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污泥处理的主要方法范文1
关键词:电镀废水;重金属;电镀污泥;资源化
中图分类号:X781.1
文献标识码:A文章编号:16749944(2017)8010502
1引言
电镀污泥是电镀行业产生的主要固体废弃物,因电镀废水处理过程中大部分重金属附着在电镀污泥中而使电镀污泥的重金属严重超标,因此,电镀污泥被列为危险固废。就目前而言,我国的污泥处置发展落后于污水处理设施,在污水处理厂建设的初期,往往只重视污水的处理而忽略了因处理而产生的大量污泥的处理[1]。
电镀污泥作为固体废弃物也应遵循固废处理的3R原则:无害化、减量化、资源化。根据环境保护部的《城镇污水处理厂污泥处置及污染防治技术政策》,污泥处置的首要目标是“减量化”、“无害化”和“稳定化”,“资源化”,且作为更高层次的要求存在。但是作为污泥,它具有的污染性和资源性双重特性,在保证无害化的前提下对其进行一定的资源化是目前电镀污泥研究的重点。
2电镀污泥的特性
电污泥因电镀工艺的不同存在一定的区别,这也是阻碍电镀污泥的资源化的一个重要原因。而污泥的理化性质是决定其处理方式的关键[2]。陈永松[3]等分析了12种来源不同的电镀污泥试样发现:电镀污泥的pH值在6.70~9.77之间(偏碱性);水分(一般在75%~90%之间)、灰度含量高(>76%);污泥组分十分复杂而且分布极不均匀;重金属含量很高,远远超过国家相关标准。在电镀污泥中的常规化合物有Al2O3、Fe2O3、CuO、SiO2、CaO、SO3、Na2O、MgO等[4]。
总的来说,电镀污泥具有含水率高、重金属质量分数大且热稳定性高、极易造成二次污染的特性。
3电镀污泥资源化的方法
目前,国内外对于电镀污泥资源化的方法研究主要集中在重金属回收技术和材料化技术这两大方向[4]。
3.1重金属回收技术
重金属回收技术通过化学、物理、生物等方法收集回收电镀污泥中的有价金属从而实现污泥的资源化。其主要的方法途径如下。
3.1.1浸提法
浸提法是指通过浸提剂与电镀污泥中的重金属反应来收集有价金属的方法。根据浸提剂的不同分为酸浸法、氨浸法和生物浸取法。酸浸法用硫酸、盐酸等作为浸提剂,主要针对铜、铁、镍等[5,6]有价金属的回收;氨浸法常用氨水作为浸提剂,主要针对铬[7]的回收利用;生物浸取法主要是利用化能自养微生物[8]的生化作用将电镀污泥中的重金属由固相变为游离态进入液相,再进行回收利用。
3.1.2熔炼法和熔烧浸取法
熔炼法主要用于回收电镀污泥中的铜、镍重金属[9],但因回收的效率不高且能耗大,并未得到广泛运用。熔烧浸取法是先在高温下熔烧,去除电镀污泥中的一些杂质,然后用酸、水等介质提取有价金属的资源化方法。
3.1.3焚烧-回收法
焚烧-回收法是在电镀污泥经焚烧的基础上,对焚烧渣中的重金属进行回收利用的一门技术。裔兆君[10]等通过对电镀污泥焚烧残渣中的Cu、Ni形态分析发现焚烧处理能明显达到减量化。国内外研究表明焚烧-回收法能有效实现电镀污泥的“减量化”和“无害化”。此法不仅有效的减少了电镀污泥的体积,还能产热给其他产业提供热能,而且最后残渣中的重金属也有很好的去处――回收利用。
3.1.4复合法
目前,电镀污泥中重金属的回收多是采用复合方法,例如顾冬梅[11]等对电镀污泥进行还原焙烧―酸浸处理得出还原焙烧比直接焙烧更有利于电镀污泥中铜的选择性浸出:煤粉投加量为10%、碳酸钙投加量为0.5%、温度为700℃、焙烧时间为20 min时,电镀污泥中铜的浸出率可达98.3%,含量达到15.07%。郑顺[12]等对电镀污泥氯化焙烧-弱酸浸出工艺的研究表明:盐酸为1 mol/L、浸出时间为45 min、浸出温度为318 K、液固比为4∶1时,镍的浸出率为97.48%,铜的浸出率为87.65%。
3.2材料化技术
材料化技术是指利用经过无害化处理的电镀污泥,将其作为原料或者辅料用于生产建筑材料、有机化肥材料等的技术[4]。丁庆生等[13]用钢铁废水污泥、钡泥、铜渣和电镀污泥作为主要原材料,掺入页岩、淤泥等校正原料制成防辐射功能集料,其重金属浸出浓度达到GB5080.3―2007的要求。
3.3其他资源化技术
3.3.1电镀污泥铁氧体化处理法
