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污泥处理原则集锦9篇

时间:2024-03-13 14:34:59

污泥处理原则

污泥处理原则范文1

关键词:自来水厂 排泥水 污泥量 污泥处理

0 概述

自来水厂排泥水含有大量来自原水的污染物,排泥水直接排放,会对地表水体造成污染。随着经济的发展和人们环保意识的提高,我国自来水厂排泥水处理已经提上议事日程。

实施排泥水处理,首先必须确定合理的污泥量,因为污泥量的确定直接影响整个排泥水处理工程的设计规模,从而影响到设备配置和投资规模。自来水厂的污泥量受多种因素影响,包括原水水质、水处理药剂投加量、采用的净水工艺和排泥的方式等。污泥量确定包括两方面内容:一是排泥水总量,它决定浓缩池规模;二是总干泥量,确定污泥脱水设备的规模。

污泥量确定一般需要较长时间数据的统计结果,因此即使目前没有建设排泥水处理工程计划的自来水厂,着手进行有关水厂污泥产量资料的收集工作仍然是明智之举。

1 排泥水总量确定

排泥水总量可分为沉淀池(或澄清池,下同)排泥水量和滤池反冲洗废水量两部分。

通常可以认为自来水厂一泵房取水量和二泵房出水量之间的差值即为自来水厂排泥水的总量。但它不能分别确定出沉淀池排泥水量和滤池反冲洗废水量,且这一估算方法不够准确。

已投产的自来水厂,根据水厂的有关运行参数可以较准确地计算出沉淀池排泥水量和滤池反冲洗废水量。水厂沉淀池采用人工定时排泥,只需根据每天排泥次数、每次排泥历时和排泥流量以及沉淀池格数,就可以计算出沉淀池的排泥水量。同样道理,也可以根据滤池每天冲洗次数、每次冲洗历时、冲洗强度及单格滤池面积和格数,计算出滤池反冲洗废水量。如果沉淀池排泥和滤池反冲洗实现了自动化运行,则需要对水厂沉淀池排泥和滤池反冲洗进行现场观测,了解沉淀池排泥和滤池反冲洗流量、每次历时和统计每天排泥或冲洗的次数,然后进行计算。

尚未建成或仍处在设计阶段的自来水厂,沉淀池排泥水量和滤池反冲洗废水量可根据沉淀池排泥和滤池反冲洗的设计参数进行估算,也可以参照已建成投产的、条件相近的自来水厂实际运行资料进行估算。

排泥水总量的确定,最好能绘制出排泥水量在一天内的变化曲线。由于水厂沉淀池排泥和滤池反冲洗都是在较短的时间内完成,瞬间流量很大,绘出变化曲线,对确定排泥水截留池和浓缩池设计规模有很大帮助。

2 干污泥产量确定

2.1 计算法

根据投加混凝剂在混凝过程中的化学反应、原水中悬浮固体对污泥量的贡献及其它污泥成份的来源,可以近似地计算出干污泥的产量。当硫酸铝用作混凝剂时,化学反应可简化为:

Al2(SO4)3·14H2O+6HCO3-=

2Al(OH)3+6CO2+14H2O+3SO42-(1)

由式(1)可知,氢氧化铝是形成污泥的主要产物。根据方程式的计量关系,投加1 mg/L的Al2(SO4)3·14H2O大约会产生0.26 mg/L的氢氧化铝沉淀物。原水中的悬浮物因为在混凝过程中不发生化学变化,它将产生相同重量的干污泥。其它水处理中的添加物,如高分子絮凝剂或粉末活性炭,也可认为以1∶1的比例产生污泥。

根据以上分析,可以建立干污泥量的计算公式。同样的分析也适用于铁盐作混凝剂的净水工艺。

日本水道协会[1]推荐采用(2)式计算干污泥量:

S=Q(TE1+CE2)×10-6(2)

式中S--干污泥量,t/d;

Q--自来水厂净水量,m3/d;

T--原水浊度,NTU;

E1--原水浊度与SS的换算率;

C--铝盐混凝剂投加率(以Al2O3计),mg/L;

E2--铝盐混凝剂(以Al2O3计)换算成干污泥量的系数,取1.53。

英国水研究中心[2]推荐用(3)式计算干污泥量:

S=2T+0.2C+1.53A+1.9F

(3)

式中S--干污泥量,mg/L;

T--去除的原水浊度,NTU;

C--去除的原水色度,H;

A--铝盐混凝剂投加率(以Al2O3计),mg/L;

F--铁盐混凝剂投加率(以Fe计),mg/L。

美国Cornwell[3]推荐用(4)式和(5)式分别计算用铝盐和铁盐作混凝剂时的污泥产量:

S= 8.34Q(0.26Al+SS+A)

(4)

S= 8.34Q(1.9Fe+SS+A)

(5)

式中S--干污泥量,lb/d(1 lb/d=0.453 6 kg/d);

Q--自来水厂净水量,mgd(1 mgd=3.785×103 m3/d);

Al--铝盐混凝剂投加率(以Al2(SO4)3·14H2O计),mg/L;

Fe--铁盐混凝剂投加率(以Fe计),mg/L;

SS--原水总悬浮固体,mg/L;

A--水处理中其它添加剂,mg/L。

同时Cornwell推荐(6)式为原水浊度T与SS关系式:

SS=bT

(6)

式中b--SS与浊度T的相关系数;

T--原水浊度,NTU。

Cornwell认为,在原水色度不高的情况下,b在0.7~2.2之间变化。综合以上3种计算公式,可知它们均出于同一思路,具有相似的形式,都要求测定原水浊度与SS的相关关系,这主要是因为SS的测定比较烦琐,自来水厂一般不对原水的SS做常规分析,而对原水浊度则有每天的记录。

2.2 混凝剂物料平衡分析法

该方法是根据自来水处理系统中混凝剂成份的物料平衡进行分析的。无论在净水过程中加入什么样的混凝剂,它在水处理系统中的物料进入和排出应该是平衡的。该法第一步,分析所用混凝剂中的铝(或铁)的实际含量,然后计算出净水过程中向原水加入铝(或铁)的投加率;第二步,获取自来水厂原水、沉淀池排泥水、滤池反冲洗废水和出厂水样品,并对这些样品进行铝(或铁)含量的分析;第三步,对排泥水平行样品进行总悬浮固体的分析。经过以上的分析,干污泥产量就可以计算出来。

例如,假设一个10万m3/d的自来水厂,由混凝剂投入原水的铝为5 mg/L,沉淀池排泥水分析测得总悬浮固体浓度为1.0%,其中铝的含量测得为400 mg/L。这里忽略原水、滤池反冲洗废水和出厂水中微量铝的影响,则每天加入净水系统的铝为: 10×104×103×5=5.0×108mg/d。

因为排泥水中含有400 mg/L的铝,则总排泥水量为1.25×106 L/d(5.0×108/400)或1250 m3/d,则干污泥量为1.25×104 kg/d(12.5 t/d)。

由于任何一种方法都难以准确地确定自来水厂的干污泥量,因此建议以两种方法所得到的结果进行相互校核。

3 原水浊度与SS相关性分析

计算法是应用较多的干污泥量确定方法,该方法需要确定原水浊度T与SS之间的相关关系。不同地域、不同水源及不同季节这个相关关系可能存在较大差异,因此建议每个自来水厂都对原水进行浊度T与SS相关关系的测定,测定的时间应尽可能长些,有一年以上的时间跨度。测定结果可以进行分月、分季度原水浊度T与SS相关关系分析。

Cornwell[4]列举了一个浊度T与SS相关关系的例子(见图1)。由图1可知,该测定结果有较强的相关性。

图1 Cornwell的原水浊度T与SS相关关系

图2和图3分别是作者对上海市A水厂和B水厂原水浊度T与SS相关性分析的结果,从图中可以看出,自来水厂原水浊度T和SS有较好的相关性。

图2 上海市A水厂原水浊度T与SS相关关系

图3 上海市B水厂原水浊度T与SS相关关系

从以上图中可以看出,不同水源水的相关关系存在较大差别。实际上,即使在同一水源,不同季节测定的相关关系也可能会有变化。

在测定浊度T与SS相关关系时,原水SS的测定必须认真仔细。因为部分滤纸能滤过的颗粒在混凝时则能够从水中去除,因此有条件的地方应采用0.45 μm的滤膜代替滤纸进行过滤,以提高测定的准确性。有很多水厂的原水浊度T和SS都很低(如湖泊、水库水),为了提高测定的准确性,SS测定时需要采集1 L甚至几L水样进行过滤。各自来水厂可以通过摸索后确定实际测定的水样量。

如果原水的色度很高,对污泥产量会存在影响。因为大多数原水的色度在滤纸过滤时不会被截留,而在水处理工艺中色度会被混凝、沉淀、过滤工艺去除,形成色度的物质也会存在于污泥中。在这种情况下,计算干污泥量时应考虑色度的影响。

4 自来水厂排泥水处理干污泥量设计值的选取

自来水厂干污泥产量随原水浊度、处理水量、混凝剂投加率变化,因此水厂的干污泥产量是一个变量。那么,选择怎样的干污泥产量设计值才是经济合理的呢?

