
未来10年是我国污水处理市场的黄金时代,将建成上千座污水处理厂。每座污水处理厂每天要排放含水率约99.2%的剩余污泥数百乃至上万吨,这些数量巨大的污泥将成为未来急需处理的难题。污泥处理技术包括了污泥的浓缩、脱水和干燥三方面的技术。国内现有的基本是污泥浓缩和脱水技术,污泥经浓缩和脱水后,一般含水率只能降低到80%左右,而发达 正逐步要求污泥的含水率降低到20%~30%。因此,高效、经济的污泥处理技术包括脱水和干燥技术将有巨大的市场。
随着污水处理率的提高,污泥产量也不断增加,污泥的处理处置问题愈加突出。
全国城镇污水处理厂产生干污泥约180万t/年(含水80%污泥900万t);预计未来五年内,每年将产生干污泥540万t(含水80%污泥2700万t);现有污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到1/4,现有污泥消化池能够正常运行的为数也不多,有些根本就没有运行。有些地方的污泥没有得到合理的处理和处置便直接排放,造成了严重的二次污染。
环保总局发布的GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》于2003年7月1日开始实施,特别增加了污泥控制标准的内容。专家认为,目前迫切需要制定和完善配套系列标准,如污泥资源化用途的肥料、建材、施工用土等有关标准,需要细致研究污泥的安全性问题等等。
1 污泥按照来源的分类?
污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。
由于各类污泥的性质变化较大,分类是非常必要的,其处理和处置也是不尽相同的。根据其来源,可以划分为:
(1)市政污泥(也叫污水污泥),主要指来自污水处的污泥,这是数量较大的一类污泥。此外,自来水厂的污泥也来自市政设施,可以归入这一类。
(2)管网污泥,来自排水收集系统的污泥。
(3)河湖淤泥,来自江河、湖泊的淤泥。
(4)工业污泥,来自各种工业生产所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。
在非特指环境下,污泥一般指市政排水污泥。
2 污泥如何从废水中产生?
废水的处理是由一系列物理化学和生物处理过程组成的:
(1)沉淀(使用或不使用化学絮凝剂)、过滤、滤清。
(2)通过微生物进行好氧和厌氧处理,产生有机复合物。
(3)生化脱氮和脱磷。
(4)消化处理并产生沼气。
在废水净化过程中,废水中的污染物经生化降解集中去除。生物处理可将大部分有机污染物降解为水和气体(好氧处理产生CO2、O2,厌氧处理产生CH4为主的气体),金属污染物(包括重金属)则不能处理而集中到污泥中。
污泥是经各级污水处理后产生的固形物,是污水处理厂不可避免的副产品。
3 污泥根据污水处理工艺如何分类?
污水处理厂的污泥根据处理的工艺级别不同,可以分为以下几种:
(1)初沉污泥:只经过物理-化学处理。
(2)二沉污泥:生物处理后的污泥。
(3)三沉污泥:脱磷/脱氮后的污泥。
根据污泥的性质,又可以区分为:
(1)未消化生污泥。
(2)消化污泥。
污泥的消化又有好氧与厌氧之分。
各个级别的污泥的物理化学性质不同,消化和未消化污泥的性质差别更大。很多后端处理工艺必须了解前端污泥的性质才能确定其处理方式。
4 什么是污泥干化?
污水处理所产生的污泥具有较高的含水量,由于水分与污泥颗粒结合的特性,采用机械方法脱除具有一定的限制,污泥中的有机质含量、灰分比例特别是絮凝剂的添加量对于含固率有着重要影响。一般来说,采用机械脱水可以获得20%~30%的含固率,所形成的污泥也被称为泥饼。泥饼的含水率仍然较高,具有流体性质,其处置难度和成本仍然较高,因此有必要进一步减量。此时,在自然风干之外,只有通过输入热量形成蒸发,才能够实现大规模减量。采用热量进行干燥的处理就是热干化。
5 污泥干化关注的经济参数有哪些?