李磊等[14]采用酸浸―铁氧体化―毒性浸出分析工艺实现了电镀污泥的资源化。经过TCLP毒性鉴别,发现残渣及合成铁氧体都达到无害化。残渣可以用于安全填埋或者作为材料化技术的安全原料;铁氧体则可以作为工业产品被运用于生产实践中。
3.3.2电镀污泥的生物处理法
曾猛等[15]利用嗜酸性氧化硫硫杆菌(A,t)进行生物淋滤,经处理后的电镀污泥适合于农田施用。电镀污泥之所以不能用于农田回用的一个主要原因就是重金属含量过高,而P、S、K等营养元素又极度匮乏。通过这种生物处理法,能够有效的改善这种情况,实现了电镀污泥回用农田的可能。
4分析与展望
电镀污泥的成分和性质十分复杂[16],如何经济高效地将其资源化一直是研究的重点和难点。在对电镀污泥资源化的过程中应注意避免二次污染的产生。就目前电镀污泥资源化存在的问题分析,其资源化方法与技术在今后主要集中展现在以下几个方面。
(1)复合化:单一的重金属回收技术产生的二次污染对环境污染极大。重金属回收技术应多采用复合方法来减弱对环境的不利影响,进而有效避免二次污染的产生。这也是将来电镀污泥中重金属回收的发展趋势。
(2)无害化:是材料化技术电镀污泥资源化的前提;也是重金属回收技术的目标,只有做好无害化,才能更好的利用电镀污泥。
(3)生物化:生物法在处理环境问题中的优势愈加明显,如何更好地利用微生物处理电镀污泥是将来研究的重点。
参考文献:
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污泥处理的主要方法范文2
关键词:给水厂,污泥处理,技术,分析
引言:城市生活用水来自于给水厂,给水厂通过净化地下水和污水来获取符合饮用标准的生活用水,在这个流程中需要添加混凝剂以及其它药剂,因此生活用水的获得还会产生废水以及污泥,这部分的废水必须经过处理后再排出水厂,否则会严重的损害周边环境,也会造成巨大的资源浪费。当前国内的给水厂污水及污泥处理技术大多套用污水处理厂技术,因此在污泥的处理上并不存在单独的针对性技术,这就导致污泥的处理效果并不理想,有必要针对给水厂污泥处理技术进行研究和探索。
给水厂污泥主要源自沉淀池的排泥水和过滤池的冲洗排水两个环节,因此主要是包含石灰软化污泥和化学絮状污泥两类。给水厂的污泥中掺杂了大量从污水中净化出的有机物、金属杂质、净化药剂等物质,因此要想降低污泥数量,就必须降低混凝剂的使用量。
1 给水厂污泥处理技术发展概述
国外的给水厂已经普遍推广了污泥处理配套设施,最早在19世纪30年代末期美国就开始了针对给水厂污泥处理技术的研究,而在19世纪的70年代中期已经形成了完善的法律法规体系,用以规范给水厂的污泥处理工艺,各项给水厂污泥处理技术蓬勃发展。而在国内的给水厂污泥处理技术研究开始于20世纪80年代,上海的一家自来水公司首次针对污泥处理建立了项目研究组,并在90年代开始尝试建设给水厂污泥处理设施,当前国内的给水厂污泥处理设施主要在大型城市推广,中小城市尚未普及。
2 给水厂污泥处理技术分析
给水厂的污泥处理技术主要包括6个环节,各个环节的技术要点以及对污泥处理效果的影响程度都不一样,分述如下:
2.1 污泥定量
给水厂的污泥来源是多方面的,因此污泥的最终含量很难准确界定,所以在进行给水厂污泥处理设备的容量设计时,必须考虑到给水厂净化的各个流程,包括净化水的总量、混凝剂的用量、水质情况等等,此外净化工艺也会影响到污泥的产生量,这些因素综合起来,才能保证污泥处理设施的设计容量满足实际需要。
2.2 污泥调质
自来水厂排泥水处理一般在污泥脱水前需进行预处理,即污泥调质。尤其是采用铝盐(或铁盐)处理低浊度原水产生的污泥,由于污泥成份中金属氢氧化物的比例很高,污泥的脱水性能很差,更需要进行污泥调质。污泥调质有两方面的目的:其一是改善污泥性质和污泥的脱水性能,使污泥可以更快、更容易地脱水,大部份污泥调质是为实现这一目的:其二是防止脱水过程中过滤介质的堵塞,使污泥脱水可以保持稳定运行。
2.3 污泥减容
污泥中含有大量的金属、药剂和有机物,如果能够从污泥中剥离和溶解这些物质,就能够进一步降低污泥处理的总量,从而实现污泥处理费用的节约,污泥碱容就是这样一种污泥处理工艺优化手段,利用碱容技术可以剔除污泥中的绝大多数化学污泥成分,从而降低污泥处理负担。
2.4 污泥浓缩
浓缩的目的是提高污泥的含固率,减少污泥体积和后续处理设备的负荷。特别是对于机械脱水,浓缩通常是污泥脱水工艺必不可少的环节。
