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城镇污水厂剩余污泥的处理与处置

  摘要:介绍目前剩余污泥的几种主要的处理与处置方式,并针对剩余污泥处理方法存在的不足与弊端,分析了污泥处置过程中各种方式的优缺点,指出污泥处置未来的发展方向。
  Abstract: The paper introduces several major treatment and disposal ways for remaining sludge, and analyzes the advantages and disadvantages of the various ways in sludge disposal process based on the shortcomings and drawbacks of the remaining sludge processing method, and pointes out that the future direction.
  关键词: 剩余污泥;处理与处置;农用;卫生填埋;焚烧
  Key words: residual sludge;treatment and disposal;agricultural;sanitary landfill;incineration
  中图分类号:[TU992.3] 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)06-0297-02
  0 引言
  近年来,随着国家经济的发展,环境污染越来越严重,影响了人与自然的协调发展。城市污水处理一直是水环境治理的关键内容。当前污水处理技术的研究不断出现新的突破,污水处理厂和相关配套设施也在不断完善,污水处理率大幅提高。目前,呼和浩特市预扩建、新建17座大中型污水厂(公主府、章盖营和辛辛板污水厂等)担负着呼市中心市区污水排放的重任。而污泥作为污水处理的副产物,占总处理水量的0.3~0.7%左右,它容量大、稳定性差、易腐败、有恶臭,若不妥善处理,很可能会对周围环境和农田作物造成二次污染。因此,污泥的整治与处理,不仅关系到污水处理厂的正常运行,也与环境效益息息相关。本文就目前国内外一些剩余污泥的处理处置方法作一介绍。
  1 污泥处理与处置的目的
  污泥处理与处置的目的有四:①稳定化。通过处理使污泥停止降解,使其稳定化,防止污泥二次污染周围环境;②无害化。将病原微生物及寄生虫卵杀死;③减量化。缩小污泥最终处置的体积,节省成本开支;④资源化和最终处置。在处理污泥的过程中化害为利,达到循环利用和环保的基本要求。
  2 污泥处理方法
  2.1 湿式氧化法(WO)法 湿式氧化法是一种物化法。在一定压力作用下以及临界温度为150℃~370℃的高温环境中,可通过湿式氧化法处理不易生化的废水或高浓度有机废水,且效果十分明显。在物质结构上,高浓度有机废水和剩余污泥相差无几,同理,湿式氧化法对剩余污泥的处理也是十分有效的。细菌群是构成剩余污泥的主要成分,在高温环境中这些细菌组发生水解反映,大量可溶性有机物从细胞中分离出来,在300℃以上并氧化30min以后,部分可溶性COD在氧化作用下转化成了CO2和H2O,剩余可溶性有机物成分都是以乙酸和其它有机酸为主的难分解有机物[1]。在这一过程中,82%的COD降解,18%的COD以非溶性形式存在;70%以上的MLSS被去除,且使MLVSS:MLSS的比率明显降低。
  2.2 厌氧消化和热干燥法 厌氧消化借助厌氧微生物的分解作用,使污泥中的有机物分解并趋于稳定。消化过程中可回收能源,消化后应该对含水率高的污泥进行脱水处理。污泥热干燥法是借助压力与热的破坏作用来瓦解污泥的胶凝结构,再对污泥进行消毒处理。经热干燥法处理后的剩余污泥可以作为农用肥料投入使用。若采取能源互补的方式将这两种途径综合利用,把厌氧消化处理后的剩余污泥再通过热干燥法进行二次处理,将热空气用过热蒸汽(SHS)代替来干燥污泥,就能大大节省成本开支,但成本投入较大。
  2.3 生物处理法
  2.3.1 膜生物反应器 近些年来,污水处理领域出现了一种新型处理技术——膜生物反应器。由于膜生物反应器具有很高截留率并将浓缩液回流到生物反应器内,使反应器中具有很高的微生物浓度并有很长的污泥停留时间,使有机物大部分被降解[2]。