一般可以用两种方法来确定自来水厂干污泥量设计值。一种方法是目前设计单位常采用的,就是通过试验分析原水浊度T和SS的相关关系,通过资料分析确定原水浊度的设计值和混凝剂投加率设计值,再结合水厂规模,根据计算公式算出干污泥量设计值。用原水浊度最大值和混凝剂最大投加率对设计值进行最不利情况校核。例如:试验得出B水厂原水浊度T与SS 的相关关系为:y=0.6x,考虑一定的安全系数,取浊度T和SS的比值为1∶1。该水厂原水浊度和混凝剂投加率分析分别见图4和图5。

图4 B水厂原水浊度统计分析结果

图5 B水厂混凝剂投加率统计分析结果

从图4可以看出,B水厂原水浊度主要分布在20~75 NTU之间,其中在40~45 NTU之间出现的概率最高。从累积概率曲线看,浊度65 NTU以下占近80%。因此取65 NTU作为浊度设计值。从图5可以看出,该厂混凝剂投加率主要在12~14 mg/L之间,投加率16 mg/L以下的累积概率在75%左右,因此取16 mg/L作为混凝剂投加量设计值。由于该厂是以Al2(SO4)3·18H2O计量混凝剂投加率,它与Al(OH)3的化学计量关系为0.234。另外,该厂去除色度约10 度,水处理规模为40万?m3/d,根据以上数据可以计算该厂干污泥量的设计值:

S =4.0×10 8×(0.234×16+65×1+10×0.2)÷1.0×109

=28.3 t/d

该厂原水浊度最大值为109 NTU,混凝剂最大投加率为29.8 mg/L,则最大干污泥产量:

Smax =4.0×10 8×(0.234×29.8+109×1+10×0.2)÷1.0×109

=47.2 t/d

如果以28.3 t/d设计脱水设备,每天运行1班,则增加1班就可满足处理最大日污泥量的要求。

选取干污泥量设计值的另一种方法是根据水厂每天的处理水量、原水平均浊度及当天的混凝剂投加率,计算出每天的干污泥产量。然后对一定时间内日干污泥产量进行统计分析,就可以得到:平均每天的干污泥产量;最高日的干污泥产量;出现概率最高的干污泥产量范围。

如果脱水设备正常情况下每天运行1班,则干污泥产量设计值可以依据以下原则选取:

(1)该设计值必须大于平均每天的干污泥产量;

(2)该设计值要大于最高日干污泥产量的1/3;

(3)该设计值应不小于概率最高的干污泥日产量范围。

依据这三条原则确定的干污泥量设计值,当干污泥产量在最大概率的污泥日产量以下时,可以使污泥脱水在正常运行模式下完成。当干污泥产量超 过设计值时,可以通过以下途径解决:

(1)增加污泥脱水设备运行班次,直至每天24 h运行;

(2)通过排泥水处理工艺系统的平衡调节池贮存过量的污泥。

例如B水厂日干污泥产量分析见图6,其平均干污泥产量为12.66 t/d,最大干污泥产量为30.94 ?t/d。 ?

图6 B水厂干污泥日产量分析结果

从图6可以看出,该厂干污泥日产量出现概率最高为8~10 t/d,有90%的概率是在18 t/d以下,如果选取18 t/d作为干污泥日产量的设计值完全符合上述选取原则,也可以满足处理要求。需要说明的是,以上所举两例,前一种方法计算干污泥量时每天的处理水量是以40万m 3/d进行计算的,后一种方法是以每天实际处理水量来进行计算的,由于实际处理水量不到40万m3/d,因此两者所选取的值差别较大。比较以上两种方法所得到的结果可知,前一种方法偏于安全。

上述方法确定的干污泥量设计值,既能保证排泥水处理的正常运转,又充分考虑了利用排泥水处理运行模式可挖掘的潜力,是经济可行的选取方法。

5 结论

(1)实施自来水厂排泥水处理工程,确定经济合理的污泥产量十分重要。

(2)污泥量确定包括排泥水量和干污泥产量,排泥水量决定排泥水处理工程中浓缩池规模,干污泥量则决定脱水设备规模。

(3)排泥水量需根据自来水厂沉淀池排泥方式和滤池反冲洗方式确定,相对较容易。

(4)干污泥量可用计算法和物料平衡分析法进行确定,其中计算法使用较多。建议用两种方法所得到的结果进行相互校核。

(5)计算法要求分析自来水厂原水浊度T与SS的相关性。研究表明,同一水源浊度T与SS均有一定的相关性,但不同水源间这一相关关系差别较大,因此每一水厂都应进行原水浊度T与SS相关性的分析。

(6)干污泥量设计值的选取有两种方法,一种方法是先选取原水浊度的混凝剂投加率的值,然后进行计算获得;另一种方法是先计算出一定时间范围内水厂每天的干污泥产量,然后分析得出干污泥产量设计值。前一种方法偏安全。

参考文献

1 日本水道协会.水道设施设计指南·解说.1990

污泥处理原则范文2

关键词:污水处理 SBR反应器 污泥浓缩池

SBR法是序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor)的简称,它的主体构筑物是SBR反应池,污水在该反应池中完成反应、沉淀、排水及排出剩余污泥等工序,使处理过程大大简化。

SBR艺是一种结构形式简单,运行方式灵活多变、空间上完全混合、时间上理想推流的污水生物处理方法。该工艺近年来在国内得到了广泛的应用,工艺设计方法已逐步成型,并根据我国的国情得到了进一步的完善和发展,本文拟就将污泥浓缩池置于SBR反应池内的设计和运行作一介绍。

1 内置式浓缩池的设计

SBR反应池形式有圆形和矩形两种。圆形反应器有比较好的混合状态,但由于占地面积大和施工困难,多用于小规模的污水处理工程中;矩形反应器应用的较多,其长宽比一般为1:1~2,反应池内水深一般在4~6 m。污水自流入反应池开始到闲置时间结束为一个运行周期,沉淀工序中,活性污泥絮体静止或层流状态下进行重力沉淀。由于SBR池设有沉淀分离污泥的功能时段,且沉淀时混合液处于静止或层流状态,利于污泥历经沉淀、浓缩、压实阶段,为了减少污泥处理设施的数量与占地面积,提高污泥系统运行的灵活性,同时在SBR系统中提高脱氮除磷的效率,可将污泥浓缩池置于SBR池内。

1.1 内置式浓缩池的设计步骤

①根据所需处理的污水水质,计算每日BOD负荷F(kg/d);

②假定适当的污泥负荷F/M一般为0.1~0.45 kg[BOD]5/(kg[MLSS]·d),从BOD5负荷 F计算出活性污泥量M(若以生物脱氮为目的时,污泥负荷选0.02-0.05 kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d);

③假定排水时适当的SVI(一般设为100-150mL/g),计算出沉淀时所需的污泥体积;

④确定SBR反应池的个数(或分格数),计算各池中的污泥体积;

⑤确定SBR的循环周期(根据出水要求,一般在1.8~12h),计算每池每周期所需处理污水的体积;

⑥确定SBR反应池的容积,其容积为第④、⑤步计算的污泥和污水体积之和;

⑦假定水深,计算每池面积及长、宽尺寸;

⑧根据SBR池面积和第⑤步所求得的污水体积,确定出池内的最低水位;

⑨计算每天由SBR池中排出的剩余污泥量;

⑩确定浓缩污泥浓度;

⑾确定内置式污泥浓缩池的尺寸,计算浓缩池贮泥区的断面,计算污泥流入区的断面,计算污泥流入断面面积。

1.2 计算实例

某污水,水量Q=5000m3/d,原水水质如下:BOD5=170mg/L,SS=250mg/L,CODcr=450mg/L。每日的BOD负荷为F=Q·S0=5000m3/d×170mg/L×10-3=8500kg/d; 设定污泥负荷为Ns=0.3 kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d),其活性污泥量为:

M=MLSS/0.85 = Q·S0/0.85 Ns=8500/(0.85x×0.3)=3.33 t。

设污泥的 SVI=150 mL/g,则沉淀后污泥体积为:

V′m=M×SVI=3.33×150=500m3

确定SBR为2组4池,周期为 6 h,则污泥体积为:

Vm=V′m/n=500/4=125 m3

每池每周期处理的污水量:

Vw=Q/(n·T)=5000/(4×4)=312.5 m3

SBR池的容积:

V=Vw十Vm=125十312.5=437.5 m3

确定SBR池的尺寸:

设池深 H′=4m,

池面积A=437.5/4=110 m2

设 L × B × H=15m × 7.5m × 4 m= 450 m3

实际池面积A=15 m×7.5 m=112.5 m2

SBR池总高 H=H′+h(保护高度)

池内的最低水位

Hd=H′-Vm/A=4-312.5/(15 ×7.5)=1.22 m

剩余污泥量:

当污泥负荷NS=0.l-0.4 kg[BOD5]/(kg[MLVSS]·d)时,污泥产量为0.8-1.3 kg[污泥]/kg[SS],取1.0。

当污泥负荷NS= 0.03-0.1kg[BOD5]/(kg[MLVSS·d时,污泥产量为:0.3-0.8kg[污泥]/kg [SS],取 0.75。

G′=5 000 m3/d ×250 mg/L ×1.0 X 10-3=1250 kg/d

每池每天的剩余污泥量

G=G′/n=1250/4=312.5 kg/d

设浓缩后的污泥浓度为2.0%:

内置式污泥浓缩池的尺寸

设每池的排泥次数为2次.则每池每次排出量为:312.5/2=156.25吨/次;

因浓缩后的污泥浓度为2.0%.则污泥体积为Vw1=156.25/0.02=7812 kg

设污泥密度近似等于1,且浓缩后的污泥高度为lm,则浓缩池贮泥区面积:

A′=7.812/l=7.81 m2

则污泥浓缩池的尺寸为:

L × B × H=2.5m × 2.5m × 4 m= 450 m3

污泥浓缩池占SBR池的面积比率为:

7.81/(15 X7.5)=6.9%

为便于施工,设计时将污泥浓缩池与SBR池采用等深的矩形混凝土结构池,为防止污泥在池底形成死角而厌氧,将池底浓缩泥斗设计边坡,角度45-600。为防止曝气区对浓缩池的影响,进泥口设为百叶窗,混合液经整流后进人浓缩池。百叶窗的底部不高于SBR反应池的最低泥位,其上部不高于SBR反应池的最高液位,入流面积可根据上述计算结果而得。

内置式污泥浓缩池的设计形式见图l、图2。 图1为内置式污泥浓缩池的平面形式,图二为污泥浓缩池的剖面。

2 浓缩池的运行

剩余污泥的排出一般是在SBR反应池整个运行周期的末期进行,浓缩后的污泥经由污泥提升泵或重力排出系统。当排泥时,浓缩池内液位下降,浓缩地外的污泥及混合液由于势能差而自动补充进入浓缩池。当进行下一周期的进水阶段时,SBR反应池内的液位不断上升,SBR反应池内由于工艺的要求进行搅拌或曝气使得混合液中的初始污泥浓度高于池内的平均浓度,此时,污泥随混合液进入污泥浓缩池,直至达到最高液位,污泥在此进行浓缩并作为剩余污泥在该周期中被排出系统。当SBR池内液位达到要求的水位后,由于污泥和水的密度差,浓缩池内的上清液与污泥不断进行置换,将污泥滞留在浓缩池中,当工艺有污泥回流的要求时,此种置换和污泥的流入则更为明显。