最常用的浓缩方法是重力式浓缩池。根据处理水量的大小,可设计为间歇式和连续式两种运行方式。对小型水厂,可使用带浮动式撇水装置的间歇式浓缩池。一般是采用带搅拌装置的连续流重力浓缩池。对污泥进行慢速搅拌造成的扰动有利于污泥颗粒之间的空隙水和气泡上升逸出,加速污泥的浓缩。速度太快容易打碎已凝结的污泥颗粒,反而造成污泥浓缩性能恶化。工程上常用的搅拌方法是在刮泥机的水平桁架上设置垂直搅拌栅。为保持不同半径圆周上的搅拌强度均匀,栅条的间距沿径向逐渐增大。
2.5 污泥脱水
污泥脱水的主要目的在于将污泥从流状固化成污泥饼,进而实现其搬运和远距离处理,所以脱水工艺是保证污泥最终处理效果的最后环节,同时这一环节的净化费用也是最高的。
污泥脱水一般分为非机械式污泥脱水和机械式污泥脱水两大类。非机械式污泥脱水又可以分为污泥塘和污泥干化床等,其中污泥干化床的应用和研究较多。机械式污泥脱水包括真空过滤机、离心机、带式压滤机、滚压式脱水机和板框压滤机等几种主要形式。
2.6 泥饼处置
脱水以后泥饼的处置是污泥处理的关键问题,污泥的最终处置费用高,环境影响大,处置方法多。脱水污泥也是一种资源,至少可以作为填土或垃圾填埋场的覆盖土,有些还可以制砖、烧水泥,不投加PAM富含有机物的脱水污泥还可以作为肥料。目前主要有泥饼的农用、泥饼的焚烧处理、泥饼的卫生填埋、泥饼的海洋投弃、泥饼资源化等。
首先泥饼可以直接向海洋投放,脱水之后的污泥变成泥饼,将泥饼运输至海洋深处后直接投放,但是要注意不得在禁止投放的区域进行污泥投放,而且污泥的投放也是有诸多的危害的,长时间在同一地点进行污泥投放会影响区域生态平衡,因此这种方法会逐步淘汰。
其次泥饼可以直接进行焚烧,因其内部化学成分较多,直接进行焚烧也可,但是这种方式会造成二次大气污染。
泥饼的填埋方法主要是在地质条件允许的区域进行有条件的填埋,填埋前还要对泥饼进行一定的物理、化学处理。
最后泥饼还可以应用在农业生产上,泥饼中的有机物可以作为农业种植的底肥用,将泥饼填埋至土壤表层,能够适当的提高土壤的有机物含量,但是在使用泥饼时,要确保泥饼中不含有大量有毒物质或是病毒物质,且重金属含量也要监测并保证不会危害植物生长。
结语:给水厂的污泥处理技术主要包括污泥量的确定、污泥调质、污泥减容、污泥浓缩、污泥脱水以及泥饼处置等关键技术环节,这些环节都是针对污泥的成分以及存在状态制定的针对性技术,也是保证污泥有效利用和净化的保障。虽然国内给水厂已经开始引入上述技术,并意识到针对性的污泥处理技术有利于环境保护和资源利用,但是限于发展时间以及工程技术人员水平的制约,尚不能完全的满足当前的环境保护需求,因此必须更加深入的探究适合国内给水厂的污泥处理技术和工艺,为我国水资源利用和环境保护做出应有的贡献。
参考文献
[1]程爱华,尹向辉.利用给水厂污泥制备透水砖的试验研究[J].绿色科技,2013(2):129-131.
[2]朱亚琴,徐乐中.给水厂污泥处置与资源化利用[J].广东化工,2011(12):92-93.
污泥处理的主要方法范文3
关键词 污水治理;污泥治理;节能降耗;技术探讨
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)11-0000-00
我国工业化进程日益加快,工业用水量也逐年上升。1998年到2008年的10年间,我国工业污水年排量从400亿吨上升到了600多亿吨,污泥治理投资占污水处理中资金的的20%-50%。我国目前已投入近百亿元用于污水处理,但污水治理的进程依然较为缓慢,需要我国各个行业共同努力,尤其是污水处理行业,应当注重污水污泥治理中的节能降耗,真正提高我国用水效率。
造成污水污泥治理效果不显著的主要原因是处理力度不够,一些中小企业缺乏对于污水污泥的治理经验,不仅达不到污水排放的指标,而且对于污水污泥的处理过程也缺乏科学性,处理环节能耗过大,时间较长。另外,有些企业对于污水污泥的处理只注重表面和上级部门的检查,缺乏对于污水污泥治理的根本理念,安装的污水污泥处理设备也没有得到充分的利用,反而加重了资源的浪费。
1 污水治理过程中的节能降耗
