厭氧菌和(hé)厭氧菌組(zǔ)成的產酸菌通過水解作用溶解有機固體。接著溶解質由發酵作用轉化為(wéi)酒精和低分子量分子。第二步,有嚴格厭氧菌組成的甲烷菌將乙酸、酒精、水和(hé)二氧化碳(tàn)轉化為甲烷(wán)。因為兩種(zhǒng)菌群隻(zhī)能在無(wú)氧的環境下存活(huó),所以厭氧消化的反應(yīng)器(qì)必須是密(mì)閉的。設計(jì)容器的時(shí)候同時也要(yào)考慮另外的一些因素,例如:溫度(dù)、pH值(zhí)和混合物攪拌。
汙泥也可以通過好氧消化穩定。這種消(xiāo)化基本上隻(zhī)能(néng)用於可生化汙泥而不能用於初沉池汙泥,伴隨著二沉池和汙泥濃縮池中(zhōng)汙泥體積(jī)的減少,這個工藝需要不斷的鼓氣。好氧消化多應用於(yú)深度曝氣係統。再者,好氧消化(huà)對環(huán)境條件不敏(mǐn)感,也(yě)不局限有流行變化。
汙泥消化以(yǐ)後,汙泥中的有機物能被去除並且能進一步的減少汙(wū)泥體積。接下來(lái),汙泥需(xū)要處置。多種方(fāng)法可以用來有效的處置汙(wū)泥。其中包括(kuò)焚燒、衛生填埋和用作(zuò)化肥以及土壤改良劑。原汙泥可以用來焚燒,可以有效地減少含水率。添加燃料可(kě)以用來引起和維持燃燒,城市(shì)垃圾也可能(néng)用來達到這個目標。原汙泥和消化汙泥也可以用衛生填埋來處(chù)置。汙(wū)泥的土(tǔ)地應用(yòng)實踐了好幾年,而如今隻限於處理消化汙泥。汙泥的營養成分有利於植物成長(zhǎng),而其(qí)顆粒特(tè)性可用於土地改良。這些應用局限有飼(sì)料作物和非人類消費,而運用(yòng)於支持可食用植(zhí)物(wù)的可能性正在研究中。汙泥土地應用的(de)主要限製(zhì)因素為植物(wù)富集金屬毒性和水體富營養汙染。汙泥的應用(yòng)可通(tōng)過在流態時由(yóu)噴淋器噴淋、溝渠導流或直接注入土壤。去水汙泥可以由傳(chuán)統農用機械鋪設(shè)在土地之上在和培養土壤。
上述文字指的是一般汙泥的處理。因為(wéi)汙泥能造成環境的汙染,所以榴莲视频污污版需要盡最大的努(nǔ)力使之無害化(huà)。如今(jīn),很多導致(zhì)類型汙染的具有不同特性汙泥正在研(yán)究中(zhōng)。在本文中,我將(jiāng)敘(xù)述一種(zhǒng)來自於(yú)人類產油和石油(yóu)工業的汙泥,這個代表(biǎo)性(xìng)汙泥稱之為含油汙泥。
大量的汙泥產生,而(ér)這種汙泥中含有相(xiàng)當大量的油,必須(xū)在最終處置之前(qián)將之去除。煉油廠產生的汙泥不能被安全的處置,除非將其含油量去除到一定程度。此外,在(zài)煉油廠的油水分離係統和儲油罐中因為含油原(yuán)料的累積而產生的(de)汙泥(ní)的處理費用很高,並且對環(huán)境造(zào)成很嚴重的汙染。石油是一種疏水混合物(wù)例如:烷烴,芳香烴,樹脂(zhī)和瀝青。許多化(huà)合物是有毒(dú)性的,致突變的和致癌(ái)的。它們的(de)排放(fàng)的受(shòu)到嚴格控製的,因為它們對人體健康和環境的負麵影響,它們被(bèi)美國環保部門分類並列為環境汙染物優先。
有(yǒu)很多種方法可以用來(lái)處理含油汙泥。化學和物理的方(fāng)法例如:焚(fén)燒、氯氧化、臭氧氧化和燃(rán)燒,生物的(de)處理方法(fǎ)例如:生物修複、傳統堆肥法等等。如今,隨著技術的發展,含(hán)油汙泥的低溫冷處理和生物修複成為了兩條有效的處(chù)理(lǐ)途徑。