污泥进入浓缩池后,由于存在曝气池内混合液与污泥浓缩池上清液的不断置换,使得浓缩池内混合液的溶解氧浓度大于0.2 mg/L,此时,污泥中被嗜磷菌超量吸附的磷将不会由此而被大量释出。在SBR系统排泥工序时将污泥排出系统并及时脱水,即实现了生物除磷。

在浓缩池中的微生物籍助上清液中残存的基质进行呼吸,污泥逐渐处于饥饿状态,当浓缩池中呈缺氧状态的污泥进行回流并与入流混合时,微生物将大量吸附入流中的溶解态有机物和部分胶体与固体物质,有机物被吸附在细菌的表面,并在细菌胞外酶—水解酶的作用下,将污水中的复杂分子降解为可被微生物细胞同化的单元,使系统提高了可生化性,有利于系统的稳定运行。浓缩污泥回流时,由于浓缩池中污泥浓度较高,也有利于降低污泥回流的动力消耗,降低了运行费用。

污泥在浓缩池中的浓缩时间视工艺要求而定,在实际操作中,由于SBR池内污泥的絮凝沉淀性能较好,浓缩2 h即可达到2%的含固率。

经过啤酒、酿造、食品、喷漆、化工以及制药等行业十余项工程的运行,证明内置式污泥浓缩池的污泥浓缩效果较好,污泥浓度稳定,且污泥的脱水性能与通常采用的污泥浓缩池的污泥性能无明显差别。

3 结语

污泥处理原则范文3

关键词:城市污水厂 污泥减量化 稳定化 无害化 资源化

浙江省随着工业化与现代化建设步伐加快,为保护环境,为建设生态省,确保社会经济可持续发展的需要,近年来加快了城市污水治理工程的建设。自2000年以来,至今年上半年,全省已建成投产和试运行的城市污水处理工程项目共达35个,总的处理规模达340万m3/日,城市污水处理率达42.3%,35个污水厂所在地估算每天产生干泥量达1286吨,其中得到不同程度处理与处置的为544吨/日;计划到2005年年底城市污水处理工程建成个数增加到55个,总的处理规模达440万m3/日,城市污水处理率达到53.0%;到2007年年底,城市污水处理工程个数增加到73个,总的处理规模为500万m3/日,城市污水处理率为58%,到时全省实现县县建有污水处理厂。

我省城市污水厂建设与运行管理历史较短,经验不足,遇到不少新问题,当前较为突出的一个问题,是城市污水厂污泥处理处置建设滞后,运行管理经验不足,污泥对环境带来的二次污染情况较普遍。

一、必须按照科学发展观全面指导城市污水厂污泥处理与处置建设与管理

“坚持以人为本,全面发展、协调发展、可持续发展”的科学发展观是我国社会主义建设的科学总结,是社会主义建设客观规律的反映,也是各行各业必须共同遵循的准则。回忆我省近年来城市污水治理工程的历史,凡是按照科学以展观建设的工程,就能充分发挥投资效益,工程的综合效益好;凡是违背科学发展观建设的,工程投资效益就不能充分发挥,综合效益差,有的甚至起到“负面”作用。

城市污水厂污水处理与污泥处理及处置是两个独立的不同阶段又相互紧密联系的一个完整的体系。污水处理,是把城市原生污水通过“物化”处理与“生化”处理等措施,把原生污水中固相污染物质从污水中分离出来(被分离的污染物质称为原生污泥)。污水经处理后的出水称为“尾水”,达标后排放或回用。污泥处理是把含水率较高的原生污泥通过浓缩、脱水“减量”化处理,和后续通过“生化”处理,进一步减少污泥中有机物含量达到“稳定”化处理,上述两个阶段统称为污泥处理,污泥处置是在上述污泥处理后,最终进行“无害化”和“资源化”处置。由此可见,污水处理是搞好污泥处理与污泥处置的前提与基础,而污泥处理与处置是污水处理的实现的最终目标的保证措施。这两者缺一不可。一个完整的城市污水治理工程,污水处理工程、污泥处理处置工程必须同步规划、同步建设、同步投产、同步运行。只有这样才能充分发挥污水治理工程整体功能,达到保护环境造福人类的目的。

我省有些城市污水治理工程建设中,污泥处置工程没有与整个治污工程做到同步建设,其原因有以下种种:有的城市是因为缺少排水专业规划与污泥处理与处置专业规划,因依据不足,工程初步设计缺乏污泥最终而必需的处置内容;有的是由于资金紧张,处置工程“暂缓”安排建设。这样,污水厂投产后污泥因得不到正常处置,造成污泥无序乱堆放,对环境带来二次污染。有些城市污水厂保护环的功能在衰退,逆向转入集中污染环境趋势。这种不正常的现象我们极不允许!只有按照科学发展观要求,加快污泥处置配套工程建设,才能确保城市污水,治理工程整体效益达到充分发挥。

二、必须按照循环经济增长模式全面按照“四化”要求强化城市污水厂污泥处理与处置

循环经济是一种新的、符合可持续发展理念的模式,在一些发达国家取得了明显成效。当前我国正处在一个全面建设小康社会关键历史时期,在这一时期如何保证保持经济平稳运行,健步增长发展,经济增长模式必须由传统的单向线型模式(即资源产品废弃物直接排放)转变成循环经济模式(资源产品废弃物再生资源利用,是闭环反馈式循环过程)。在城市污水厂污泥的处理处置过程中,全面执行减量化、稳定化、无害化、资源化处理与处置的方式是循环经济模式的体现。它具有强大的生命力、良好的环境效益、社会效益与经济效益。

我省有的城市污水厂污泥最终处置选择了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(如阿?f咽)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。

有的城市污水厂污泥最终处置与制热单位合作,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。

有的城市把污水厂污泥经浓缩、脱水与适当堆放稳定处理作为农肥后用于苗圃、园林绿化,或土壤改良。

上述种种,按照“四化”要求对污水厂污泥进行处理与处置的,虽在我省城市污水厂中还是少数,但是它代表着一种发展的方向,不久将来必须会得到迅速普及。其原因是:

1、城市污水厂污泥是一种宝贵的再生资源。

从循环经济观点来看,“资源”这一概念是相对的。据报导目前全世界钢产量的1/3、铜产量的1/2、纸制品1/3来自循环使用,有些发达国家在17个产业生产中,已经实现了水资源消耗的零增长甚至负增长。同样,在城市污水厂污水处理过程本身来看,产生的污泥是一种废弃物,但对后续综合利用生产单位(如水泥生产、制砧、农用、土壤改良)来说是一种宝贵的再生资源,它具有普遍的使用价值。随着科技进步与循环经济模式推广,城市污水厂污泥必然会得到广泛利用。

2、从保护环境角度来看,城市污水厂污泥最终进行资源化处置,才能彻底消除污泥对环境的污染,有利于保护环境。

3、从提高资源使用率角度来看,城市污水厂污泥资源化处置,是充分发挥了污泥这一再生资源使用价值,做到了物尽其用。

三、城市污水厂污泥全面执行“四化”处理与处置的对策

1、要进一步统一对城市污水厂污泥处理与处置技术路线必须全面执行“四化”要求的认识。当前首要的问题是认识不统一,主要有以下两个方面:

其一是有些同志把城市污水厂污泥仅仅看作是一种废弃物而不是资源。他们把有些地方污泥未进行处置归罪于“污泥误认为资源”、“过分强调了污泥资源化”,他们还主张污泥处理与处置最终目的应仅限于“减量化、稳定化、无害化”,强调“资源化”不是最终目的。这种思维方法是把环境保护与资源综合利用对立起来。事实恰恰相反,按照循环经济增长模式,应把环境保护与资源综合利用统一起来。我们主张在保护环境的前提下搞污泥综合利用,同时也认为只有综合利用,才能有效的彻底解决污泥对环境污染。我们相信,遵照“实事求是”、“因地制宜”的原则,依靠社会化生产大合作的形式,能找到有利于保护环境、安全实用、经济合理污泥处理与处置办法。

其二,是有的同志主张万事不求人,不主张污泥处置与其它单位搞合作、搞联营,其理由是这样做不可靠、不正规,而自己单独搞污泥处置既缺少资金、又缺乏技术力量,结果是污泥处置还迟迟不能上马。这种想法与做法与社会化生产、有效的分工合作、组织集约型生产模式相违背的。事实上企业间进行有效合作,可相互取长补短,能快速提高整个社会生产综合效益的充分发挥。污泥处置采用社会化生产,加强企业间合作,有利于多、快、好、省地全面推行污泥“四化”处理与处置的技术路线。

2、要进一步制订相关的污泥处置技术政策。

正确的技术政策是正确技术路线实施的保证。以往我国虽出台了一系列技术政策,但尚欠完整。笔者建议国家有关部门要进一步补充制订有利于城市污水厂污泥全面执行减量化、稳定化、无害化与资源化处理及处置的技术路线实施的相关技术政策。

(1)要坚持实事求是、因地制宜,一切从当地实际情况出发的原则;

(2)污泥资源化利用方案必须通过多方案技术经济比较,择优选定,被选定方案有利于保护环境,污泥综合利用做到安全实用、经济合理,实施方便可行;

(3)城市污水厂污泥处理与处置设施应与污水处理设施做到同步建设、同步投产、同步运行。今后凡缺少污泥处理与处置的设施的污水治理工程不得通过竣工验收,只有把污泥处理与处置设施补充完善了才能通过竣工验收;

(4)要禁止污泥无序堆放,任意污染环境的行为;

(5)鉴于节约用地考虑,要尽量少用土地填埋处置技术;