污水治理过程中的主要耗能环节是直接能源和间接能源的消耗。直接能耗是指以电能为主的燃料消耗,间接能耗指的是对污水进行处理时对生产药剂的消耗,如氯气和絮凝剂等。其中,污水治理过程中的能耗重点在于电能,因为电处理污水的所有设备几乎都是用电能带动的,因此要在处理污水的过程中节能降耗,就要节约电能。节约电能主要可以从不同的环节进行,但总体而言,要根据不同污水处理厂的具体情况进行设计,做好能源审计工作。审计的内容主要就是对污水处理设备耗电量进行检测,找到耗电量大的设备,予以更新或检修,对于污水处理中耗电的环节要改进操作方法,从技术和硬件设施上进行节能降耗。
传统的污水处理主要以一吨污水耗费电量这样的计算方法来决定其能耗指标,这种方法没有充分考虑水质、污水处理工艺和各地不同的排放标准等多种因素。对于污水水质较差的地区,吨水耗电量往往比一般水质的地区更大。
1.1 根据地区不同的污水情况,选择恰当的污水处理工艺
不同地区污水情况不同,对于污水的处理工艺要求也因此不同,所以在处理过程中的耗电量区别也很大,选择合理恰当的污水处理工艺,是污水节能降耗的初始步骤。要在传统的原有处理工艺上进行改造,取消不必要的工艺,或者利用可利用的环境进行顺势改造,如混合液回流步骤可以取消,还可以通过地势来降低水的提升高度。另外,从处理污水的机械设备方面来讲,可以完善鼓风曝气设备,安装变频控制系统等来实现节能降耗的目标。
比如,采用微孔曝气装置比采用中气泡曝气装置要更加省电,因为微孔曝气装置可以减小气泡尺寸,增大表面积,以此来减少风量。另外通过安装变频控制系统,可以在更大范围内产生更高的效率,精度更高。在污水处理过程中逐步采用自动化的调节系统是未来污水处理的发展趋势,而自动化的高级阶段是全面智能化,可以用于适应各种复杂的污水处理环境,我国目前还不能达到智能化的水平,需要建立一套完整的控制体系,使污水处理结果既能满足排放要求,又能在处理中达到节能降耗的目标,实现人与自然和谐发展。
1.2 探究更多新技术
要努力突破地区地理条件和自然环境的限制,充分利用现有的条件,探究出更多污水处理的新技术。比如采用新能源作为动力来进行污水处理。目前,已经投入使用的污水处理厂中有利用开阔地带,建立太阳能集热板,利用太阳能作为动力来进行污水处理,彻底改变过去大量使用电能处理的状况。发达国家中如日本已经出现了这种新能源污水处理厂。但是如何保证太阳能的能量转化效率,确保污水处理能量供应的稳定性,是在探究新技术中应当充分考虑到的问题。
2 污泥治理过程中的节能降耗
污泥治理是将污水中的沉积物质通过浓缩、脱水等无害化的处理,提取污泥中有机物质,如磷、氮等,可以再次加以利用,达到节能降耗的目的。污泥处理需要采用一些必要的化学药剂。
处理污泥过程中要做到节能降耗就要首先进行工艺改进,往往采用的是厌氧消化水方法,能够破坏污泥中固有的颗粒,使有机物充分释放。其次,跟污水处理方法一样,找到新型能源进行污泥消化与干燥,太阳能作为一种优质的能源,能够为污泥厌氧消化过程提供能量,减少了电能的消耗。
传统的污泥处理方法很容易造成二次污染,主要是由于使用的絮凝剂等化学制剂本身具有毒性,在对污泥进行填埋后不易降解。而要做到污泥治理过程中的节能降耗,就要避免在污泥浓缩、脱水过程中造成化学制剂的二次污染。污泥浓缩处理可以通过重力、离心浓缩等方法进行。利用重力进行浓缩耗能较少,但是不是普遍通用的方法,经过浓缩处理后的污泥体积上会减少近一半以上,含水率也有所下降。经过浓缩后的污泥为了方便运输,还要进行脱水处理,绝大多数污水处理厂会采用机械脱水的方式对污泥进行脱水,因为自然干化的方式存在对环境的污染,而且占地面积较大。经过实际处理污泥的经验总结,可以发现干化床法能耗相对其他方法较低,脱水后的污泥含水率仅有30%—80%,脱水率较高,电耗相对于真空滤机法或离心法等方法来说很低,是一种值得普遍采用的污泥脱水方法。
污泥经过最终处理后主要有三种情况:土地利用、填埋和焚烧。土地利用是将处理后的污泥通过覆盖、注射等方式使用在土壤中,来提高土壤的有机物含量,提高土壤肥力。焚烧可以减少污泥体积,减少污泥中有害物质的污染。
3 总结
污水污泥治理能够解决我国目前城市排污的压力,同时,利用新工艺、新设备和新方法可以增加我国环境治理方面的技术含量,尽可能地减少环境污染,并通过回收处理减少能源的消耗,形成一套完整的自然循环系统,为我国经济社会的全面发展做出贡献。
参考文献
[1]周远.污水污泥治理的节能降耗[J].科技导报,2010,28(22).
