污泥处理全流程
上传时间:2019-08-12

1、厌氧消化技术——污泥处理的高效手段 厌氧消化是指污泥在无氧环境下,通过兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等,使污泥得到稳定的过程。当前行业普遍认为厌氧消化是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。与好氧消化相比具有成本低(不需要鼓风设备、除臭设备)、不良气体排放少、气体回收利用等优势。 按照处理温度不同,厌氧消化可以分为中温消化和高温消化两种。高温厌氧消化相对于中温消化具有产气率高、消化池体积小的优势,但是对耗能要求较高。我国当前普遍使用中温消化。目前认为厌氧消化需要经历四个阶段:分别是水解、酸化(发酵)阶段,乙酸化阶段,甲烷化阶段。各阶段之间既相互联系又相互影响,各个阶段都有各自特色微生物群体。厌氧消化具有以下优点:1)提高后续处理的效率并减少后续处理能耗。通常认为厌氧反应可以实现污泥减量化、稳定化。通过厌氧反应,污泥中有机物去除40%-60%,有害病菌减少。此外,厌氧消化提高污泥脱水稳定性,让焚烧等后续处理减少35%以上的能耗。2)厌氧消化成本较低。根据《中国环境报》统计,单纯厌氧消化投资成本约为20-40 万元/(吨/日),由于不用鼓风曝气等,节约了成本,单纯厌氧消化运行费用约为60-120 元/吨(含水率80%,不包括浓缩和脱水),而好氧发酵运行费用为120-160 元/吨。

2、污泥干燥(化)技术 按照处理工艺的不同有直接干燥和间接干燥两种。直接干燥是将高温烟气直接引入干燥器,通过气体与湿物料的接触对流进行换热。由于直接干燥会增加污染性气体,污泥处理量小且存在一定的安全隐患,欧洲各国已逐渐放弃直接干燥法,多采用间接干燥。 间接干燥是将高温烟气的热量通过热交换器,传给蒸汽,蒸汽在一个封闭的回路中循环,与污泥没有接触。间接干燥存在一定的热损失,但需要处理的烟气量小,不会产生二次污染。 污泥间接干燥流程图 目前,国内外的污泥干燥设备主要有:三通式回转圆筒干燥机(转鼓干燥机)、流化床干燥机、桨叶式干燥机、盘式干燥机、带式干燥机等。

3、卫生填埋技术——我国最普遍使用的污泥处理技术 卫生填埋是当前最“便利”的污泥处臵方案,在我国污水处理厂中普遍采用。卫生填埋具有操作相对简单,投资费用小、处理成本低、适应性强等优点。然而,卫生填埋存在以下不可避免的环境隐患和问题。一方面填埋需要配合必要的防渗技术,否则可能导致污泥中重金属和病原体下渗,污染土壤和地下水。此外,污泥产生的甲烷等温室气体和有害气体也会危害居民健康。另一方面,实践中填埋污泥多为脱水污泥,呈半粘稠特性,难以堆积易粘粘,降低了填埋效率和填埋场使用寿命。 由于填埋技术存在众多安全隐患,多数欧洲国家已经放弃或减少污泥填埋比例,转为焚烧等技术。反观我国,大量污泥仍通过填埋方式处理,且国内多个城市填埋场存在超负荷运转的情况

。4、污泥焚烧技术 焚烧法是一种高温热处理技术,即以一定的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化分解反应,废物中的有毒有害物质在高温中氧化热解而被破坏。焚烧处臵的特点是可以实现污泥的无害化、减量化(减容70%,最大可到90%)和资源化。焚烧的主要目的是尽可能地焚烧废物,并将被焚烧的物质变成无害和最大限度的减容,尽量减少新的污染物产生,以避免二次污染。近年来由于采用了合适的预处理工艺和焚烧手段,达到了污泥热能的自足,并能满足越来越严格的环境要求。以焚烧为核心的处理方法是被认为是污泥处臵最彻底、快捷和经济的方法。 按照焚烧方式不同分为直接焚烧和干燥焚烧两种。其中直接焚烧是指将高温污泥(含水率85%以上)在辅助燃料的作为热源的情况下直接在焚烧炉内焚烧。由于污泥含水量大、热值低,需要消耗大量的辅助燃料。直接焚烧下,污泥含水量大,焚烧后的尾气量较大,后续尾气处理需要庞大的设备,操作控制难度大。无论从运行成本和设备投资等方面,污泥的直接焚烧正逐渐被干燥焚烧所代替。干燥焚烧是指将污泥通过干化处理后再进行焚烧的技术手段。当前焚烧工艺包括单独焚烧、热点厂协同处臵、水泥窑协同处臵。

5、好氧堆肥(发酵)——形成生物肥料 好氧堆肥是在有氧情况下,通过微生物的发酵作用,将污泥转变为肥料的过程。其中有机物料代谢为二氧化碳、水和热。 好氧堆肥的优点包括:1)发酵效率高,稳定化时间相对短;2)臭味少,实现灭菌;3)含水率可降到40%;4)污泥成品主要用于修复盐碱地、城市绿化、垃圾场覆盖以及建筑等方面用土;5)并衍生出蚯蚓生物堆肥等来强化堆肥效果,比如兴蓉环境和绿山的合作。堆肥的难点主要包括:1)能量净支出,通风能耗费用占比80%;2)需对好氧堆肥运行的不同阶段的合理通风量加强研究;3)缺少C/N 等控制因素的理论研究,致使存在调理添加剂使用过多的情况。

6、碳化技术 “碳化”处臵技术是通过给污泥加温,使污泥中的微生物细胞裂解,将其中的水分释放出来,同时又最大限度地保留污泥中碳质的过程。碳化工艺特点包括以下几点。1)高温。在高温作用下,部分有机质发生解聚,形成可燃气体;2)低氧。在高温处理过程中,通过限制供氧量,实现有限燃烧;3)低水分。废弃物(如污泥)应首先降低水分(前臵干燥),才能进行热解处理。 相对于热力干化和焚烧,碳化技术优势在于:能源消耗低,剩余产物中碳含量高,发热量大,炭质利用价值大。这类工艺可能有不同的名称,如碳化、炭化、热解、裂解、干馏、焦化、气化、热裂、热裂解、高温裂解等。

7、建材和土地利用 污泥建材利用是指将污泥作为制作建筑材料的部分原料的处臵方式,应用于制砖、水泥、陶粒、活性炭、熔融轻质材料以及生化纤维板的制作。 污泥的土地利用是将经过妥善处理至符合一定标准的污泥或其产品作为肥料或土壤改良材料,用于农田利用、园林绿化利用或土地改良等场合,是一种积极、可持续的污泥最终处臵模式。土地利用在发达国家取得了良好的效果,主要是与农业实现了紧密联系。反观国内,污泥土地利用的道路走得异常艰难,由于以前工业污水和生活污水长期混同处理,出于对污泥中重金属风险的考虑,污泥制成的“有机肥”被农业部禁止进入农田,只能用作绿化土、填埋土、路基土等。

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