低溫冷處理技術作為(wéi)一種物理的處理方法能有效地增(zēng)加汙泥的脫水性質(zhì),改變絮凝劑的(de)結構形式並減少汙泥(ní)周圍的水含量。比較那種“初沉降”,冷處理能夠除(chú)掉溶液中的雜質,因此達到更好濃縮目的,這裏就是在討論冷處理的這種好(hǎo)處。據我(wǒ)們所知,如今的資料中沒有討論冷處理技(jì)術來分離(lí)油泥中的油的可行性。但(dàn)是,如果在自然條件允許的許多國(guó)家裏,冷處理技術提供了一種有效的(de)處理含油汙泥的(de)處(chù)理和處置的方法(fǎ)。
通過比較常規方法處理和冷處理之後汙泥,榴莲视频污污版可以發現,冷處理之後的(de)樣品上麵浮了一層油。最後榴莲视频污污版可(kě)以發現試管中(zhōng)分三層(céng):最上麵的(de)一層是清的浮(fú)油(yóu),底層是一(yī)層深色的沉降物,中間(jiān)一層是清水。原始的汙泥(ní)經過24小時的沉降,可以看見上浮液和底部沉降物,但是沒有(yǒu)可(kě)見的油相。通過上(shàng)麵的敘述的現象揭示了簡單的冷處理能有效分離油泥中的油。
物理化學的方法可以用來處理油泥,但是費用卻(què)是很高的。堆肥和通(tōng)過接種降解油類菌種或激活原有生物進(jìn)行生(shēng)物修複被看為兩種經濟的方法來對付油汙染(rǎn)。堆肥有些看得(dé)見的優點例如(rú):基建和維(wéi)護(hù)費用低、設(shè)計和運(yùn)行簡(jiǎn)單並能(néng)去(qù)處部分的油(yóu)。然而,堆肥處理基本上不(bú)能達到如今環境的標(biāo)準了。
油泥中含有的大部分油是難於生物降解的。很多研究證明了生(shēng)物(wù)修複對(duì)含油土壤的高效處理,但是隻(zhī)是針(zhēn)對含油量高的(de)汙染物(wù)。大部分實驗(yàn)在實驗室中(zhōng)進行,而行業應用的很少。生物(wù)修複才剛剛開(kāi)始,這個意味著先進的處理技術。
處理設備
汙泥固化拌和站
采(cǎi)用了先進(jìn)的工業計算機(jī)控製係統,實現了黃土、汙泥、水泥和(hé)石灰的自動配比,具(jù)有計量準(zhǔn)確、可靠性好、攪拌均勻、操作方便、環保好、生產效(xiào)率高(gāo)、故障(zhàng)率低等(děng)特點,特(tè)別適合連續作業,是汙水處理廠處理(lǐ)汙泥的理想設備。
泥漿分離脫水機
與板框壓濾機對比:該機具有處理能力大、分離(lí)性能好、適應性強、勞動強度小、性能穩(wěn)定、安裝操作方便、占地麵積小、維修費用低等優點,而且可以實現密閉的連續自(zì)動(dòng)分離。
臥螺離心機
臥式螺旋卸(xiè)料沉降離心機(簡稱臥螺離心機)是利用(yòng)離心沉(chén)降原理分離懸浮液的設備。對(duì)固相顆粒當量直徑=3um、重(chóng)量濃度比:10%或體積(jī)濃度比=70%、液固比重(chóng)差:0.05g/cm3的各種(zhǒng)懸浮液均適合采用該類離心機進行液固分離或顆粒分(fèn)級。
帶式汙泥脫水機
帶式汙泥脫水機是中國從美國引進的先進技術,經消化吸收,開(kāi)發成功的一種高效脫水(shuǐ)設備,可以連續壓濾,產品采用高強度材料製作,具有處理能力大,脫水效率高,使用壽命長等(děng)顯著特(tè)點。產品廣泛(fàn)應用於環境治理、蔬菜加工等需(xū)壓(yā)榨脫水的行業。
太陽能熱泵(bèng)技術汙泥處理設備
該係統(tǒng)主要利用太陽(yáng)能、地(dì)熱能等(děng)清潔能源作(zuò)為汙泥(ní)幹化的熱源,能將含水量(liàng)80以上的泥漿幹化成含水量35以下(xià)的幹料,節電(diàn)、節煤、環保;整個係(xì)統為自動化遠程控製,有效降低了汙泥處理處置(zhì)成本,為汙泥處理處置(zhì)提供了一(yī)種低碳環保(bǎo)的(de)解(jiě)決方(fāng)案。
該係(xì)統包括溫(wēn)室部分、輸送部分、通風部分、集熱部分(包括太陽能集熱(rè)係統和熱泵係統)、自動化控製部分以(yǐ)及有害氣體收集和除臭等其他附屬裝置。