污泥处理的主要方法范文4
关键词 污泥处理现状发展趋势
中图分类号:[TU992.3 文献标识码:A 文章编号:
随着经济的高速发展,人口增长及城市化生活方式加快,生活与工业废水中的污泥量逐年提高,污染物质也大幅增加。因此对污泥进行无害化处理势在必行。
一、我国市政污泥处理的现状
污泥处理处置的目的是稳定化、减量化、无害化与资源化。我国市政目前对污泥的处置出路有: 污泥农用、污泥填埋、污泥焚烧、污泥海洋处置等等。
1、污泥填埋。污泥填埋是现今在欧洲各国使用最多、运行管理最成熟的处置方法。在将来的发展中填埋仍然是污泥处置中不可避免的方法。鉴于污泥填埋需要占用大量的土地,因而其应用受到越来越多的限制。但当污泥没有资源化途径而必须从物质循环中排出时,填埋是目前唯一的、不可替代的最终处置途径。
与其它污泥处置方案相比,污泥的填埋处置具有投资低、运行成本低、管理操作方便等诸多优点,这也是污泥填埋处置是目前国内外采用最广泛的原因。但是污泥填埋处置的不足之处在于占地面积较大,处置场地使用年限短,因此受到用地紧张的限制。
2、污泥农用。污泥中富含营养物质,如果污泥符合农用条例的要求,应用于农业、园艺业和林业,由此回到自然界的物质循环,可使污泥最终剩余物问题得到真正解决。目前,污泥的农用主要有污泥堆肥、污泥填土等。但是,污泥的农田利用同时也存在一些不利因素: ①污泥中可能含有病原菌和重金属等有毒有害物质; ②需要的农用土地面积较大; ③因气候的影响,以及要与作物播种及收获期相协调,致使污泥的运输及施工计划复杂,费用将增加; ④污泥的肥效无法与化肥竞争,存在销路市场问题。⑤施用污泥种植出来的产品,消费者在心理上不容易接受。
3、污泥焚烧。污泥焚烧可以摧毁一切有机物质,杀死所有的病原体,最大限度地减少污泥达到污泥减量化。当污泥的燃烧热值高,或者污泥有毒物质的含量高,城市的卫生要求也高时,就用于焚烧。但是,污泥焚烧也有以下缺点: ①污泥焚烧的投资及运行费用是污泥处置方法中最为昂贵的,使得其应用受到一定的限制; ②由于污泥的热值不是很高,且污水厂污泥处理量不大,一般难以利用焚烧余热进行发电; ③焚烧产生的烟气问题需要配置昂贵的处理设备才能达到有关的排放标准,而二恶英污染的问题至今尚难以解决。
4、污泥海洋处置。污泥的海洋处置具有投资小的优点,这是英国、爱尔兰、西班牙等沿海国家九十年代以前采用的主要污泥处置方法。这种方法的不足之处在于易形成富营养化现象。对海洋处置水域的环境影响较大,近年来其使用受到了一定的限制。
我国市政污泥处理的发展趋势
21世纪必将是污泥处理资源化的一个大发展时期,我们应积极研制开发污泥处理工艺,不断提高污泥效率,使污泥向资源化方向发展,将污泥变废为宝,找出一条使人民幸福社会发展的有效途径是我国当前污泥处理的发展趋势。
1、污泥用于建筑材料
污泥可制造建筑材料。利用城市污水厂排放的污泥和一些其他原料均匀混合来生产建筑材料制品,一方面利用了城市污水处理厂排放的大量污泥,另一方面高温分解了污泥中的有毒有害及致癌物质,城市污泥的二次污染问题得到了完全解决。污泥还可用于制砖和纤维板,污泥制砖有污泥灰渣制砖和干化污泥直接制砖两种方法;污泥制纤维板主要利用了活性污泥中含有的大量粗蛋白和球蛋白能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐水溶液的性质,在碱性条件下经过加热、干燥、加压后,蛋白质发生了变性,从而制成了活性污泥树脂,使之与经漂白、脱脂处理的废纤维结合压制成板材,其质量要优于国家三级硬质纤维板。
2、污泥缺氧/好氧消化技术
污泥的好氧/缺氧消化工艺适用于小型污水处理厂(≤20000m3/d),与好氧消化工艺比较,其曝气时间缩短,能耗降低,同时反应过程中可以利用缺氧段反硝化作用所产生的碱度缓冲好氧消化反应过程中产生酸性物质,防止反应器中 pH 下降。研究表明好氧/缺氧消化能够满足污泥稳定的要求,在常温条件下,消化 16 d,VS 去除率即可达到 38.2 %,同时好氧/缺氧消化对污泥中总氮的去除率高于传统的好氧消化,达到 36.4%,而且能够降低消化污泥上清液中的氨氮和硝态氮浓度。因此污泥好氧/缺氧在节能、提高总氮去除率、维持 pH 和碱度平衡等方面优于传统的好氧消化。
3、细菌捕食使得污泥减量化
有些细菌对污泥减量化能起促进作用,例如乳酸菌,乳酸菌最大的特点就是能产生大量的乳酸降低周围环境的 pH 呈酸性可抑制污泥系统中某些菌群大生长。乳酸菌能利用污泥中的某些还原性物质进行生长代谢,从而起到了降解污泥的作用。污泥中大多存在肠道病原菌和寄生虫,乳酸菌能分泌抑菌素,降低污泥的毒性但其作用效果受污泥浓度和发酵时间制约。由于其本身分解代谢时所需的营养物质如葡萄糖等。从污泥中都得不到有效满足,妨碍了正常的生长。所以若只用乳酸菌处理污泥,其处理效果维持时间一般不会太长这一点看乳酸菌在污泥处理中实际是起辅助作用。姚飞等研究表明在研制的复合菌剂中,乳酸菌将是保证环境 pH 稳定的菌,同时也具有一定的污泥降解能力及除臭能力。与其他有益菌综合作用,相辅相成,更有效地降解污泥。
4、生物细胞溶解污泥系统
通过强化细菌的隐性生长也可以达到污泥减量的目的。所谓隐性生长是指细菌利用衰亡细菌所形成的二次基质生长。整个过程包含了溶胞和生长。利用各种溶胞技术,使细菌能够迅速死亡并分解成为基质再次被其他细菌所利用,是在污泥减量过程中广为应用的手段。促进细胞溶解,在传统模型中可以认为是增大了细胞衰减速率,这样可以降低剩余污泥的产量。
污泥干化技术
污泥的常见热干化系统主要有直接干化(流化床干化、转鼓干化)、间接干化(薄层干化、浆式干化)和辐射干化(带式干化、螺旋式干化)等。污泥通过焚烧(鼓泡流化床)实现污泥稳定燃烧,使有机物全部碳化,杀死病原体,使污泥彻底实现无害化,但其系统复杂,专业技术要求高。污泥干化与其他方法相比具有的突出优点是:污染物最终处理效果好,污泥体积最小化,不存在重金属和合成有机物污染问题,处理速度快,干化后可就地焚烧,减少长距离运输,污泥焚烧炉渣制砖比干化污泥制砖更安全。
三、结语
随着城市规模不断扩大和人民生活水平不断提高,处理的污水量不断增多,随之产生的污泥也将不断增加。所以,要积极创造条件,尽早地将脱水的污泥达到填埋规范标准,或采取更好的行之有效的办法,真正达到污水处理的目的,保护环境。垃圾场要加强对污泥填埋的管理,进行科学的规划和设计,严格按照设计进行操作,进一步完善地下水收集、导排系统; 雨水收集、导排系统; 渗沥液收集、导排、处理和排放系统; 填埋气体收集、导排系统。并在实践中总结经验,不断提高污泥处理的技术水平。
【参考文献】
[1]姚刚. 德国的污泥利用和处置. 城市环境与城市生态, 2000, 13(1): 43~47.