(6)要大力提倡污泥综合利用处置技术。根据不同条件要分别优先推广污泥焚烧与建材化生产相结合的处置技术、污泥替代燃煤的处置技术、污泥生产复合肥料与土壤改良等综合利用技术;

(7)建议政府对全面按“四化”要求,污泥处理的企业,在财政上给予必要支持,在税收上给予一定减免优惠政策;

(8)要进一步补充制订污泥质量评价标准。

3、建议各地政府与有关部门要进一步加强城市污泥处理与处置工作的领导。

(1)要加强科技投入,不断加强城市污泥处理新技术、新工艺、新设备的研究;

(2)要做到规划先行,今后城市污水厂建设前必须先制订有关城市排水专业规划与污泥专业规划;

污泥处理原则范文4

 

前言

 

随着社会经济的快速发展与工业生产规模的不断扩大,污水处理厂数量以及工作量不断增加。作为处理城市生产生活污水、解决污染问题最有效和最基本的公共基础设施,污水处理厂为城市生态环境科学保护以及河流污染治理做出了极大的贡献。然而在污水处理厂建设以及运行期间,因自身运行而产生并向外排放的各类污染物也在不同程度上污染了周围环境。根据国家环保部出台的《建设项目环境保护分类管理名录》相关内容,其中明确要求将城市污水处理厂纳入可能严重影响环境的建设项目中。本文就此分析了污水处理厂对邻近环境造成污染的排放物,并探讨了相应的治理方法。

 

一、污水处理厂对邻近环境造成污染的排放物分析

 

污水处理厂是城市运转不可或缺的一个链条,其对于城市环境改善、水资源节约以及居民生活水平的提高有着极为密切的关系,同时也是保障城市日常运转的必要设施,是市政建设与城市环保不可或缺的一部分。随着近年来城建规模的快速扩张,部分拟建或已建的污水处理厂逐渐靠近商业区甚至住宅区。鉴于污水处理厂自身特殊性,其往往在改善、保障城市环境的同时制造出新的污染源,进而不同程度的污染了周围环境,引起一系列环境生态问题,这主要以恶臭气味、污泥以及出水标准不符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中关于污水排放标准的相关规定等问题为主。

 

1.恶臭气体问题

 

污水处理厂进水部分以及污泥处理部分是恶臭产生的主要污染源,其设施设备主要包括格栅间、污泥浓缩池、曝气池、储泥池以及脱水机房等等,而恶臭气体主要成分则包括氨气、大肠菌、硫化氢、细菌、甲硫醇、VOCs与VFAs。在邻近建筑部分布情况、水温、污泥龄、水质、气象条件以及处理工艺等相关因素影响下,污水污泥中的各类恶臭物质不断扩散至周围大气中,导致周边居民生活受到严重影响,同时也严重危害了污水处理厂相关工作人员身心健康。

 

2.污泥问题

 

污水处理厂日常运转与处理废水时会同时产生液态、固态或者半固态的各类废弃物,其中含有大量氮磷营养物、有机物、病原菌和重金属等成分,污泥来源主要包括如下:(1)格栅间截流后聚集的悬浮物;(2)处理污水时添加的各类化学药剂沉积后的化学污泥;(3)生物处理工艺产生的污泥;(4)过滤等深度处理工艺应用时产生的污泥;(5)沉砂池、初沉池以及二沉池中积累的污泥。处理污泥的整个作业链条中,污泥量相当于1%~2%的污水处理总量,倘若不及时、妥善地予以处理而任其随意排放,则会对周遭环境产生严重污染。

 

3.水质超标问题

 

据统计,现阶段国内出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中相关规定的城市污水处理厂仅为一半左右,其余50%生产所排放的污水通常未作有效处理就排放至周围土壤水体中,对后者自然生态环境平衡造成破坏,原本有限的环境自然净化能力也变得更为羸弱,乃至不堪重负。其原因主要在于部分污水处理厂运行时间较长,年久失修,相关构筑物难以满足设计要求;某一流程构筑物出现故障,只能暂时通过超越管向水体中排入未经处理的污水。此外,部分城市污水处理厂主要处理工艺仅仅包括炭类有机污染物的处理,一些深度污水处理工艺如脱氮除磷等等尚未得到广泛的应用。

 

二、治理污水处理厂环境污染的有效策略

 

1.恶臭气体污染的治理策略

 

城市化进程的不断推进促使城市规模与外延不断扩大,以往不少污水处理厂坐落于郊区,而随着城市规划的扩张而逐渐纳入市区范围。根据设计规范,居民生活区周围300m内不可建设污水处理厂,以免恶臭气体给居民生活带来不便。已建或分布于居民区的污水处理厂,应采取有效措施避免恶臭气体逸散。例如加盖封闭池体、引入活性炭吸附设备或者抽气设备,设置在曝气池以及敞口沉淀池周围;曝气池中淤积的污泥可适当延长污泥龄,以降低恶臭污染物逸出量。污水处理厂周围应建设相应的绿化隔离带,将其与临近建筑物隔开,同时也有吸收恶臭、美化厂容以及净化周围空气的功能。可采用“室内”建设的方法修建污水处理厂,利用集气装置收集臭气并适当加以处理。除此之外也可种植一些特殊植物分布在厂区各处,以吸收空气中逸散的各类污染物。此类植物种类较多,其中地衣、夹竹桃、臭椿、丁香以及山楂等可有效吸收空气中的二氧化硫;而垂柳、油茶以及拐枣则可净化氟化物;大叶黄杨、女贞以及美人蕉则有吸收氯分子的功效;黑藻、水葫芦、金鱼藻以及浮萍等水生植物可吸收氰化物以及酚类物质,对于部分重金属污染物也有较好的处理效果,有利于减少污染物毒性。

 

2.污泥处理资源化

 

污泥的资源化利用方式较多,主要是堆肥、热干化以及焚烧等等。其中堆肥是按照一定比例将秸秆、生活垃圾、稻草或者木屑等调理剂或者膨松剂加入污泥,促进其中的微生物发酵并氧化分解多种有机物,并使之转化为类腐殖质。污泥中富含氮磷钾钙等矿物质,有利于植物生长,可作为土壤改良剂或者农业肥料使用。所以污泥减量化、资源化、无害化乃至稳定化是污泥堆肥法的特点,这也是较为理想的一种污泥处理方法。热干化则是通过热能烘干污泥,使之成为粉末或者颗粒状,原来体积大幅缩小,含水率明显降低,有效抑制了其中的微生物活性,产品保存时间较长,方便储藏运输。焚烧则也是处理污水处理厂污泥的一种有效办法,可在回收热能的同时提取其中的油气物质,进而用于制备化工产品,也可作为燃料,其工业化前景较为广阔。

 

3.出水污染的处理策略

 

积极引入新工艺、新生产设备与生产技术来提高污水处理厂水处理标准,例如吸附再生法、SBR法、一体化池、AB/AO法、氧化沟法等等,将此类新技术新设备加以推广,广泛应用于国内污水处理厂生产中,并在生产实践中加以完善和发展。随着经济的发展以及城市现代化进程的不断加快,环保标准与水体质量标准也随之提升,以往以碳类有机物去除技术为主的污水处理工艺逐渐向现代化脱磷除氮等一系列深度处理技术方向发展,实现了BOD污染物的有效降解,并可将其中的氮和磷有效去除,防止水体富营养化。此外还应重视污水处理工艺流程的改善,以并联与串联共存的方式混合连接各类处理构筑物,将其设置为彼此联系且相互独立的多套污水处理系统,即便其中一套出现问题,也能保证污水处理作业不受影响,正常进行。

 

三、结束语

 

随着民众生活质量的提升与环保意识的强化,社会各方开始广泛关注污水处理厂所引发的环境污染问题,采取何种措施以有效控制污水处理厂环境污染问题也成为业内人士聚焦的重要课题。我们应着眼于问题的环境条件以及产生规律,系统、全面、深入地展开研究分析,做好污水处理厂环境污染的治理工作,保护环境生态平衡。

污泥处理原则范文5

关键词:膜生物反应器mbr预处理膜污染

1mbr应用情况

目前,越来越多的国家将mbr用于生活污水和工业废水的处理。表1中列出了一些发达国家近年来mbr的应用情况。

在欧洲大部分国家由于国土面积小,地面水体因径流距离较短而导致其自净能力差、生态系统脆弱、易受污染。mbr由于其占地面积小和出水水质优良,在欧洲受到了相当程度的重视,有许多污水处理厂都运用mbr工艺进行了中试规模的污水处理研究,并计划进行工业规模的应用。

荷兰在处理能力为240m3/d的中试取得成功以后,正在建造处理能力为18000m3/d的mbr污水处理厂,并计划从2003年开始建造处理能力为(6~24)×104m3/d的mbr污水处理厂。

德国已经建成5家大规模使用mbr的污水处理厂,累计处理能力为21000m3/d;另有两家污水厂已在规划中,其中一家位于kaarst的污水处理厂设计服务人口为8万人,使用膜面积总计为88000m2,预算为4600万德国马克,建成后将是世界上最大的使用mbr的污水处理厂。

美国和加拿大已有许多投入运行的mbr污水处理厂取得了较好的效果。

日本对于mbr的使用较为普遍,主要是用于小区污水的处理与回用及工业(如食品、饮料制造业)废水处理。

荷兰xflow公司开发的mbr在生活污水和食品、林业、造纸等工业废水处理中得到了广泛的应用[9],工业废水累计处理流量为245m3/h,其中一家规模最大的生活污水处理厂的处理能力为1100m3/h。

2mbr的优势与改进

2.1mbr的优势

mbr与传统工艺相比有以下明显优势[1]:

①由于取消了二沉池及将污泥浓度提高了2~5倍,减小了占地面积。

②出水水质好,可直接回用。出水中ss低于检测限;耐热大肠杆菌被完全除去,噬菌体数量比传统工艺出水低100~1000倍;对于重金属的去除很明显(尤其是cu、hg、pb、zn等),但其去除率取决于金属离子与污泥吸附的程度;有毒的微污染物(如杀虫剂、多环芳烃等)几乎全部吸附在污泥上,因此可与ss同时被去除。