利用太陽能作為主要能(néng)源,滿足可持續(xù)發(fā)展的需求;
耗能小,運行管理(lǐ)費用低,蒸發1t 水(shuǐ)耗電量僅為60-80kW·h,而(ér)傳(chuán)統的熱幹化(huà)技術需耗電為800-1060kW·h;
經幹化處理後,汙泥體(tǐ)積可減少到原來的1/3-1/5,實現穩定化並保留其原有的再利用價值(zhí);
係統運行穩定(dìng)、安全、灰塵產生量小;
自動化程度(dù)高、操作(zuò)維護方(fāng)便、使(shǐ)用壽命長;
係統透明程度高,環境協調性好。
其(qí)係(xì)統組成有(yǒu):
汙泥輸送係統
由接料倉、螺旋(xuán)進(jìn)料機、插(chā)板閥、汙泥泵、管道組成。整個係(xì)統(tǒng)液壓部分采用意(yì)大利泵(bèng)、閥。螺旋進料(liào)機與料倉之間用(yòng)插板閥連接,便於檢修。推送機采用S擺管的設計。含(hán)水85%左(zuǒ)右的泥餅(bǐng)由卡車卸入料倉,經螺旋進料機喂入液(yè)壓推(tuī)送機,推送機將汙泥由管道輸送,整個過程無異味,做(zuò)到不汙染環(huán)境的(de)同時可實現長(zhǎng)距離(lí)、大揚(yáng)程輸(shū)送。管道可根據建築(zhù)結構靈活設置,輸送量精確,配備通訊接(jiē)口實(shí)現遠程(chéng)控製。還可(kě)選用皮帶(dài)、鬥提等傳統輸送方式。
溫室供熱係統
由(yóu)太陽能集熱器、集熱水箱、恒溫水箱和(hé)PLC控製等組成,集熱水箱與自來水補水管相通(tōng),自來水補水管上設有水源電磁閥,集(jí)熱水箱內設有(yǒu)水位傳(chuán)感器;PLC根據所述水位傳感器輸出的水(shuǐ)位信號控製水源電磁閥的開閉,以自動給(gěi)集熱水箱補水,實現定(dìng)時、定量(liàng)上水,集熱水箱內的水量可根據實際情況得到控製。通過安全排氣閥來釋放蒸汽,並通過供熱控製閥控製(zhì)集熱器陣列供熱的麵積,確保了係統運行的穩定性和(hé)安全性。
溫室係統
由溫室(shì)主體、內保溫部分、通風部分、供暖(nuǎn)部分、氣(qì)象站等組成。溫室主體為文絡式陽光板溫室,陽麵中空玻璃。選用(yòng)保溫(wēn)幕布,減少(shǎo)輻(fú)射熱的流失。通(tōng)風采用風機,頂部采用蝶(dié)形方式交錯開窗,可根據室(shì)內外溫濕度、光照度實現自動開關。供暖係統根據《地麵輻射供暖技(jì)術規程》JGJ142-2004設計。
汙泥翻泥布料(liào)係統(tǒng)
由汙泥攤鋪機、螺旋喂料機、皮帶式輸(shū)送機、幹料(liào)倉、有害氣體探測儀、工業監控係統等組(zǔ)成。全自動翻泥機為變頻電機,可自動調節翻泥速度,使汙泥得到均勻翻動,實現表麵翻新和蒸發(fā)水分。過程中也(yě)起到對汙泥供(gòng)氧的(de)作用,避免汙泥局部厭氧(yǎng)菌繁殖而釋放惡臭氣體。係統安裝(zhuāng)了(le)H2S和NH3探測器,可實現實時監控。
控製係(xì)統
自動化控製係(xì)統采用(yòng)組態軟件+PLC的基本控製(zhì)方式,上位機通過與PLC及智能儀表通訊實(shí)現對各個設備的監測與控製,PLC通過內部程序能(néng)夠獨(dú)立運行。上位機采用台灣(wān)研華(huá)工業計(jì)算機,生產工藝路線在計算(suàn)機界麵(miàn)能夠模擬顯示。工藝參數點數據可以實現計(jì)算機界麵顯示、調整(zhěng)、設(shè)定,並進入程序。工藝(yì)運行參數可(kě)隨機調取、打印,故障監控可實現故障點、故障類型(xíng)、發生時間的瞬間記錄和報警(jǐng)功能。配置了智能電度表,實時記錄幹化過程的能耗數(shù)據,折算幹化成本。