污泥处理的主要方法范文5
论文关键词:碱预处理,剩余污泥,污泥浓度,填料
我国城市污水处理厂主要采用生物法处理污水,目前采用生物法脱氮除磷主要遇到两大难题。一是生物法处理污水过程中产生的大量剩余污泥处理和处置;二是运行中的污水处理厂普遍存在碳源不足而造成脱氮除磷效率欠佳,而投加碳源又增加了污水厂的运行成本。因此如何将这两大难题有效解决成为了近几年来国内外学者的研究重点。
剩余污泥水解过程中产生的大量的挥发性脂肪酸(VFAs)[1-4],可作为化工原料用于发酵工业生产各种高附加值产品,也可为低C/N城市污水提供碳源。采用剩余污泥开发碳源,使得污泥在城市污水处理厂内部进行循环利用,不仅降低了因投加碳源造成的成本,而且能在一定程度上解决污泥的处置问题,实现污泥的资源化、稳定化和减量化。但污泥很难仅通过微生物作用厌氧水解产酸,这是由于污泥细胞的细胞壁半刚性结构,只有通过预处理手段[5-7]破坏细胞壁,才能使细胞内大量溶解性有机质释放填料,提高污泥的水解速率,最终提高污泥的厌氧消化产酸的量。与其它预处理方法相比,碱预处理具有操作简单、方便,处理效果好等优点[8,9]。本研究采用碱预处理方法考察不同浓度的污泥对厌氧产酸效果的影响,以选取碱处理剩余污泥的最佳污泥浓度,并通过添加填料观察填料对污泥水解产酸的影响,以期为低碳氮比城市污泥提供有效碳源并实现污泥的资源化利用。
1材料与方法
1.1底物污泥
试验用泥取自郑州市五龙口污水处理厂的回流泵房和脱水机房。试验用泥每周取一次,取回的污泥在4℃下保存备用。脱水机房取出的脱水污泥,在试验中根据试验需要用蒸馏水稀释至所需浓度。
1.2试验方法
试验共分两个部分,一是污泥浓度对碱预处理剩余污泥水解产酸的影响;二是填料对碱预处理剩余污泥水解产酸的影响。
1.2.1污泥的碱预处理
用6mol/L的NaOH将污泥的pH调到12(±0.1),并使其pH值在缓慢搅拌下稳定5min,得到的污泥混合液在室温下(25-30℃)保存20h以强化碱处理的效果。经过20h预处理的剩余污泥,在反应开始前再利用6mol/L的NaOH调节pH为10(±0.1),刘晓玲[10]等研究发现pH为10的条件下,可显著改善污泥预处理产酸效率,并能维持稳定产酸量会计毕业论文范文。在本试验主要研究污泥经过碱预处理在反应中不调节pH时的产酸情况。
1.2.2污泥浓度对污泥水解产酸的影响
试验装置有效容积为2L,设有搅拌装置搅拌速度为60-80r/min,温控装置控制温度在32℃左右。通过对比不同污泥浓度,研究污泥浓度对剩余污泥水解产酸的影响。
表1 每组试验剩余泥的特征
Tab.1 Characters of waste activated sludgein each groups
编号
项目
第1组
第2组
第3组
第4组
第5组
第6组
TS c/mg·L-1
14
37
88
147
177
233
VFAs c/mg·L-1)
32
38
54
90
124
154
TCOD c/mg·L-1
5198
22600
41300
57700
76000
98800
SCOD c/mg·L-1
32
60
88
109
131
174
pH
7.01
7.03
6.97
6.97
污泥处理的主要方法范文6
关键词:城市污泥;处置处理;资源化利用
Study on resource reuse of municipal sewage sludge
Li Yinbo
(Guangzhou Institute of Shanghai Municipal Engineering Design General Institute, Guangzhou 510070, China)
Abstract:As the by-product of the sewage treatment plants, the output of municipal sewage sludge is very huge and its components are complicated, and it brings secondarypollution to human. People are concerned about what reasonable use of the municipal sludge. In the meantime,it contains organic matter and it's also effective biological resources which can be comprehensive utilized.Therefor, it may be the best solution to combine sludge treatment with resourceful utilization of sewage sludge.This paper discusses the character, traditional treatment of municipal sewage sludge, and the eisting problems in traditional methods. Based on a comprehensive analysis of resourceful utilizations of sludge,the trend of sludge treatment is proposed in the paper.