③生物处理单元中污泥浓度高、泥龄长,对有机物的去除率高。

④对于氮、磷污染物有较高的去除率,出水可满足tp<0.15mg/l、tn<2.2mg/l的环境最大容忍限度(maximumtolerablerisk,mtr)。

⑤污泥产量少,降低了对剩余污泥处置的费用,但mbr污泥的絮体较小且粘度较高。也有试验发现,mbr污泥的浓缩性能和脱水性能与传统工艺产生的污泥并无大的差异。

2.2存在的问题及改进措施

mbr在显示出许多传统工艺无法比拟的优点时,也暴露出一些尚需改进的地方,这是研究人员关注的焦点。

2.2.1预处理工艺

荷兰的bentem[10]等人在进行处理能力为10m3/h的mbr中试研究时,对4种不同的格栅进行了对比试验,栅孔的尺寸为0.25~0.75mm。试验发现,对原水进行预处理后,原水中的ss可去除30%~60%,这样可以改变原水成分,从而改善后续工艺的处理效果,减轻膜污染,减小剩余污泥产量并改善污泥性状。随着ss的去除,cod也有10%~15%的去除。通过中试,bentem等人认为在使用mbr处理污水时,采用格栅进行预处理是非常必要的。

2.2.2膜污染与清洗

膜工艺的一大缺点是膜在运行一段时间以后会因为膜受到污染而导致膜通量的降低,如何减缓膜污染进程从而维持膜通量是应用膜工艺时所面临的一大挑战。

英国学者[11]认为主要有三大因素影响膜污染(见图1),即膜本身的性质、活性污泥的性质和mbr的运行条件三者相互影响。膜材质决定了膜的亲水性和膜孔隙率,膜孔的尺寸则会影响过膜压差(transmembranepressure,tmp)的大小;反应器的构造与错流的速率(crossflowvelocity,cfv)将影响到活性污泥中胞外聚合物(extracellularpolymericsubstances,eps)的生成、污泥絮体结构和大小以及溶解物的性质;mbr中的hrt/srt则直接影响到污泥的浓度和eps的形成与生长。

荷兰研究者[10]在试验中发现,导致膜污染的最重要因素是滤饼层的形成,而原水中的杂质、污泥的性质、mbr的水力学特性以及膜清洗等因素都会影响滤饼层的形成及性质。为了防止滤饼层的形成,以下几点非常重要:

①选择透水量衰减速度低的膜,并且控制膜通量;

②减少mbr中的短流区,避免过高的装填度;

③选择合理的膜工作通量;

④使污泥絮体颗粒尽量大,此时滤饼层有较好的透水性;

⑤保持生物相的良好生长,防止eps和丝状菌大量产生。

在已经出现了较厚的滤饼层后,可通过下列方法加以去除:

①保持mbr中流体的高度紊动,但注意不要使污泥絮体破碎,否则会影响膜的透水性;

②采用变强度曝气可使污泥层破碎,高错流速度有助于控制滤饼层;

③水力反洗可有效去除滤饼层,但只在反洗频率高时才有效;

④采用间歇出水方式可有效控制滤饼层的形成。

试验中还发现,化学清洗可改善生物污染的状况,但在用naclo对膜进行化学清洗时会导致出水中可提取的有机卤化物(extractableorganichalogens,eox)浓度升高,所以当需要频繁化学清洗时应引起重视。

2.2.3mbr中的氧传递率

在用于处理污水的mbr中通常都维持较高的mlss(8~12g/l)浓度[7],这易导致氧传递率的降低,从而使运行能耗变大。传递层特性、气泡大小和气泡在混合液中的平均停留时间都会影响到氧传递率,而后两项与混合液的粘性关系密切,mbr中混合和曝气的效果以及污泥浓度都会影响混合液的粘性。活性污泥中eps的生成会增加混合液的粘性,并且使活性污泥的憎水性增强。活性污泥中丝状菌的生长导致污泥膨胀从而使混合液粘性增加,此外丝状菌的新陈代谢还会产生憎水物质,其中可溶性微生物代谢产物(solublemicrobialproducts,smp)还会导致膜的污染。

要保持较高的氧传递率和降低能耗应从两方面出发:一是合理选择曝气及混合装置,使混合液有较高的紊动;二是调节运行参数,使生物相保持良好的生长状态。

2.2.4污泥浓度的控制

由于mbr可彻底地将污泥与出水分离,从而保证了优良的出水水质与较高的污泥浓度。因污泥浓度较高,而原水性质与传统工艺相比不会有太大的差异,从而使得mbr中的f/m较低。

renzevanhouten等人[12]认为较低的f/m,一方面可以使产生的剩余污泥量减少而降低了处置剩余污泥的费用,但另一方面使得污泥龄变长。较长的污泥龄有利于世代期较长的细菌生长(如硝化菌),但过长的污泥龄会使微生物产生出smp。若大分子的smp被截留在mbr中一方面会污染膜,另一方面smp会吸附在气—水两相的界面上导致氧传递率的降低,而小分子的smp则会穿过膜进入出水,导致出水水质变差。

低f/m还会使mbr中产生eps,使混合液的粘度升高,从而导致污泥的脱水性能变差,膜过滤阻力变大。

所以,虽然较高的污泥浓度能有效减小mbr的体积,但过高的污泥浓度对于mbr正常运行是不利的,在运行mbr时应控制适当的污泥浓度。

3结论

综上所述,mbr在污水处理领域已成为倍受瞩目的新工艺,并且得到了广泛的应用。在我国的能源、土地资源和水资源日益紧张而水体污染又非常严重的情况下,可以预计它将有非常广阔的开发和应用前景。

参考文献:

[1]vanderroesth,leenenj,hofstram,etal.thedutchcontributiontothembrdevelopmentinperspective[j].h2ombrspecial,2001,7-10.

[2]sakaih,kuriyamas,sakatat,etal.japanesecontributiontothedutchwastewatertreatmentscene[j].h2ombrspecial,2001,32-33.

[3]wolfgangfirk.practicalexperiencegainedwithcombinedactivatedsludgeandmembraneprocess[j].h2ombrspecial,2001,52-53.

[4]dietergeenens,vandepeertom,guntherparmentier,etal.kickoffinflemishwastewatertreatment[j].h2ombrspecial,2001,54-55.

[5]fuchsw,braunr,jossa.statusanddevelopmentofmbr-technology[j].h2ombrspecial,2001,58-59.

[6]elironen,ilanhelbetz,yechielmenuchin.applicationsofthembrtechnologyinthemiddleeast[j].h2ombrspecial,2001,60-61.

[7]cindywallis-lage,jameslbarnard.mbrapplicationwillgaininpopularity[j].h2ombrspecial,2001,62-63.

[8]takaomurakami.currentsituationandfutureoutlook[j].h2ombrspecial,2001,64.

[9]harryfutselaar,lutebroens,rickrosberg,etal.noritmembranetechnologyinmbr[j].h2ombrspecial,2001,36-37.

[10]avanbentem,dlawrence,fhorjus,etal.mbrpilotresearchinbeverwijk:sidestudies[j].h2ombrspecial,2001,16-21.

污泥处理原则范文6

[关键词]漂泥,原因分析,解决对策

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)27-0011-01

1 二沉池漂泥现象的原因分析

1.1 理论分析

理论上,可能造成二沉池漂泥的原因如下:

(1)生物系统处理负荷(水量和浓度)增大。水量增加后,二沉池的停留时间缩短,活性污泥来不及沉降就流出了二沉池,造成漂泥;进水浓度升高,导致活性污泥活性增强,微生物繁殖速率增大,数量增加,不利沉降。

(2)生物系统处理负荷过低。造成负荷过低的原因包括进水浓度低、水量小以及停留时间长、污泥浓度高。低负荷运行将导致活性污泥长期处于营养不足状态,污泥活性降低,沉降性能变差。同时,活性污泥处于内源呼吸阶段,微生物自身氧化速率较快,加速污泥老化,使活性污泥絮体分解。此外,低负荷运行也是造成丝状菌大量繁殖的主要原因之一。

(3)污泥膨胀,包括丝状菌膨胀和非丝状菌(结合水)膨胀。污泥膨胀发生时,污泥不易沉淀,SVI值增高,污泥的结构松散、体积膨胀,含水率上升,颜色也有异变。一般污水中负荷过高,污泥龄过长,缺乏氮、磷、铁等养料,溶解氧不足,水温高或pH值较低等都容易引起丝状菌大量繁殖,导致污泥膨胀。排泥不通畅则会引起结合水性污泥膨胀。

(4)气温低、曝气过量、pH变化过大、有毒及惰性物质进入生物系统等等,也会造成二沉池漂泥。气温低、pH变化过大、有毒及惰性物质进入生物系统等都会使污泥的活性降低,沉降性能变差。曝气过量则会破坏活性污泥的营养平衡,活性降低,吸附能力减弱,一部分成为不易沉淀的羽毛状污泥。

(5)污泥腐化和污泥上浮。污泥腐化主要是污泥长期滞留在二沉池底部而产生厌氧发酵生成气体,附着于污泥絮体之上,而导致大块污泥上浮;污泥上浮则是指曝气池内污泥龄过长或曝气过量,硝化细菌大量繁殖,导致曝气池内发生高度硝化,在沉淀池底部发生反硝化产生大量N2,使污泥上浮。

(6)大量脂肪和油进入二沉池时,也会造成漂泥现象。

1.2 现场实际情况分析

于4月23日到现场采集了炼油污水处理装置的二沉池污泥(取自泵房的回流污泥)和曝气池末端污泥(取自老曝气池第五间溢流口),进而进行了全面的污泥性状分析,包括微生物镜检、污泥沉降比(SV30)、混合液悬浮固体浓度(MLSS)、混合液挥发性固体浓度(MLVSS)和污泥容积指数(SVI),结果如下。

