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城市污水厂污泥浓缩新技术的应用
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-01-17 11:06:03

 摘要:随着社会的不断发展,城市用水产生废水垃圾越来越多,这使得城市污水处理厂的规模也在不断扩大,污水处理技术也在不断提升。污泥浓缩脱水作为新进的高效污泥处理机械设备可以实现高效浓缩脱水并达到除磷的目的,并成倍地提高污泥的脱水效率和生产能力, 可以连续浓缩、压滤大量的污泥。基于此,文中笔者就城市污泥浓缩脱水机的应用对城市污泥的处理技术进行了简要的探讨。 

  关键词:城市污水厂、污泥浓缩、新技术 

  中图分类号: S141.6 文献标识码: A 

  一、前言 

  近年来,随着我国经济的发展和城镇化的不断推进,城市污水厂的建设规模不断扩大,污水处理程度逐步提高,随之剩余污泥的产量也逐渐增加。截止2011年,全国年污泥产量已达到2200万吨,并呈现不断递增的趋势,预计到2020年污泥产量将突破6000万吨。对于上海市2007 年污泥产量已达87.5万吨(含水量 80%),预计2020年将会达215万吨(含水量 80%),上海市将面临着严峻的污泥处置形势。   

  二、污泥浓缩脱水机的引进 

  污泥浓缩脱水机是国际上近些年兴起的一种高效污泥处理机械设备。它可以替代占地面积大、 投资高、 处理工艺相对落后的污泥浓缩池, 来进行高效浓缩脱水并达到除磷的目的, 同时可成倍地提高污泥的脱水效率和生产能力, 可以连续浓缩、压滤大量的污泥。十多年前我国大部分采用污泥浓缩池工艺, 后期较多采用污泥浓缩脱水机, 分别有转鼓式、 滤带式、 真空式、 板框式、 离心式等不同型式, 并且滤带式也有各种不同的结构型式, 但这些设备几乎全是进口产品。近几年我国的企业通过技术引进、 合作生产、 技术开发等已经基本掌握生产技术, 陆续有正式产品进入我国的污水处理厂投入运行。但各个生产制造厂家生产的污泥浓缩脱水机的结构型式各有不同,有转鼓浓缩带式压滤的污泥脱水一体机、 浓缩和压滤都是滤带式的污泥浓缩脱水机等。   

  三、污泥处理处置技术 

  1、污泥填埋 

  污泥的填埋可以在专门的污泥填埋场,也可和生活垃圾一起在固体废弃物填埋场填埋处置,目前我国污泥填埋大多采用与生活垃圾混合填埋的方式,污泥填埋应满足GB/T23485—2009《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》的规定。它的优点是处理方法简单、成本低、不需要高度脱水(自然干化),填埋场一次性投资较小,建设周期较短等,正是由于这些优点,污泥填埋成为污泥处置的一种重要方法。例如,希腊、德国、意大利等国主要采用填埋方法处理污泥,我国采用陆地填埋处理污泥也占总污泥量的31%左右。但是,污泥填埋需要占用大量土地,污泥运输费用较高,并且可能会对周围的土壤环境以及地下水环境产生潜在的污染,存在二次污染的风险,产生的沼气等废气不仅污染环境还存在安全隐患。同时,很多富含营养成分的城市污泥直接填埋,造成资源的浪费,不符合可持续发展的理念。所以,我国将逐步限制未经无机化处理的污泥在垃圾填埋场填埋。 

  2、投海处理 

  污泥投海是利用海洋巨大的稀释和容纳能力来处理污泥,不需要进行严格的无害化处理,也不需脱水就直接排入水体,且容量大,对于沿海城市来说处理费用低,但此法没有从根本上解决环境污染问题,会对海洋生态环境造成污染,引起全球环境问题。 

  美国和韩国分别于1988年和2008年禁止污泥海洋倾倒,我国也已禁止对污泥的投海处置。 

  3、污泥焚烧 

  城市污泥中含有大量的有机物和一定的纤维素、木质素,具有较高的热值可用来焚烧。城市污泥经焚烧后彻底消灭病原微生物,体积大大减少,减量率可达95%,最大程度地实现无害化和减量化,产生的热量可以实现回收利用,焚烧后的焚烧灰也可以改良土壤、筑路、制砖瓦等,是污泥处置最为有效和最彻底的方法。例如,日本已制定并实施了大区域污泥处置和资源利用的ACF计划:A(Agriculture)——污泥无害化后用于农业、园林或绿地;C(Constructionuse)——污泥焚烧后将灰分制成固体砖或其他建筑材料;E(Energy recovery)——利用污泥发电、供热。在日本,焚烧灰分利用率已经达到污泥总使用率的27%,并呈继续增长趋势。自2008年韩国禁止污泥填海处理以来,污泥焚烧技术也得到长足的发展,焚烧灰在韩国也具有较好的应用前景,目前已有17家水泥厂采用污泥焚烧灰分作为水泥的主要原料。 

