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污泥处理技术综述

行业资讯浏览次数:57发布时间:20-09-21

污泥的处理和处置已成为现代污水处理系统运行中最复杂,最昂贵的环节.如何正确处理污泥是社会和行业关注的焦点.随着环境保护监管的增加和循环经济渠道的兴起,中国污泥处置迎来了最佳时期,但其技术路线目前尚无定论.本文总结了现有的污泥处理技术,并展望了未来的主流技术路线.

早期,由于缺乏严格的污泥排放监管,我国污水处理厂建设中出现了"重水轻污"的严重现象.近年来,污泥总量的快速增长和巨大的潜在风险使如何正确处理污泥的问题逐渐成为公众和行业关注的问题.对于现代污水处理厂而言,污泥的处理和处置已成为污水处理系统运行中最复杂,成本最高的部分.

1.污泥处理处置技术概述

近年来,住房和城乡建设部,环境部等国家有关部门相继颁布了《城市污水处理厂污泥处理与污染防治》.技术政策(试行),"HJ-BAT-002城市污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行)","城市污水污泥处理技术指南"污水处理厂(用于试验实施)"和其他政策,以及指导文件提供了建议的污泥处理和处置途径.

第二,污泥处理方法

污泥处理:污泥处理浓缩,调节,脱水,稳定,干燥以及其他还原,稳定和无害的加工过程.t,我国污泥的主要处理方法包括增稠和脱水,好氧堆肥,厌氧消化和干燥.

污泥处理的主要目的是减少和稳定污泥的量,以方便污泥的运输和最终处置.一方面,降低了水分含量,使流动状态变为固态,达到降低的目的;另一方面,它稳定了有机物,使其不易腐烂,并避免了对环境的二次污染.污泥的处理方法通常取决于污泥的水分含量和最终处置方法.

(1)污泥增稠和脱水

污泥增稠的作用是通过重力或机械手段去除污泥中的部分水分,以减小体积;污泥脱水的作用污泥中的部分间隙水通过机械分离以进一步减少体积.增稠污泥的含水率一般可达到94%〜96%.常用的污泥机械脱水方法包括带式压滤机脱水,板框式压滤机脱水和离心脱水.脱水污泥的水分含量通常可以达到80%以下.

从污泥含水量与污泥状态之间的关系图可以看出,为方便污泥处置过程中的运输,对污泥进行脱水处理,使含水量降至80%以下,并失去了水分.流体状态.通常,如果污泥被填埋,其水分含量将低于60%.

(2)厌氧消化

污泥的厌氧消化是指污泥通过微生物的作用转化为沼气,以稳定污泥中有机物的矿化.厌氧消化可以减少污泥中有机物的含量,减少污泥的体积,提高污泥的脱水性能.

污泥厌氧消化在我国的应用目前并不顺利.在我国建设的厌氧污泥消化设施中,只有不到20座能够稳定运行.主要原因是我国的污泥质量差,处理厂的运行和管理水平低.我国的污泥含沙量高,有机物含量低,污泥的生物降解性差,消化设备的稳定性和沼气产生率等指标普遍不符合国外标准.

近年来,许多增强型预处理技术已应用于工程实践,这些技术可以通过破坏和水解微生物细胞壁来提高有机物的降解率和系统的产气量,从而大大提高了厌氧消化的效率.一个典型的例子是基于高温热水解(THP)预处理的高固体污泥厌氧消化技术,该技术利用高温(155°C〜170°C)和高压(6bar)进行热水解和闪蒸污泥.蒸汽预处理;其他包括生物增强预处理技术,超声预处理技术,碱预处理技术,化学氧化预处理技术,高压喷射预处理技术和微波预处理技术.

(3)好氧堆肥

好氧发酵通常是指高温好氧发酵.它是通过好氧微生物的生物代谢将污泥中的有机物转化为稳定的腐殖质的过程.代谢过程中产生的热量可以使原料层的温度升高到55°C以上,从而可以有效杀死病原体,寄生虫卵和杂草种子,并蒸发水分以达到稳定污泥,无害化和减少污泥的目的.

好氧堆肥具有以下优点:发酵效率高,稳定时间相对较短;达到约60度的高温,有效杀菌;水分含量可降低至35%左右;污泥产品主要用于土地.土壤用于恢复,城市绿化,垃圾场覆盖和土壤改良.

(4)污泥干燥

污泥干燥是指通过渗滤或蒸发去除污泥中大部分水分的过程.有蒸汽型,热风型或仅使用高炉热或工厂余热作为热源.

目前,使用最广泛的污泥干燥工艺设备包括流化床干燥,带式干燥,桨式干燥,卧式旋转圆盘干燥,立式圆盘干燥和喷雾干燥等六种工艺设备.干燥工艺和设备的选择应考虑技术成熟度,投资和运营成本,并结合不同污泥处理和处置项目的要求.

(5)石灰稳定技术

通过将一定比例的生石灰添加到脱水污泥中并均匀混合,生石灰与脱水污泥中的水分反应生成氢钙氧化物碳酸钙释放热量.石灰稳定化可以在杀菌和抑制重金属离子的腐蚀,脱水,钝化,改性和成粒方面发挥作用.

污泥的石灰稳定技术可以用作处理污泥的方法,例如建筑材料利用,水泥厂共焚化,土地利用和卫生垃圾填埋.石灰稳定技术的使用应考虑当地石灰来源的稳定性,经济性和质量.