(1)微生物镜检

采用奥林巴斯摄像显微镜(CX41)、选择40倍物镜和10倍目镜(共400倍)对二沉池污泥进行了活性污泥镜检,发现了大量轮虫的生长。

镜检结果表明,活性污泥中生物相较丰富,未发现大量丝状菌的存在,可观察到结构致密的菌胶团,微型动物则主要以轮虫为主。理论表明,污泥成熟及净化程度好时,就会出现轮虫;而当轮虫大量出现时,表明活性污泥已经过持续的曝气,说明曝气量过大,此时溶解氧浓度一般超过5 mg/L。

(2)SV30、MLSS、MLVSS和SVI

活性污泥的SV30、MLSS、MLVSS和SVI等分析结果如下表所示。

取自二沉池和曝气池的活性污泥的SV30、MLSS、MLVSS和SVI分析结果(表1)

SV30分析结果表明,无论二沉池污泥或曝气池污泥,污泥沉降效果均较差,这也是二沉池漂泥现象发生的根本原因。尤其是作为二沉池进水的曝气池污泥在沉降30分钟后,固体体积仍高达85%左右,泥水分离效果较差。但根据SVI分析结果,无论二沉池污泥或曝气池污泥的SVI均略微偏离正常控制范围(污泥膨胀发生时,SVI通常大于300 mL/g),因此,可以得出污泥活性较高未发生膨胀的结论。这与镜检结果中未发现丝状菌是相吻合的。从MLSS和MLVSS的分析结果可以看出,曝气池内活性污泥的VSS/SS高达84%,较控制范围的上限高出40%左右,表明好氧程度较高,微生物繁殖量过大,使生物量偏多,其结果就是二沉池负荷升高,泥水分离效果变差。

(3)污泥负荷(F/M)

目前,曝气池进水COD浓度低(200 mg/L左右),而污泥浓度高(约7000 mg/L),水力停留时间长(好氧段与曝气段累计超过30 hr),这些都将导致低负荷运行。通常F/M低于0.5 kgBOD5/(kgMLSS?d)即为低负荷运行,而现场若按进水水量500 m3/hr、BOD5/COD=0.3计算,污泥负荷低于0.01 kgBOD5/(kgMLSS?d)。

(4)污泥龄

在污泥负荷较低的情况下,污泥浓度过高通常都是污泥龄过长造成的。除了污泥浓度过高影响泥水分离之外,污泥龄过长的另一后果是硝化进程较高,容易导致污泥上浮。此外,污泥龄过长也将导致活性污泥进入内源呼吸期,污泥活性降低,絮体分解,不利于沉降。

2 二沉池漂泥现象的解决对策

通过上述原因分析,对二沉池漂泥现象采用以下针对性措施:

(1)减小曝气。通常曝气池中溶解氧浓度控制在2~4 mg/L即可,考虑到现场的污泥负荷较低,可以选取较低的溶解氧浓度,即略高于2 mg/L。此外,由于现场的老曝气池运行效果较好,水力停留时间已较充足(近16 hr),可以考虑进一步降低好氧池的溶解氧至1 mg/L左右,而不会显著影响出水效果。

(2)加大排泥。污泥浓度应控制在3000~5000 mg/L,同样是考虑到现场的污泥负荷较低,污泥浓度控制在3000 mg/L是比较合适的。同时,加大排泥还可起到抑制硝化进程的作用,防止污泥上浮。

参考文献

污泥处理原则范文7

关键词:污泥处理,污泥处置,现状分析,未来发展

中图分类号:TU992.3 文献标识码:A

我国污泥处理处置现状

污泥处理、处置定义

我国污泥处理处置的总体目标是实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化。但目前我国还没有分别针对污泥处理和处置的准确解释,这一遗漏造成概念不清。过去,污泥处理与处置的区别即草率地以污水处理厂为界划分,厂内为污泥处理,场外为污泥处置[3]。这导致了责任主体的不清。处理、处置概念的混乱导致污泥处理、污泥处置目标不明,进而影响到管理、技术路线选取和技术标准的制定。

基于这一现状余杰等人的建议对污泥处理、处置分别定义如下:[4]

污泥处理:城市污水处理厂在污水处理单元操作过程中产生的污泥通过兼容、减量、稳定以及无害化的过程称为污泥处理。

污泥处置:经处理后的污泥或污泥产品以自然或人工的方式使其能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式。

基于这一定义,污泥处理的工艺单元主要包括污泥浓缩、脱水、消化(厌氧消化和好氧消化)、堆肥和干化等工艺过程。而污泥处置则主要包括土地利用、污泥农用、卫生填埋、焚烧以及综合利用等方式。污泥处理处置的总体目标中,减量化、稳定化、无害化的目标可以认为是针对污泥处理提出的,而资源化的目标则是针对污泥处置提出的。

我国污泥处理现状

由于我国污水处理厂建设存在严重的“重水轻泥”现象,大多数污水处理厂中的污泥处理工艺还停留在传统的调制——脱水模式上。实现污泥稳定化处理的污水厂仍然不多。污泥的稳定化是污泥处理过程中重要的一个步骤。未经稳定的生污泥可被认为是污染物,含有易腐有机物、恶臭物质、病原体等,脱水效率低,卫生条件差。不进行污泥稳定化处理即脱水外运会造成如下结果[5]:

污泥体积庞大,造成污泥处置费用庞大;

污泥极不稳定,污泥中有机成分一旦发生腐败变质对环境会造成严重的二次污染;

污泥中的有用资源未得到利用,带来了资源的浪费,不符合可此续发展的目标。

但现实情况是,我国2600多座污水处理厂中只有近60座配有污泥厌氧消化设施,而其中正常运行的不到20座。未经稳定化处理的污泥占总污泥量的55.7%[5]。采用污泥好氧消化技术进行稳定处理的污泥约有26%[2]。与厌氧消化相比,好氧消化需要消耗更多的能量,运行费用较高,处理后污泥较难使用机械方法脱水,且不能像厌氧消化一样产生有价值的副产品(沼气)。

我国污泥处置现状

在各种污泥处置方式中,污泥的卫生填埋是目前我国普遍采用的处置方法。但由于脱水污泥的含水率较高及填埋场对污泥剪切力的要求,填埋场对污泥进场的要求越来越高。除此之外,污泥填埋不仅会严重危害填埋场的安全,而且会严重污染附近的生态环境。填埋的污泥会造成填埋场渗滤系统的严重堵塞,大大缩短垃圾填埋场的寿命,还会严重污染附近的地下水。

污泥的土地利用是我国污泥的另一个主要的处置方式。但是我国既没有系统、科学的管理办法,也没有配套的污泥标准系统,故污泥土地利用的安全性正在受到质疑。在土地利用时,由于施用处理不到位的污泥,使得污泥中有效成分不能被充分利用,有的导致土地盐害、烧苗和病虫害等问题,污泥在很多地区反而成为了一种污染源。

近年来污泥干化系统设备的国产化发展很快,污泥单独干化焚烧的案例不多,污泥协同焚烧是污泥热处理的发展趋势之一,国内已有实现了规模化的工程示范应用。

其他处置方法如污泥制砖、制陶粒等方式也有相应的应用案例。

此外,据估计我国约14%的污泥没有得到任何处置,这将给环境带来巨大的危害。

造成污泥处理处置现状的原因

技术原因

我国目前的污泥性质与国外发达国家相比存在差异主要表现在:

低有机质(发达国家VSS/SS为60-80%,我国VSS/SS为30-50%);

高含砂量(污水处理厂普遍采用了圆形沉砂池,脱砂效率低;大量的基建、施工建设,导致泥砂水排入污水管网系统等);

重金属含量高(工业污水源头重金属处理系统不完善)。

由于污泥含沙量高、有机物低、热值低,大大影响了污泥能源化处理的经济效益。重金属含量高直接影响了污泥土地利用的可能性。

除去我国污泥性质对污泥处理造成度阻碍之外,我国的污泥处理技术的发展也相对滞后。

污泥的厌氧消化是最重要的污泥稳定化的方式。其有良好的有机物降解率(40-60%),可使污泥体积明显减小;厌氧消化的高温环境可以杀灭病原菌,实现污泥的无害化;更重要的是厌氧消化相对好氧消化省去了曝气所需的能量消耗,还能够产生沼气,为污水处理厂供给能量。但厌氧消化同样存在缺点:设备多、工艺复杂,前期投资大;系统受环境条件变化影响较大,一旦受到扰动后恢复缓慢。对工作人员的要求很高。

我国目前还没有生产厌氧消化设备的能力,厌氧发酵工艺的建设主要依赖进口设备,且水厂管理操作人员的素质也很难达到厌氧消化设备所需要的水平。正是这些技术方面的不足,使得我国实现厌氧消化的水厂十分的稀少。

在污泥处置方面,较为新兴的污泥处置的方式中污泥干化焚烧工艺也依然部分依赖国外进口设备。

由此可见,在污泥处理的技术方面,我国仍有待提高,大量的技术空白仍有待科学研究的填补。

政策原因

除了技术原因之外,政策方面的不足是阻碍我国污泥处理处置进步的重要因素。

相较于污水处理,污泥的处理处置投资更大收益缺微小。发达国家污水处理厂的污泥处理投资成本和运行成本占污水处理厂总投资的30-50%[1]。但若污泥处理处置不当,则会造成严重污染。因此,基于污泥处理处置投资大、回收少的特点,管理上的严格标准,政策上的大力扶持显得更为重要。

在立法方面,关于污泥的立法明显滞后,缺乏与污泥处置相关的污染环境防治法规,所以社会对污泥的处理、处置不够重视。尤其是对污泥的生产者来说尚未有切实的紧迫感。

另外,污泥的处理处置涉及到的部门广,需要各方面协调和配合,如农业部门、林业部门、环保部门以及建设部门等。这一因素也增加了污泥处理处置的管理协调难度。

应对现状的措施及未来发展

面对严峻的污泥处理处置的形式,未来的发展方向在何处,具体的操作措施又当如何制定,这是我们面临的最直观最迫切的问题。国外在污泥处理处置方面走在了我们的前面,他们丰富的经验和技术值得我们借鉴。