  随着污泥焚烧技术的发展和人们环保意识的增强,城市污泥焚烧时产生二氧化硫、二噁英等气体和污泥中的重金属随烟尘的扩散造成空气污染也逐渐被关注,污泥焚烧的烟气排放控制技术也成为了研究热点和亟待解决的问题。例如,法国威立雅公司开发的污泥热氧化处理技术及设备,通过在高温(>850℃) 焚烧或者在低温(250~350℃) 湿式氧化的方法将所有或大部分污泥干化,同时回收能量 ;德国西门子公司开发了Ecoflash污泥间接干化技术和SBD污泥直接干化技术来辅助焚烧技术应用;法国得利满公司也开发了一套干化+高温流化床焚烧系统+烟气处理的污泥处理技术,该技术对外加燃料需求较低,焚烧后烟气很好地满足排放标准,也成功地应用于美国、加拿大、法国等20余座污泥焚烧厂。 

  我国污泥焚烧处于起步阶段,大致有3种方式:与垃圾混烧、污泥单独焚烧、与现有电厂掺烧。对于污泥与垃圾混烧的方式,由于污泥和垃圾的来源不同,两者适宜的焚烧炉型也不相同,焚烧后的灰分可利用性也相差较大,投资和成本也相对较高,并不适合广泛采用 ;对于污泥单独焚烧方式,分干化焚烧和直接焚烧两大类,其中以干化焚烧技术的应用最广。上海石洞口污水处理厂污泥干化焚烧系统和在建的上海竹园污泥处理工程即为该种方式。对于污泥与电厂掺烧,在电厂距污水厂或污泥厂近的情况下,较为适合采用该种焚烧方式,能够减少运输量,有效利用现有设施,投资也较少。 

  4、土地利用 

  土地利用通常用于农用、土地改良和园林绿化。市政污水厂污泥富含植物所需营养成分,如活性污泥中含氮约3.5%~7.2%,磷3.3%~5.0%,钾0.2%~0.4%,并且还含有硫、铁、钠、镁、钙等微量元素和富含有机物的腐殖质,适宜做有机肥料和土壤改良剂,具有很好的环境效益和经济效益。在美国约有40%左右的污泥采用土地利用的方式进行处置,我国的污泥土地利用比例也达到了44.8%。尽管如此,污泥土地利用也存在着一定的问题:污泥中存在的大量病原菌、寄生虫 (卵),以及铜、铝、锌、铬、汞等重金属和多氯联苯、放射性核素等难降解的有毒有害物对土壤的污染,和在此基础上可能造成的食品安全问题。所以,污泥的无毒无害化处理是污泥土地利用的主要问题。 

  目前,国内外主要采用的污泥无毒无害化处理的方法主要有堆肥和碱性稳定化。堆肥利用混合微生物群落在潮湿的环境中对有机物进行分解,过程中产生的高温可以有效地杀死病原微生物及各种寄生虫卵。污泥经过高温堆肥进行生物发酵技术处理后,把有机废物转化为稳定性较高的腐殖质,可达到无害化和资源化。 

  天津市污水处理研究所在纪庄子污水处理厂进行了污泥高温堆肥的前、后消化污泥提取液的综合毒性试验研究,发现堆肥前、后消化污泥的提取液对草履虫的半致死浓度相差 10 倍,堆肥对污泥中毒性有机物具有显著的降解效果。不同于堆肥,碱性稳定化主要利用石灰的碱性以及水解出大量热的性质,能够有效地杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属,处理后污泥可直接施用于农田。    

  四、结语 

  综上所述,随着国内大型城市污水处理厂建设的进一步加快,污泥处置已成为突出的问题。从长远看,对于我们这样一个农业大国,应将污泥制成污泥复合肥料或污泥生物复合肥料,将农田林地利用作为主要的有效利用途径。同时,也要发展研究其他的资源化途径,如直接或间接作为燃料、热分解制油等。 污泥焚烧作为最彻底的处理方式。    

  参考文献: 

  [1] 孙先长 罗云 万涛:《含油污泥处理技术现状与展望》,《中国资源综合利用》,2009年10期 

  [2] 汪洪生:《国外污泥处理技术进展》,《污染防治技术》,1998年01期 

  [3] 牛樱 陈季华:《污泥处理技术进展》,《东华大学学报(自然科学版)》,2000年04期 

  [4] 李亚东 李海波 梁浩:《城市生活污水处理中剩余污泥处理技术探讨》,《环境科学与技术》,2005年04期 

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