  2.3.2 高速生物反应器 基于土壤处理污泥的原理,研究者发现了高速生物反应器技术。生物反应器、进料塔以及部分循环装置是构成该操作系统的基本元件。这个污泥处理系统能去除高负荷率污泥中45%~60%的悬浮固体,同时降解其70%~80%的有机部分。
  此系统不仅能将温度控制在利于微生物降解的温度范围内,满足持续运行的要求,而且能耗小,对于自然环境的要求不高,对于湿度较大的土壤污泥的处理效果明显。
  2.4 污泥减容化技术 近几年来,国内的环境科学研究人员纷纷开始了剩余污泥减容化机理的研究。他们通过水解-酸化技术,设置缺氧和微氧两个环境条件,借助水解产酸细菌使剩余污泥中细菌菌体外多糖粘质层发生水解反应,在水解作用下打开细菌的细胞壁,使大分子物质在水解作用下酸化成小分子物质,再回到废水处理系统中经好氧菌的消化,最后转化成无机物。
  3 污泥的处置
  3.1 综合利用
  3.1.1 农田林地利用 污泥所含的微量元素和有机成分可以为植物生长提供必要的能量,因此最理想的污泥处理方法是将污泥处理与农林生产相结合。我们可以将污泥制成有机—无机复合肥料,添入适量的钾肥来增加污泥肥料中钾的含量,以减少污泥肥料中所含的有害物质,提高肥效;同时尽量为使用污泥复合肥料的单位或个人提供更多的经济优惠政策。
  3.1.2 污泥焚烧产物利用 污泥中含有有机成分,可焚烧处理干燥的污泥。焚烧时,焚烧温度不得低于850℃,以免产生有害气体;焚烧后的污泥灰渣可作为混凝土混料的细填料使用。污泥焚烧产生的废气可用于发电。将适量的添加剂掺入脱水污泥中制成的合成燃料,可用于工业和生活锅炉的燃烧,燃烧热值高,而且有利于环境保护。   3.1.3 低温热解制取可燃物 污泥低温热解技术是利用催化剂的翠花作用,无氧加热干燥污泥到500℃以下,经干馏与热分解反应将污泥转化成可燃产物(如不凝性气体、油、炭和反应水等),转化率一般能达到200~300L(油)/t(干泥),但是污泥的成分以及采用合何种催化剂往往决定最大转化率,这比较类似于柴油的性质。
  3.1.4 建筑材料利用 经处理后的污泥可作为制作纤维板材与砖瓦的原料。①污泥制砖:一是直接采用干化污泥制砖,二是采用污泥灰渣制砖。②污泥制生化纤维板:通过活性污泥中所含粗蛋白(有机物)与球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质,制成活性污泥树脂,使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材。
  3.2 填理 填地和填海造地是污泥填埋的两种途径
  3.2.1 填地:①污泥填埋场周围必须设围栏,采取防鼠和防蚊措施;②集中处理高浓度有机污水;③小规模分层填埋未经干燥焚烧处理的污泥,焚烧污泥的灰渣可正常填埋。
  3.2.2 填海造地:①加设护堤,集中处理渗水,避免海水受到污泥的二次污染;②按照填海造地的规范严格控制污泥或灰渣中的重金属含量。
  3.3 投海 在河流入海口或沿海地区,可将焚烧灰渣、脱水泥饼、消化污泥和生污泥等消化处理后投入海中。在污泥投海工程实施前,必须做好投海区的选择,确保海水有足够的能力稀释和自净。
  4 小结
  经过减容、稳定、无害化处理的污泥也是一种利用资源。众所周知,农业生产是我国国民生活和经济发展的基本保障,若把污泥充分利用,处理成农用有机肥,将会节省一大笔农产成本投资;处理后的污泥也可以直接或间接作为燃料、热分解制油等,满足资源优化配置的使用要求。随着科技的进步和经济的飞速发展,相信在众多业内研究人员共同努力下,剩余污泥的处理与利用的技术也会层层出新,以满足每个时期对资源利用的各种需求。
  参考文献:
  [1]顾军,赵建夫湿式氧化处理城市污泥厂活性污泥的研究[J].同济大学学报,1998,26(3):345-348.
  [2]Y. KHAN. G.K.ANDERSON. Wet oxidation of activated sludge[J]. Water Research, 1999,33(7): 1681-1687.
  [3]刘振鸿等.剩余污泥处理新工艺[J].上海环境科学,1996,15(2):16-17.
  [4]汪洪生.国外污泥处理技术进展[J].污染防治技术,1998,11(1)32-33.



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