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污泥处理处置技术的研究进展
RSS 打印 复制链接 发布时间:2016-09-01 10:22:38
摘 要:随着我国污水处理技术的不断发展,在污水处理量与日俱增的同时也使得剩余污泥量不断增加,这些污泥如果不进行处理是不允许直接排放到外界环境中,因此对剩余污泥必须要进行无害化、减量化、资源化和稳定化的处理,在选择污泥处理处置技术之时要充分考虑技术可行性、经济可行性以及生态可行性,当前污泥处理处置技术正处于不断的发展过程中,在可以达到污泥处理处置目的的同时,如何降低其投资和运行成本成为当前污水处理领域讨论的热点问题。文章介绍了传统的污泥处理处置技术,并对几种的新型污泥处理处置技术进行讨论。 
关键词:污泥;处理处置技术;研究进展 
  前言 
  当前在污水处理技术中,活性污泥法是应用最为广泛的技术,其对脱氮除磷具有非常好的效果,同时在应用活性污泥法时的污泥产生量非常大,在工艺路线中,一部分污泥回流到曝气池参与生物反应,而剩余的污泥或龄期较长的污泥则需要从污水处理构筑物中排除,这些剩余污泥必须要经过适当的处理处置,使之无害化、减量化、资源化和稳定化,便于进一步的处置。一般来讲污泥处理处置投资和运行的成本非常大,最高可占到整个污水处理厂的投资和运行费用的50%以上,因此在可以达到污泥处理处置目的的同时,如何降低其投资和运行成本成为当前污水处理领域讨论的热点问题。 
  1 传统的污泥处理处置技术 
  1.1 传统污泥处理技术 
  1.1.1 好氧、厌氧消化技术 
  好氧、厌氧消化就是利用好氧微生物和厌氧微生物对污泥中的有机成分进行氧化分解的过程,经过好氧消化处理的污泥性质非常稳定,效果较好,但是缺点是好氧消化工艺的运行成本和维护费用较高,因此在我国污水处理厂中应用空间已经越来越小。污泥经过厌氧消化后性质也较为稳定,而且可以将处理后的污泥以能源的方式进行部分回收利用,因此是资源化的重要体现,然而厌氧消化后的污泥含水率较高,需要进行进一步脱水,因此还需额外投资脱水设备。 
  1.1.2 湿式氧化法 
  湿式氧化法是采用物理化学的方法,是将剩余污泥置于高压反应容器中,向容器内通入高压空气,使反应器压力达到1-20MPa,以空气中的氧气作为氧化剂,然后在300℃左右的高温下进行的氧化反应,可将液相的有机物质充分氧化分解为二氧化碳、水或小分子有机物,氧化反应较为完全,可用于高低浓度的污泥处理,处理效果十分显著,但由于高温高压反应对设备的要求较高,因此就增加了投资、运行和维护的费用,一般只用于投资规模较大的污水处理厂污泥处理。 
  1.2 传统污泥处置方法 
  常用的污泥处置方法有卫生填埋、焚烧、海洋倾倒、土地利用等。 
  1.2.1 卫生填埋 
  卫生填埋可以使处理后的污泥与地面环境有效隔离,并且处置成本较低,但是污泥的滤液可能会渗入地下水层,造成地下水的污染。 
  1.2.2 焚烧处置 
  焚烧的过程可将污泥转化为无机物,体积大为减小,同时可有效杀灭污泥中的细菌,但是在焚烧的过程中会产生二氧化硫、二恶英等气体,对空气造成严重的污染,随着国家对空气环境质量重视程度越来越高,使得焚烧处置污泥的方法会逐渐被淘汰。 
  1.2.3 海洋倾倒 
  海洋倾倒就是将处理后的污泥直接作为垃圾倾倒入海洋中,因此处置方式比较简单,处置费用较低,但海洋的自净能力毕竟有限,随着污泥数量的急剧增加,使得海洋倾倒会对海洋的生态环境造成越来越严重的影响,因此这种处置方法已经不被提倡。 
  1.2.4 土地利用 
  经过适当的处理后,污泥中会含有大量的营养成分可微量元素,可用于农业、林业用地土壤的肥料,从而实现费用利用,然而由于污泥中还可能同时存在重金属、放射性元素、多氯芳烃等等难于降解的有害物质,如果进入土壤中就有可能造成对土壤的污染,进而对农作物、林木造成污染,因此在将污泥土地利用处置之前一定要保证其无害化。 
  2 新型的污泥处理处置技术 
  2.1 超声波处理技术 
  超声波在水中产生的效应非常复杂,在一些清洗的领域已经普遍用超声波技术收到了良好的效果,而实践证明在污泥处理中应用超声波技术可取得较好的效果,其作用原理是:中低频的超声波在污泥的水相中可产生强力脉冲,从而制造局部的高温和高压条件,并同时产生超高速射流,在这样的极限条件下污泥中的丝状菌等微生物以及有机物的结构被破坏,防止污泥膨胀的发生,使污泥的脱水性大幅提高,经过脱水处理后使污泥达到稳定化、减量化和无害化的目的。在用超声波技术处理污泥时,可根据实际情况调整超声波的声能密度以及超声时间,不断优化处理条件,从而达到最佳处理效果。由于超声波污泥处理技术的能耗较大,且声能量利用效率不高,因此在一定程度上阻碍了其进一步应用,然而由于超声波对污泥的处理效果显著,使其仍然具有较好的应用前景,当前一般用超声波与其他处理技术联合使用,可降低运行成本,并保证污泥的处理效果。 
  2.2 原位减量技术 
  如前文所述,在活性污泥水处理过程中产生大量的污泥,在对这些污泥进行处理处置的过程中会耗费大量的物力财力,因此如果能够降低污泥的产量,使其在污泥水处理工艺的过程中就对污泥进行减量化处理处置,就会大大降低后续处理处置的费用。目前最为常用的污泥原位减量技术是利用微生物对污泥进行捕食和消化,使水处理反应器内的食物链增长,从而使污水环境内可用于合成生物体的能量大为减少,从而达到降低污泥产量的目的,可利用的微生物有纤毛虫、鞭毛虫、变形虫等原生微生物和线虫、轮虫等后生微生物,实践证明在原活性污泥水处理工艺中引入各种微生物后,活性污泥的产量仅是之前产量的30%左右,而且整个过程不需要另外投入处理处置设施,且免维护,投资和运行成本相当低,不影响水处理效果。 
  3 结束语 
  综上所述,污泥处理处置技术正处在不断发展的过程中,对于污泥的处理与处置,不外乎两种方式,一是对系统产生的污泥进行末端处理,使其达到减量化、无害化、稳定化和资源化等目的,二是在污水处理的原位进行减量的方法,使污泥在源头上进行处理,减少污泥排放量,因此,将这两种污泥处理处置的方式联合使用,首先使污泥产生量减少,剩余的少量污泥可进行末端处理,可取得较好的效果,应当是未来污泥处理处置技术发展的一个方向。 
  参考文献 
  [1]林亚楠.污泥处理处置技术的现状及发展趋势[J].科技创新与应用,2013. 
  [2]张韵.我国污泥处理处置的规划研究[J].给水排水动态,2010. 
  [3]杨晓奕,蒋展鹏.湿式氧化处理剩余污泥的研究[J].给水排水,2003. 
  [4]李丹阳,陈刚,张光明.超声波预处理污泥研究进展[J].环境污染治理技术与设备,2003. 
  [5]昝元峰,王树众,沈林华,等.污泥处理技术的新进展[J].中国给水排水,2004.
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