国外发达国家很早就意识到污泥的处理处置是污水处理过程中必不可少的环节,从法律和政策上都对污泥处理处置的目标作了明确规定,并在执行上通过一系列政策予以保障。

美国有约16 000座污水处理厂,年产污泥量3 500万t(以80%含水率计)。建有650座集中厌氧消化设施处理58% 的污泥。污泥处理中,除了对产生污泥的处理,还将整个污水处理系统与污泥处理系统看做是一个有机的整体,在污水处理中即实现了污泥的共处理(cotreatment)[8]。污泥的最终处置方式分布为:60% 农用、3% 生态修复、17% 填埋和20%焚烧。

自1998年起,欧盟便立法禁止海洋排放污泥,同时规定污泥的卫生填埋需被逐渐禁止[6]。

欧盟国家的50 000 座污水处理厂年产污泥量4 000 万t(以80%含水率计),有50%以上的污泥进行了厌氧消化稳定处理,其中英国的污泥厌氧消化率达到66% 。污泥的最终处置方式为:50%以上农用、20% 填埋、20% 焚烧,污泥填埋量持续减少,土地利用量逐渐增加,焚烧量维持不变。

我国城镇污泥处理处置起步晚且任务紧迫,可以充分吸取西方发达国家的成功经验。

技术方面,进一步加快污泥处理处置设备的国产化,从而降低污泥处理处置工艺的基建费用。同时还需要提高水厂的管理运行水平,以满足污泥处理的需求。另一方面,在新兴污泥处置领域,当大积极开发污泥资源化处置技术,为污泥的出路广开源。

政策方面,更有效地协调涉及多单位的污泥处理处置的管理方式。制定更具约束力的强制性污泥排放标准,进而改变水厂以往“重水轻泥”的态度。积极扶持污泥处理处置新技术的研发应用,鼓励水厂对污泥处理的投入。通过政策调控的手段控制污泥的减量化、稳定化、无害化,鼓励污泥的资源化。

参考文献

1. 戴晓虎 我国城镇污泥处理处置现状及思考. 给水排水 v.48;No.359, 1-5 (2012).

2. 余杰, 田宁宁 & 王凯军 我国污泥处理、处置技术政策探讨. 中国给水排水, 84-87 (2005).

3. 杭世珺, 陈吉宁, 郑兴灿, 王凯军 & 王洪臣 污泥处理处置的认识误区与控制对策. 中国环保产业, 11-14 (2005).

4. 余杰, 田宁宁, 王凯军 & 任远 中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析. 环境工程学报, 82-86 (2007).

5. 许晓萍 我国市政污泥处理现状与发展探析. 江西化工 No.99, 24-32 (2010).

6. Fytili, D. & Zabaniotou, A. Utilization of sewage sludge in EU application of old and new methods—A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 12, 116-140 (2008).

7. 余杰 & 田宁宁 我国污泥处理处置有关政策探讨分析. 中国建设信息(水工业市场), 7-9 (2009).

污泥处理原则范文8

2015年5月19日,广州市水务局公布污水厂污泥处理项目《招标公告》,拉开了一起标的额为9.154亿元的大单争夺战序幕。

这可能是中国迄今最大的污泥处理项目,所有费用将由财政埋单。此标的包括广州市猎德(4.22亿元)、大坦沙(1.96亿元)、沥颍(1.85亿元)、西朗(0.774亿元)和京溪(0.35亿元)等五大污水处理厂的5个项目。其后,还有38个污泥干化项目,待此次招标完成后再上。 有专家指出,像广州这种大城市,污泥处理处置采取多样化方式更合适。

按广州官方说法,之前广州每天2700吨左右的污泥需外送至有资质的单位处理,污水厂支付运输费和处理费,因而成本较高。这使当地政府下决心招标在本地处理污泥。

原广州市水务局副局长、现广州市水务投资集团有限公司(下称广州水投)总经理吴学伟曾表示,以广州市石井污水处理厂改造项目为试点,通过污泥干化技术处理,将污泥干化到30%-40%含水率后,费用为268元/吨。这比原来每吨处理费用节省了70多元。

广州市48座污水处理厂和新建、扩建的19座污水处理厂近两年都要上马污泥干化减量设施。因而,这轮规模巨大的招标共吸引了48家公司、21个联合体参与。从长远计,捷足先登者未来开拓广州市场的意义可见一斑。

8月17日,广州污泥9亿元大单基本尘埃落定,以广州优特利环保科技有限公司(下称优特利)为项目操作方的联合体以约7.1亿元投标价格,将猎德、大坦沙、沥三个污水厂污泥处理项目全部拿下。

但随之而来的是,这场招标被业内人士发网文声讨,最终被参与投标的广州泰历盟环保科技有限公司(下称泰历盟)举报至中纪委。 有无“量身定做”

对广州市水务局公布的《招标公告》的质疑首先来自网上。

按《招标公告》,投标申请人需在中国大陆有正在运行的质量合格项目,且生产规模达到6tDS/d(为每天的固形物总量,处理后污泥含水率30%-40%),累计污泥处理量达到540tDS或以上。

一位从事污泥处理的技术人员以“泥客庄主”为网名发文指出,含水率30%-40%的污泥6tDS/d,意味着干化处理量仅15吨-20吨/天,这是一个中试水平的干化机。累积处理量540tDS,则意味着干化处理天数仅90天而已。如此具体的低“门槛”令人生疑。

记者采访多名业内专家皆不愿讨论广州招标事件,但其中一位称,“泥客庄主”的文章不少业内人是认同的。

按《招标公告》要求,“在广州市没有业绩或者没有通过90日历天(包括节假日和工作日)监测的其他中标人,需要建设具有10万吨以上污水处理厂,处理60吨含水率80%的污泥干化建设试验并经确认合格和验证可行后,方可开展全面建设和调试。”但在广州已有项目的企业,不受此限。

这意味着只有在广州做过已有项目,或是在当地做过中试的,才具备招标资格。如果进行中试,所需试验机加上三个月的试验成本需投入几百万元。结果若不被认可,中标人需承担几百万元的损失。

“泥客庄主”透露,在广州做过项目、且还是中试项目的唯一一家公司,便是优特利。早在2013年11月,优特利就中标试点项目――广州市石井污水处理厂厂内污泥减量技术改造中试项目(下称石井中试项目)。一个重要的背景是:此轮招标大单正是比照石井中试项目设定的技术路线。

由于在广州做过这个路线的企业,仅有优特利一家,广东本土一些资历较深的污泥处理企业没有参与这轮投标。

但广州市水务局招标首轮资格审查公司名录显示:一些没有污泥处理资质的建筑公司反而参与了此次投标。

广东省环保厅对广东污泥处理企业实行严控服务经营许可证准入制度,目前拿到广州市环保局严控废物经营许可证的企业仅有23家。优特利并不在这23家企业之列。

泰历盟举报信亦称,广州市水务局在招标中设置具有倾向性或排斥性、“量身定做”条款。公开信息显示,泰历盟自2012年介入广州污泥处理业。

泰历盟例举:广州市中心城区污水处理厂招标公告中,多次出现要求中标人提交试验结果等相关条款,对于中标人提交试验结果是已经在广州市城镇生活污水处理厂内进行建设试验并经确认合格和验证可行的项目的,可以直接中标:而在广州市没有业绩或者没有通过90日历天监测的其他中标人,即使其他地区有同样业绩,中标后都还要经过试验期的考核后,才能确定是否合格。这显然违反了招标投标法。

泰历盟据此认为,招投标公告中关于提交试验结果的条款“明显是为目前已经在广州地区污水处理厂有业绩的特定企业‘量身定做’”。

举报信里写道:事实上,在招投标阶段,每个投标人均已提供相应的业绩招标人实地考察,这说明所有通过资格预审的投标人的技术工艺都是能够满足该项目的招标要求的。如果认为广州市污水厂污泥与其他城市的污泥性质不同,应当提出泥质不同和难干化或容易干化的理由。但从招标文件提供的泥质指标参考数据来看,并未显示出原则上不同的指标。

国家《招投标法》相关条款明确禁止“限制或者排斥潜在投标人”、“要求或者标明特定的生产供应者以及含有倾向或者排斥潜在投标人”,以及“串通投标”等行为。

《招投标法》要求招投标活动必须遵循公开、公平、公正以及诚实信用的原则。广东君厚律师事务所律师黄勇说,如果本次招投标活动中真实存在上述行为,则可能导致罚款、中标无效,甚者追究相关责任人刑事责任。 利害关系如何界定

8月17日,以优特利为项目操作方的联合体以约7.1亿元投标价格,将猎德、大坦沙、沥3个污泥处理项目全部拿下。仅余西朗、京溪两家污水厂有待公示,这两个项目体量和投资较小。

优特利联合体组合是,优特利为项目操作方;与优特利一起操作石井中试项目的武汉都市环保工程技术股份有限公司是工程公司;广东恒辉建设有限公司承担土建施工;设计则为北京市市政工程设计研究总院有限公司。

按广州市水务局要求,此轮招标项目全部统一采用“深度脱水+热干化”工艺。

一位广东业内专家分析,“深度脱水+热干化”工艺在很多地方的污泥处理处置中都有应用,已比较成熟。不过,当前污泥处理处置主要工艺有污泥厌氧发酵、污泥好氧堆肥、污泥焚烧发电、污泥卫生填埋、回转窑干化、板框二次压滤、固化剂稳定等。而板框二次压滤在国内的污泥处理处置中使用较多。

这位专家指出,像广州这种大城市,污泥处理处置采取多样化方式更合适。

泰历盟在举报信中披露,时任广州市水务局副局长吴学伟的专利被作为广州市污泥处理处置“浓缩+深度机械脱水+热干化”工艺路线而强行推广。

一份名为《一种污水污泥浓缩脱水好氧风干一体化的方法》的发明专利显示,其申请人和专利权人均为广州普得环保设备有限公司(下称普得环保)。这份专利号为200910192762的发明设计人,包括钟环声与吴学伟等5人。