3.污泥处置

污泥处置是指经过处理的污泥,在自然环境(地面,地下,水)中丢弃或再利用,可以实现长期稳定性,并且最终消耗方法不会对污泥产生不利影响.生态环境.我国目前主要的污泥处置方法包括卫生填埋,焚化,土地利用和建筑材料利用.

2009-2011年,在住房和城乡建设部的领导下,制定并颁布了一批城市污水处理厂污泥处理处置标准,其中《 GB / T23484 《 -2009年城市污水处理厂污泥处置分类》明确规定了四个类别共11条处置途径,并颁布(扩展)了与这些处置途径相对应的一系列泥浆质量标准.

在以上四种类型的11条处置路线中,分别进行垃圾掩埋,制造轻质集料并使用燃料(发电厂等).)(共烧)和其他三条路线没有相应的相应泥浆质量标准,并且存在客观的政策风险.应该将它们视为技术障碍或缺乏在中国大规模使用的条件.在实际应用中,由于经济和环境原因,基本上不采用制砖和单独焚烧这两种路线.随着垃圾填埋场资源的逐渐枯竭,通常会消除混合垃圾填埋场(包括使用覆盖土).一些内部人士建议,应根据环保要求的水平,按以下顺序选择其余五条路线(美化环境,改良土壤,农业利用,水泥生产和垃圾焚烧):

( 1)当污泥当其符合GB 4284-1984和CJ / T309-2009的要求并有足够的耕地可供消费时,首选污泥的农业处置方法.

(2)当泥浆质量不满足上述条件(1)但符合GB / T 23486-2009,CJ / T362-2011的要求时,有足够的绿地(或林地)消耗当采用污泥美化处理方法时.

(3)当泥浆质量不满足上述条件(1)和(2)但符合GB / T 24600-2009的要求时,有足够的盐碱地,沙地和废弃矿山供消费当农场等待修复土地时,采用污泥土壤改良处置方法.

(4)当泥浆质量不满足上述条件(1),(2),(3)或满足GB / T 24600-2009的要求,但消耗量不足时需要修复的地方土地上有垃圾焚烧厂,且混合燃烧达到GB18485-2014的要求时,采用废物混合燃烧处理.

(5)如果泥浆质量不满足上述条件(1),(2),并且没有足够的土地要修复和焚烧厂,并且水泥窑资源丰富,使用水泥窑协同处理方法:由于水泥窑资源极为有限,许多中心城市将其保留为危险废物和紧急固体废物处置资源,因此很难成为长期大规模处置污泥的手段.

四个.未来的主流技术路线

为解决污泥问题,"处置"决定"处置"是业界的共识.借鉴国际经验和行业内人士的分析,未来污泥处理处置技术发展的主要途径有四个:

(1)基于沼气能量回收利用和土地利用的厌氧消化技术路线

一般认为,厌氧消化的成本较低,可以实现污泥的减少和稳定化.据《中国环境报》统计,单纯厌氧消化的投资成本约为20万至40万.元/(吨/天).由于不需要充气,因此节省了成本.简单厌氧消化的运行成本约为60-120元/吨(含水率80%,不包括浓缩和脱水),好氧发酵的运行成本为120-160元/吨.

在欧洲和美国,超过50%的污泥通过厌氧消化处理,产生的沼气被转化为电能,以满足污水处理厂所需电能的33%-100%.但是,污泥厌氧消化在我国的应用并不顺利.在中国建造的约50个污泥厌氧消化设施中,只有20多个能稳定运行.主要原因是我国的污泥质量差,处理厂的运行和管理水平低.

近年来的研究和实践表明,采用碱水解,热处理,超声处理,微波处理等方法对污泥进行预处理可以提高污泥的水解速度,提高厌氧污泥的消化性能.污泥厌氧消化技术将是未来的主流方向.

(2)基于土地利用的好氧发酵技术路线

好氧发酵具有效率高,稳定时间短,水分含量低,同时杀菌效果好等优点.主要用于盐碱地的恢复,城市绿化,垃圾场的掩盖和建设,以实现污泥中有机质和营养元素的有效利用,设备投资少,操作管理方便.

但是,好氧堆肥还存在诸如净能量消耗之类的问题,并且还缺乏对不同阶段的合理通风和碳氮比等控制因素的理论研究.传统的堆肥或槽式堆肥覆盖面积大,且发酵产物具有重金属污染,这使我国难以开发有氧发酵技术.

今后,污泥好氧发酵项目可以采用高效,快速,稳定,集约化的设计和运行模式,可以大大减少占地面积;研究表明,我国城市生活污泥中的重金属含量超标,比例约为5%,污染风险小.该技术在相对欠发达地区具有广阔的应用前景.

(3)污泥干燥焚烧技术路线

污泥干燥焚烧最无害,但设备投资和运行成本高,焚烧产生的烟气污染严重,需要建立完整的烟气处理系统,这也增加了污泥处理的成本.因此,干法焚烧工艺通常适用于土地紧张和经济发达的地区.

现阶段,当我国污泥的厌氧消化和好氧发酵技术还不成熟时,污泥的干燥和焚烧在一定时期内可能会增加,特别是在工业窑炉中.合作焚化.

(4)基于建筑材料的污泥干燥处理技术路线

高干脱水工艺可使污泥含水率降低到10%.大多数建筑材料公司都有足够的废热和废热,例如砖瓦厂窑炉产生的废热和烟气.利用废热干燥污泥是近年来流行的研究方向.以最低的成本用废物和干污泥处理废物,以实现大幅减少的目标.干污泥作为原料按一定比例掺入建筑材料中,最终实现资源利用.