污泥干化是水分蒸发的过程。为了进行干化项目的调研,以确定减量处理的规模,必须了解有关污泥项目的一些经济参数,这些参数包括:
(1)机械脱水后的湿泥含固率。
(2)处置的目的、类型。
(3)当地能够找到的廉价热能及其价格指数。
6 干化工艺关注的污泥技术参数有哪些?
污泥成分是根据污水厂的来水水质变化的,当然在很大程度上也会受到污水处理工艺的影响。会对干化工艺产生重大影响的内容则是絮凝剂添加量。对干化工艺来说,以下内容值得注意,这些内容通常是通过试验来确认其干化效果的:
(1)污泥中絮凝剂含量。
(2)污泥的粘度、弹性。
(3)有机物在干物质中的比例。
(4)磨蚀性成分的比例(如沙、石等)。
(5)腐蚀性成分的浓度(如氯、硫等)。
(6)油脂类物质的百分比。
7 脱水污泥是怎么来的?
污水中的污染物和营养成分在大量繁殖的细菌作用下,在化学药剂的作用下形成聚集,逐渐增大的团粒结构在水中沉淀下来,形成污泥。进一步添加高分子絮凝剂,采用物理方法浓缩,可以脱去大部分或一部分所谓的自由态水,形成我们所见到的脱水污泥。
因此经生物处理所得到的污泥,其有机物构成主要就是这些微生物细菌。
因污泥成分不同,未消化的市政污水污泥的有机物含量可能占到干物质的60%~75%,高效消化处理后减半。
有机硝酸盐是污泥中的主要有效成分。施用到土壤里,硝酸盐经生物降解可改善土壤。
8 脱水污泥为什么含水率很高?
污水厂污泥脱水车间出来的污泥具有很强的流动性,这是因为其含水率很高,一般在75%~85%,这是污泥本身的性质决定的。根据分析,污泥与水分子的结合非常紧密,并具有不同的相态:
(1)自由态水:可经重力沉淀和机械作用去除。
(2)物理性结合水:须更多能量去除(如加热)。
·毛细管/间隙水。
·胶态/表面吸附水
(3)化学性结合水:只有打破化学键才能去除,被称为“平衡水”。
·细胞内的水。
·分子水。
9 污泥对人体是否有害?
在污水处理过程中,细菌及大部分寄生生物留存在污泥中,病毒可以吸附在污水中的颗粒上,随颗粒的沉淀也沉积到污泥中。
生污泥中病原菌的数量每克以亿计,这些微生物包括:大肠菌、大肠粪菌、粪链球菌、噬菌体、沙门氏菌、痢疾菌属、铜绿色极毛杆菌、寄生虫卵/幼虫、蛔虫、鞭虫、群体鞭虫、弓蛔虫、膜翅目幼虫、肠道病毒等。
由于市政污水的来源是人类生活环境、大肠菌、大肠粪菌、粪链球菌等是哺乳动物直肠正常的排出物,它们的数量在污水和污泥中基本保持恒定。而其它各种病原菌如沙门氏菌、痢疾菌、肠道病毒(例如脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、肝炎病毒、轮状病毒)和寄生生物(例如蛔虫、鞭虫、内阿米巴虫)在污水/污泥中的比率同当地传染病的流行有关。
显然,机械脱水后的污泥如果处置不当,进入人类的食物链,必然会导致疾病的传播。
10 工业污泥有哪些特点?
工业污泥根据其来源,有着非常大的差异。这些差异主要表现在其粘度、吸湿性、污染物性质、含油率、含水率、有机质比例、无机物比例等多方面。
比较市政污泥来说,其粘度大、含水率高、无机物比例高,有时使得其处理难度更高。
来自化学、制药工业的污泥因其高浓度的污染成分,必须妥善处置。来自石油、冶金、制革、发酵、食品、屠宰等行业的污泥均可以分别处理并资源化。