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城镇污水处理厂污泥处理处置

刘冬生
  
装备维修技术
2022年11期
中节能国祯环保科技股份有限公司 安徽 合肥 230000

摘要:近年来,随着我国城镇污水处理技术的迅速发展,对污水处理厂等相关设施的建设日益重视,我国城镇污水也得到了有效的控制。不过,污泥问题也越来越严重了,因为污泥中含有很多的有机物、蛋白质、碳水化合物、尿酸、无机盐、重金属、病原微生物等,所以处理起来非常困难。本文对城镇污水处理厂的污泥处理与处置进行了探析,对污泥处理工作有一定的参考价值。

关键词:污水处理厂;污泥处置;利用途径

引言

随着城市化进程的不断推进,城镇污水处理率逐年上升,城镇污水处理厂的污泥排放量也在快速增长。城镇污水处理厂的污泥不但水分含量高,而且容易腐败,具有很强的恶臭,同时还含有大量的病原菌、寄生虫卵以及重金属等不易降解的有毒、致癌物质。污泥不经处置,随意堆积,在雨水的冲刷、渗透作用下,很容易造成地下水、土壤等二次污染,对人体的健康造成严重威胁。文章介绍了我国污泥处理和处置的现状和问题。

1城镇污水处理厂污泥特性及处理

城镇污水处理厂污泥是指在污水处理厂处理污水时,活性污泥增殖,为了保持污水处理系统合理的污泥浓度,剩余污泥需要排出系统,污水处理厂污泥由此产生。本文所论述的城镇污水处理厂的污泥包括少量的初期沉淀,残留的活性污泥和腐殖质。污泥的处理和处置是污水处理的主要内容,它直接影响到整个污水的治理过程。

城镇污水厂污泥的处理和处置要遵循减量化、稳定化、无害化和资源化的基本方针。污水的无害化处理和处置是衡量污水综合整治效果的一个重要指标,加强源头控制,根据污泥性质及最终安全处置的需要,采用技术上可行、经济有效、合理、安全的方法处理污泥,通过对污泥处置过程的全过程管理,使污泥处理处置的能源效率得到提高。

2污泥处理处置工作常见的问题

2.1污泥处理处置规划建设滞后

一些城镇污水处理厂在规划和施工中没有充分考虑到污泥的处理和处理方法,一般采取的是污泥和生活垃圾的混合填埋,由于没有足够的容量和处理能力,导致了大量的污泥堆积,如果处理不当,很容易引起二次污染和安全事故。由于当地资金有限,比较先进的处理方法(污泥焚化和协同处理)不能得到很好的应用。一些污水处理厂没有做到同时规划、设计和投入使用。

2.2填埋技术的不利影响

目前,由于资金、场地等因素的制约,大多数地方的污泥处理方式大多是通过运输到当地的生活垃圾填埋场或就地堆放。污泥因其含水率高,流变性强,胶状不易脱水,且污泥组成多样,污水处理厂的污水浓度低,使其生化性能差,难以达到要求。如果有大量未达到脱水标准的污泥进入到填埋场,将会造成严重的后果。

2.3部分污泥脱水设施浓缩、脱水能力不足

目前,二级污水处理厂采用的设备如离心式、带式脱水机等,脱水后的污泥含水率一般控制在80%,远远达不到60%的要求。同时,因经费所限,设备陈旧,没有配套的设备,在其损坏检修过程中,污泥不能脱水,堆积在工厂内。个别污水处理厂在大量的污泥生产时,对超过处理能力的部分采取自然堆放、干燥的方法,由于污泥含水率高、污染物浓度高,不进行防渗、保护处理,对环境造成的污染危害很大。首先,污泥渗滤液对土壤、地下水造成污染,长期堆积会引起厌氧菌的滋生,对周边环境造成一定的影响;其次,它占用了大量的土地,采用自然干燥的方法,不能将淤泥中所含的空隙水、颗粒吸附水等水分进行有效的处理,使其很难达到要求的含水量。

2.4污泥处置资源化利用率不高

填埋处理不但占用了大量的土地(堆存空间),还因为在污泥中添加了诸如石灰之类的改良剂,使得污泥的体积变大。污泥中含有丰富的养分,如 N、 P、 K等,经过处理,可以作为一种优良的有机肥料和改良土壤。污泥利用的方法包括污泥利用、污泥建筑材料等。通过对污水处理厂污水COD浓度的调查,发现污水中COD浓度偏低,造成污泥生物量不足,对污水的资源化利用产生了一定的影响。