据《财经》记者了解,普得环保拥有的数个专利中,发明设计人均有吴学伟的名字。申请这些发明专利时,吴学伟正出任广州市水务局副局长。

普得环保的法定代表人是陈可。据工商注册信息显示,2012年成立的优特利,股东就包括陈可。优特利在2013年11月获取了中标石井中试项目。

举报者因此质疑,吴学伟是否利用职务之便将自己在普德环保参与的专利与优特利合作,并作为广州市污泥处理处置工艺路线推广,客观上促使优特利在石井中试项目中标。

一位知识产权律师对《财经》记者分析,只要具备专业能力,副局长成为专利发明人也正常,不能因副局长是发明人之一,好的技术就不用。不过,现在的情况也不能排除关联招标的可能性,合理的做法应该是在招标过程中申报相关情况,并作适当的回避。

依据《招标投标法实施条例》第34条规定,“与招标人存在利害关系可能影响招标公正性的法人、其他组织或者个人,不得参加投标”,否则相关投标无效。

但黄勇表示,上述《条例》中并没有对“利害关系”做出更为明确、具体的界定,所以上述的情形是否属于“利害关系 ”,还应该由本次招投标活动的行政监督部门裁量。

吴学伟已在8月初从广州市水务局副局长调往广州水投出任总经理,彼时距泰历盟举报他不到一个月。10月19日,吴学伟短信回复记者称,他已不在广州市水务局工作。他拒绝对其与关联公司的相关专利事宜发表任何置评。

举报者泰历盟总经理邓穗则表示:“事情过去就算了,天下大得很,我们还有很多事情要做。” 技术路线分歧

目前,广州污水处理厂出厂污泥量每天在2700吨左右,含水率高达80%左右。处理能力不足、臭气扰民等问题一直困扰着广州。广州市水务局在给《财经》的书面回复称,污泥处置一直为市民所关注,如处置不当极易引发环境事件。

广州市水务局在2013年3月提交广州市政府常务会议一份《广州市城镇污水处理厂污泥处理处置技术路线》,提出将污水厂污泥在厂内干化减量,然后运至水泥厂、发电厂、垃圾焚烧厂焚烧,进行减量化、无害化、资源化利用的技术路线。

按该技术路线,广州市水务局选取试点,以EPC(设计、施工、采购)总承包方式建设,由第一中标候选人带资完成土建和设备安装调试,经初步验收后,还需进入为期90天的连续生产试验期。由广州市净水公司委托具备省级或以上资质单位同步进行连续90天的监测,监测各项指标达到招标文件规定的要求方正式确定为中标人。

这一技术路线经审议后,广州市政府决定建三个不同工艺路线的试点,招标后,择优比较技术确定其他各厂的处理方式。然而,在三个试点中,只有石井中试项目完成了。

公开数据显示,石井中试项目投资3973.35万元。至今,该项目尚未验收。不过,最终广州市确定的技术路线还是以石井试点为基础。

石井中试项目招标受到质疑的是,在技术部分综合评分表中,对于能源结构合理性要求能源唯一采用电能的才可能得满分,否则不得分。

上述广东资深专家称,污泥热干只能使用电能似乎不合理。其好处是占地小、速度快,相对干净,但耗能高,随之排出大量污染气体也会使污染转移,且用电成本不菲。污泥处理处置通常采用廉价的能源,一般的污泥热干可使用沼气、生物燃料或余热间接热干。

尽管存在电能会导致成本和能耗增加的反对声音,广州市水务局仍充分肯定了石井中试项目:石井污水厂的污泥干化减量试点与之前的处置模式相比,具有占地少、能耗低、无臭气等特点,且生产全过程均在厂内实施,利于监管,总体环境效益好。

广州市水务局表示,石井中试项目建成至今,得到社会各界的广泛关注。市政府、市人大及相关单位领导,环保行业的专家学者对石井污泥试点项目也进行了考察。

但举报者提出,这些领导赴石井项目考察期间,该项目并未通过验收。

不过,按既定思路,猎德、大坦沙、沥等污水处理厂厂内污泥干化减量项目完成招投标工作,都是以石井中试项目技术路线为基础。

污泥处理原则范文9

关键词:造纸废水污泥资源化处理处置

中图分类号: X703 文献标识码:A

根据中国造纸协会2012年度的报告显示,2011年制浆造纸业及纸制品业(统计企业5871家)用水总量为128.77亿吨,其中新鲜水量为45.59亿吨,占工业总耗新鲜水量627.97亿吨的7.26%;重复用水量为83.18亿吨,水重复利用率为64.60%。造纸工业2011年废水排放量为38.23亿吨,占全国工业废水总排放量212.90亿吨的18.0%。排放废水中化学需氧量(COD)为74.2万吨,占全国工业COD总排放322.0万吨的23.0%[1]。造纸工业是当前严重污染水环境的行业之一。

造纸废水含有大量的微小纤维,在废水沉淀、浓缩处理的过程中必然产生大量的污泥。微细纤维污泥体积一般约占处理污水体积的1.0%~2.0%,产量是同等规模市政污水处理厂的5~10倍,且成分复杂,含水量高,处理难度大[2]。污泥就是废水中污染物的浓缩,如果不能妥善处理将造成环境污染问题,但若能加以利用又能变废为宝。

1、造纸废水污泥处理处置现状

目前,大多数欧美发达国家所采用的造纸废水污泥处理技术为农用、填埋、焚烧,美国和英国的农用所占比重最大;在发展中国家,农用和填埋仍是制浆造纸污泥处置的主要途径[2]。我国制浆造纸废水污泥将以卫生填埋为主,农用及焚烧方面也得到一定的发展。

1.1卫生填埋

卫生填埋操作相对简单,投资费用较小,处理费用较低,适应性强。但是其侵占土地严重,如果防渗技术不够,将导致潜在的土壤和地下水污染。污泥卫生填埋始于20世纪60年代,到目前为止已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等,对处理技术标准要求越来越高。尽管如此,卫生填埋依然是垃圾及污泥处置中不可避免的方法。

1.2污泥焚烧

由于造纸废水污泥中含有一定量的纤维和其他有机物,经脱水污泥可直接焚烧处理。以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可最大限度地减少污泥体积,但是其缺点在于处理设施投资大,助燃燃料费用高,对污泥的含水率要求高。对于自备有发电厂的大规模造纸厂来说,掺煤焚烧不失为一种可行的处置方式,不仅能解决处理设施的投资问题,还能解决燃料问题。除了对污泥含水率要求高外,低热值的造纸污泥也不利于污泥的焚烧。造纸废水污泥主要分三部分:初沉池污泥、剩余污泥和终沉池污泥。其中初沉池污泥纤维含量高,热值较高;剩余污泥以有机物为主热值较低;终沉池污泥主要成分为无机盐类,热值低,不利于焚烧。造纸污泥的低热值缺点是目前限制造纸污泥焚烧处理最大局限。

1.3污泥堆肥

造纸污泥中有机物含量在30%左右是制肥的理想原料。把机械脱水后的污泥与其他添加剂混合,采用以耗氧发酵为主的方法制肥。耗氧发酵过程利用耗氧性微生物的代谢作用,使污泥中有机物转化成富含植物营养物的腐殖质,反应的最终代谢物是CO2、H2O和热量,产生大量的热量使物料维持持续高温,以降低物料的含水率,并有效地去除了污泥中的病原体、寄生虫卵和杂草种子。污泥发酵制肥可达到减量化、稳定化、无害化、资源化的目的。其缺点是造纸污泥中N、P的含量很低,需向堆肥产品投加氮肥和磷肥。另外,造纸污泥中无机盐的含量较高,不利于同一土地堆肥的长期使用。

2、造纸污泥减量化、资源化的综合思考

目前,国内外对造纸废水的处理大多着眼于使处理水水质达标排放标准方面以及造纸污泥的末端处理方面。可以认为,根据造纸生产的特点和其废水的性质,将废水处理同纤维回收与废水回用结合起来作为完整的系统加以考虑,似乎更为合理,使造纸废水及其污泥的处理更能适应环境保护和生产的要求。

2.1纤维回收技术

造纸工艺按原料不同可分为制浆造纸和废纸造纸工艺两大类。制浆造纸工艺是以原木浆或者麦草浆为原料,而废纸造纸工艺则以二次纤维为原料。制浆造纸废水中的纤维及填料物质能回用于浆料循环中,废纸造纸废水中的纤维则可以作为低档纸张生产的原材料。

纤维回收技术主要包括过滤和浮选两种。过滤有着体积小,浆料循环回用过程短和容易操作的特点。目前,使用较多的是斜网过滤、筛浆机及涡轮滤水机。气浮法,是在水中形成高度分散的微小气泡,粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒,形成水―气―颗粒三相混合体系,颗粒粘附气泡后,形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面,形成浮渣层被刮除,从而实现固液或者液液分离的过程。

2.2造纸废水的减排技术

废水循环使用是将制浆造纸白水排放到污水处理站处理后,回用到纸机,或与清水混合后用于喷淋,降低清水水耗。其优点:易改造,不需要对现有生产线做太多改变,只需在污水处理增加部分单元。比如:废纸造纸废水,经过初沉预处理的废水可直接回用于造纸的打浆工艺;而生化处理后的废水通过砂滤后能用于冲网工段,废水回用率高达80%,大大减少了废水的排放量。

采用回用水循环的废水处理系统,其部分废水可经过深度处理后,能够满足日益提高的造纸废水排放标准。同时,该法能减少造纸厂废水的排放量,缩小污水及污泥处理设施的规模,减少投资。

3、结束语

随着我国环境保护力度的加大,废水及废渣的排放标准日益提高,如何减少造纸污泥的产生量,实现造纸污泥的妥善处理处置以及资源化利用,是目前急待解决的问题。针对我国造纸废水污泥产生和处理处置状况,今后需要采取的策略是:首先,造纸厂应当重视污泥处理和处置,加强污泥管理力度。其次,加快废水废渣资源化利用的步伐,从源头上减少污泥的产生。

参考文献

[1] 中国造纸协会2012年度报告.中国造纸协会。2013(5)

[2] 郗伟.造纸废水污泥处理技木及资源化利用研究. [J].精细与专用化学品2011(3).