
随着社会的进步和人类的发展,人们对于生存环境的标准也在逐渐提高,城市污泥的处理也越来越得到人们的关注。与一些发达 相比,我国污泥处理事业起步较晚,而且早期建造的污水处理厂不断存在很多弊端,还缺乏齐全的配备设施,这大大降低了污泥的处理效率,限制了我国污泥处理事业的发展。分析污泥特点,研发高效污泥处理及污泥脱水干化新技术是解决这一现状的根本。
1 我国城市污水厂污泥的特点
何为城市污泥?即处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,其中含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等。污泥成分复杂,如果处理不当会对环境产生重大影响。
我国污水厂的污泥有如下几方面的特点:
(1)机物质、脂肪含量低,碳水化合物含量高。
(2)污泥含氮量较高,一般在3%左右,污泥C/N比维持在(10~20)的范围。
(3)pH和总碱度基本在正常范围内,pH在6.5~7.0之间,总碱度在16~26mg-N/L之间。
(4)重金属离子如铬、铜、汞、银、铅等含量较高。
(5)所含肥分丰富,如氮、磷、钾等是农作物生长所必需的肥料成分。
(6)热值较高,在一定含水率下具有自持燃烧和用作能源的可能性。
2 现阶段我国的污泥处理技术
2.1 浓缩
污泥浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。不同浓缩方法所应用的范围不同,如重力浓缩主要应用于初沉污泥,气浮浓缩和离心浓缩主要应用于活性污泥。污泥浓缩后其含水率可降为95%左右,仍为液体流动状态。重力浓缩法储存污泥能力高,操作简单,是常用的污泥减容手段之一。
2.2 污泥的调节
污泥调节处理可降低污泥的亲水性和提高脱水效率,其任务是增大污泥颗粒的尺寸。常用的调节方法有化学调节法、热力调节法。热力调节法和冰冻-熔融法、投加惰性物质等方法处在试验研究阶段。
2.3 污泥的脱水
污泥脱水可进一步降低污泥的含水率,减少污泥的体积,经脱水后的含水率一般可降到70%~80%。常用的脱水方法有两种,即自然干燥和机械脱水。常用的机械脱水机种类繁多,如真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机和离心机等。近年来,发展较快的两种脱水设备是转鼓离心机和带式压滤机,但是应用较多的还是带式压滤机。
2.4 污泥的合理填埋处理技术
污泥的卫生填埋始于60年代,是在传统填埋的基础上从保护环境角度出发,经过科学选址和必要的场地防护处理,具有严格管理制度的科学的工程操作方法。到目前为止,已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。
2.5 污泥的厌氧生物处理技术
污泥厌氧生物消化是目前我国常用的污泥稳定处理工艺,微生物在无氧的条件下不断进行无氧代谢,分解消化污泥中的有机物,使其分解成一些无机物和气体,通过无氧消化,污泥的体积会显著的减小,而污泥的质量也会变成黑色粒状结构,容易脱水、性质比较稳定。此外污泥厌氧消化可以把污泥中的有机物转化为沼气和二氧化碳,消减有机物含量,产生的沼气进行综合利用,从而减少化石燃料的使用,缓解温室效应。
2.6 污泥的焚烧技术
污泥焚烧作为一种比较彻底解决城市污泥的处理之路,使污泥中的可燃成分在高温下充分燃烧,成为稳定的灰渣。污泥焚烧主要有单独焚烧和混合焚烧两种方式,其中污泥单独焚烧时采用较多的是流化床焚烧炉,混合焚烧可与垃圾、水泥原料及热电厂掺煤混烧等。该方法的优点是:焚烧法产生的剩余物较少,无异味,可迅速和较大程度的使污泥达到减量化,同时可以回收其中的热量,杀死病原菌;干污泥颗粒可作发电厂燃料的掺合料,燃烧灰可作水泥的添加剂,污泥陶粒等可作建筑材料。缺点是:建设投资大,设备成本高,管理水平合设备维修要求高,焚烧的烟尘如果直接排放,污泥中的重金属物质会随着烟尘扩散而污染空气,因此应配套相应的控制手段,减少环境风险,提高焚烧设备的运行稳定性。
2.7 污泥的堆肥处理
堆肥处理是一种无害化、减量化、稳定化的综合处理技术,是由混合微生物群落在潮湿的环境中对有机物进行分解。堆肥过程中产生的高温可以有效杀死病原微生物及各种寄生虫卵,并通过添加稀释剂、调节剂、膨胀剂可改善污泥的胶团结构,降低含水率,使污泥腐殖化。
3 污水厂污泥处理的新思路
在众多的污泥处理方法中,厌氧生物消化由于其高效的能量回收和较低的环境影响是目前国际上应用较为广泛的污泥稳定化和资源化的处理方法。我国在“十一五”期间已将污泥厌氧消化作为重要推荐的技术工艺, 鼓励城镇污水处理厂采用污泥厌氧消化工艺,产生的沼气应综合利用。但是,污泥厌氧生物消化工艺在我国应用率非常低,大部分污水处理厂污泥没有得到有效的稳定化、减量化、资源化和无害化处理。
3.1 设计并研制污泥囊式高效厌氧生物消化装置
针对传统污泥厌氧工艺建设投资大、沼气产量及回收利用率低等难题,可选择抗负荷能力较强的高密度有机膜,形成密闭性好的囊式结构作为同时处置污泥场所及回收沼气空间,无需重复设置沼气回收装置,降低建设投资,提高安全系数,构建以囊式高效厌氧生物消化装置为主体的技术集成。
3.2 设计并研制厌氧消化污泥深度脱水装置
分析污泥经过厌氧消化后水分存在形态变化情况,考察厌氧消化过程对污泥脱水性的影响,选择适合的脱水技术与设备进行深度脱水,以便于对深度脱水后污泥进行安全处置。采用电能、太阳能等能源,形成电脉动污泥干化和太阳能污泥干化等工艺,定量研究不同污泥干化工艺所需消耗的能量,优化系统运行参数,构建适用于厌氧污泥深度脱水的高效低耗处理装置。
3.3 向国外学习,与国际接轨
我国对于污泥处理处置技术研究和资金投入上都非常重视,在向国外学习的同时也引进国外 技术和设备。但根据实际的国情及环境、经济等发展需要,还应生产制造出属于我们自己的污泥处理处置设备和技术,使之适用于中国污泥处理处置,迎合未来的市场发展趋势,不断向可持续发展的道路上靠拢,并与国际接轨,稳步提高我国在国际上的地位。
4 结束语
城市污水厂的污泥处理工作任重而道远,这需要相关专业人士长期不断的努力。污泥处理技术多种多样,若能根据实际条件选择合适的处理方法,并能应用相应的配套设备使危害降到较低,那么我国的污泥处理事业将会向节能减排、高效低耗的方向发展,这对于我国的环保事业建设可持续发展意义重大。