Keywords:municipal sewage sludge; treatment and disposa; resourceful utilizations of sludge引言
随着经济的高速发展,城市化和小城镇建设步伐的不断加快,人们对环境质量的要求日益提高,环境保护意识不断增强,环境保护与治理成了国家可持续发展的必然要求。大量的污水处理厂不断建成并投入使用,随之而来的污泥量也越来越大。城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,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,如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的二次污染。如何妥善地处置污水厂污泥,并将其作为一种新的资源加以有效利用,变废为宝,已成为城市污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平的重要因素,也是全球共同关注的课题。
1 传统的污泥处置方法及其弊端
1.1 卫生填埋
脱水污泥直接填埋本身是对资源的严重浪费,此外,还可能对填埋场形成诸多困难:
(1)填埋场一般是一层垃圾一层覆土,然后进行碾压,污泥的高含水率、高粘度经常使得碾压机械打滑甚至深陷其中给填埋操作带来困难。
(2)污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡,成为人为的“沼泽地”,给填埋场带来极大安全隐患。
(3)污泥的高含水率大大增加了填埋场渗滤液处理量,由于污泥细小,经常堵塞渗滤液收集系统和排水管,加重了垃圾坝的承载负荷,给填埋安全和管理带来困难,而且清理收集系统的费用极为昂贵。考虑到污泥是一种资源,一些国家开始限制污泥的直接填埋,填埋成本的上升,引发了人们深度处理污泥以满足减量化和资源化的市场需求。
1.2 污泥焚烧
焚烧是利用污泥中有机成分高,具有一定热值的特点来处置污泥。与其他的污泥处置方法相比较,焚烧的优点在于其产物为无菌、无臭的无机残渣,迅速地实现了无菌化和减量化的目的。但由于所需设备、能源及操作费用所限,尚不具备推广应用的条件。而且由于污泥中含有大量的有机物,燃烧时会产生大量的有害物质,如二恶英、二氧化硫、盐酸等气体容易造成二次污染[1]。同时,形成的重金属的烟雾和污泥烧尽的污泥灰也有造成二次污染的可能性,而且灰烬也没有好的方法进行利用。这些不利之处都限制了该种方法的广泛应用,一般只有在其他处置方法受到环境或土地利用限制时才会考虑采用。
1.3 水体消纳
水体消纳污泥是一种方便、经济的处置方法。它一般不需要进行严格的无毒无害化处理,也不需要脱水就可以直接排入水体。但这种方法并没有从根本上解决环境污染问题。污泥进入水体后,其中的有毒有害物质会溶入水环境,导致水生环境恶化,对海洋生态系统和人类食物链造成威胁。1991年起美国禁止污泥向大海投弃,1998年欧盟也做了类似的规定[2]。
2 污泥资源化利用
污泥处理应遵行“减量化、稳定化、无害化和资源化”的原则。一般而言处理可供选择的方法大致有浓缩、消化、脱水、焚烧、堆肥等,然后是最终处置。因此污泥处理方案的选定,应根据当地污泥的性质与数量;投资情况与运行管理费用;环境保护要求及有关法律与法规;城市发展动态及污泥资源化利用,综合考虑后选定[3]。污泥最终处置的常规方法包括土地利用、填埋和投海。投海对海洋生态环境和人类食物链造成威胁,国际公约已明令禁止;而污泥中有毒有害物质在土地利用过程中对环境造成的危害也逐渐显现,譬如未经处理的污泥直接施用于土壤,造成土壤板结,植物死亡,重金属在食物链上的积累;填埋则严重污染了填埋场附近的生态环境;并严重污染了附近的地下水。随着人们环保意识的增强,土地资源的日益匮乏,污泥土地利用条件的严格化,因此在污泥处理过程中强调污泥的稳定化及无害化,就显得尤为重要。而充分利用污泥中有用成分,提升污泥附加值的污泥资源化技术正在持续升温。污泥资源化利用是污泥处理可持续发展的重要途径,同时有利于使社会效益、经济效益和环境效益相统一。
我国城市生活污水处理行业,一直面临着污泥的出路问题,但污泥的根本出路是资源化,因此需要加强对污泥利用的开发研究,化害为利,使污泥的产生、处置与环境保护之间达到一个良好的平衡。目前污泥资源化利用主要有以下几种方法。
2.1 农林利用
城市污泥含有大量的有机质和N、P、K以及Mn、Zn、Cu、S、Fe等植物生长元素,是一种良好的肥料和土壤改良剂。田间实验表明污泥用于农田后能改良土壤的物理化学性质,增加土壤营养成分,提高土壤可耕作性将污泥施用于花卉、草坪等,既可远离食物链,又可就近消化污泥,还能减少化学肥料的用量。但污泥也含有大量有害物质,污泥中的重金属是决定污泥能否农林利用的主要因素。
2.2 建材利用
有些工业废水和生活污水混排处理后的污泥含有机废物、重金属和一些有害微生物,可用于制造砖块、生态水泥、陶粒、填料等[4]。比如有的城市污水厂与水泥制品厂或制砧厂合作,把污泥作为建材产品的掺合料一起焚烧,最终生产出质量完全符合标准的建材产品,同时还降低了生产成本。这种处置过程,充分利用了污泥中的无机物(粘土),补充了当前水泥生产与制砧生产紧缺的泥源;同时充分利用了污泥中有机物(具有热值)作为辅助燃料,减低了建材产品生产的煤耗量;由于焚烧温度高达1200℃,污泥中病原体被彻底毁灭,燃烧过程中产生的有害废气(如二垩英)被彻底分解,又无残留灰渣,彻底避免了对环境的污染;同时为建材生产厂提供了再生资源,降低建材产品的单位成本;根据市场经济运作,污水厂还从中得到了应有的实惠,但是污泥建材利用应考虑重金属浸出率及放射性污染物、有机污染物的影响。
2.3 环保材料
从污泥中提取出微生物絮凝剂,不仅可用于油水分离,还可用于去除污水中的悬浮物、有机物等。矿化污泥可制备用于回收水表面溢油的吸附剂,且效果相当显著。活性污泥能作为粘结剂将无烟粉煤加工成型煤。在加工过程中,污泥可改善高温下型煤内部孔结构,降低灰渣中的残碳,污泥热值也得到充分利用。未驯化污泥可制成降解五氯酚的颗粒污泥,而经氯苯驯化的污泥对氯苯、邻二氯苯、间二氯苯等共存的体系具有良好的降解作用[5]。
2.4 污泥堆肥
污泥堆肥技术是20世纪60年展起来的一项新兴生物处理技术。主要是利用微生物的作用,将不稳定的有机质降解和转化成较为稳定的有机物,并使挥发性物质含量降低,物理性状明显改善(如含水量低、呈疏松、分散、粒状)。处理后便于贮存、运输和使用。高温堆肥还可以杀死病原菌、虫卵等,使堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源污泥堆肥主要有两种方式,一是污泥消化或污泥和垃圾与其他物质混合堆肥后农用;二是污泥经过堆肥发酵制成复合肥农用。另外,还有人研究开发了污泥――化肥复合肥系列产品进行农用,更具有优越性。
2.5 用于聚合物复合材料
利用脱水污泥和废塑料为主要原料,张召述等[6]采用热塑复合法制备出聚合物复合材料及对应的微孔材料,最终材料表现出混凝土的刚度和聚合物的韧性,具有木材的性质,可锯、可钉、可切割、可装饰,而原料污泥中的有害物质重金属经聚合物固化和表面处理不会渗出,污泥的恶臭也被消除,因而这种材料能在工业及民用建筑领域得到应用。污泥制聚合物复合材料这一工艺的出现,无疑缓解了木材市场的压力,特别是以污泥与废塑料为主要原料这一特点,不仅解决了污问题,还解决了由废塑料带来的白色污染,为环保事业的发展拓展了新的方向。
2.6 污泥制吸附剂
近年来,一些学者研究发现,来源于污泥热解的衍生材料可以作为很好的吸附剂。一方面,污水处理过程中产生的污泥中含有大量的有机物,另一方面污泥中还含有的大量重金属氧化物。这种氧化物不但可以作为吸附剂,同时也是良好的催化剂。于是人们以污泥为原料,通过传统的活性炭生产工艺制得了污泥活性炭,主要应用于污水处理、有害气体吸附等。因此,污泥制活性炭这种资源化方法越来越受到人们的重视[7]。
2.7 其它综合利用
有的城市污水厂污泥则与制热单位合作,利用污泥替代部分燃煤制热,取得了较好的效果。污泥通过焚烧达到了无害化处置,,制热单位由于获得了污泥这一再生资源,缓解了当前燃煤供应紧张的局面并降低了制热生产成本。
3 结语
随着人们环境保护意识的不断提高和环境法规的不断完善以及国内外对能源的需求量逐年增加,开发和利用低成本、高效率、环境污染小的可再生能源已经成为社会的需求。所以城市污水厂污泥处理与处置必须遵循“减量化、稳定化、无害化、资源化”的处置原则,不能将污泥处理与处置的目的仅限于“减量化、稳定化、无害化”,而是应将“无害化”作为污泥处置的重点,把“资源化”作为污泥处置的最终目标。只有进行综合利用,才能有效地彻底解决污泥对环境污染。因此,应加强污泥资源化和能源化的开发利用研究,寻求新的应用途径、加工技术,将大量的废物变为可用物质,取得良好的经济效益和环保效益。
参考文献
[1]张桥,吴起堂.施用污泥堆肥对作物和土壤的影响[J].土壤与环境,2000,9(4):277-280.
[2]魏源送.堆肥技术及进展[J].环境科学进展,1999,23(12):23-25.
[3]张自杰.排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2000: 328-329.
[4]许拥胜.烧结砖产品定位与工艺质量控制[J].砖瓦世界, 2005(1): 12-13.
[5]牛波,吕鸿雁.污水处理厂污泥处理处置方法[J].地下水,2005,6(3):202-203