3处理城镇污水处理厂污泥的技术

3.1污泥浓缩技术

污泥浓缩技术主要是通过减少污泥的含水量、提高污泥浓度、减少污泥容积来减少污泥的成本。污泥的处理与处置是一项十分困难的工作,因此,利用城镇污水处理厂的污泥浓缩技术,可以降低污泥的容积,方便后续的处理。污泥的浓缩工艺可分为三大类,最常用的是空气悬浮浓度和重力离心分离器,其他两种浓缩工艺主要应用于A2O氧化沟污水的处理,比如,工作的重心是一种沉淀,这是一个很大的领域,需要很长的一段时间。气浮法是一种应用于生物过滤及活性污泥的浓缩,其处理费用较高。离心浓缩采用高速旋转离心机,通过离心力的作用,将污泥中的固体粒子与水分开,减少污泥面积,缩短时间,提高效率。

3.2污泥消化技术

污泥的生物降解工艺可分为好氧和厌氧两大类。厌氧生物处理污泥在污水处理中,采用延迟曝气的方法为污泥好氧,而对有机物污泥则采用厌氧工艺。厌氧菌的基本原则是厌氧菌的稳定和污泥的混合作用通常是在无氧条件下进行的,污泥中的可生物分解的有机物质会被微生物分解为甲烷,二氧化碳和水。

采用厌氧消化可以有效地减少污泥中的有机物含量、去除污泥本身的异味、杀死污泥中的寄生虫。它的主要优势是:1、它的能量消耗很小,只有好氧生物处理的1/10~1/6。通常,沼气的产出量为0.5~0.7立方米,甲烷含量为50%~70%。二是有机物的脱除率较高,可达85%以上。三是在厌氧环境中, COD基质的自由能为418.6 kJ~1255.8 kJ,只有好氧环境的1/10。因此,微生物只能吸收很少的有机物,而沉淀的污泥很少,而且很容易脱水,是一种优良的肥料。四是厌氧工艺能有效地杀灭由于氨、氧和温度引起的污水和污泥中的病毒病、原菌和寄生虫卵。五是无磷、氮等营养元素的添加。

但其缺点也很明显,一是对污水进行厌氧生物处理仍有一定的 COD和BOD,需要通过好氧生物处理才能满足污水的排放。其次,由于厌氧降解过程中产生的废水中含有少量的硫化氢和氨气,废水中有难闻的气味,所以在污水排放之前必须先进行好氧生物处理。厌氧细菌的生长速度很慢,其处理结构的启动周期也很长。厌氧菌对环境的要求很高,对毒素的反应也很敏感,这也是为什么他们的工作越来越严格的原因。目前,我国采用最多的生物降解工艺是厌氧生物降解。

好氧生物处理是一种利用好氧微生物对有机物进行降解的一种方法。污水中溶解性有机物和胶状有机物是微生物赖以生存的养分来源。这些经过一系列生物化学作用的高能有机物质,会逐渐释放出强大的能量,最终与低能的无机物质相结合,从而达到无害化的目的,然后再进行加工,或者还原成自然状态。用好氧生物法进行快速反应,缩短了反应时间,使其结构变得更小。在处理期间,它的味道很小。目前,大多数有机污水或BOD值在500 mg/L以下的有机废水都被用好氧生物技术进行了处理,好氧生物技术对污泥进行了较好的处理,其原因在于有机物的降解速度很快,而且污泥的产率也很低。

3.3污泥脱水技术

污泥脱水是国内应用最广的一种工艺。这种工艺的目的在于将污泥中的水分除去,使其变成半固体或者固体,从而达到下一步的加工和运输。传统的脱水方法有两种,即机械脱水和干燥。干燥方式主要有三种:石灰石稳定干燥、自然干燥和高温干燥。另外,利用微波技术,在低温下,将淤泥中的微生物细胞在水中煮沸,从而有效地破坏了细胞的细胞壁,能将不易分离的束缚水从外部移除,再采用机械脱水设备,将淤泥中的水分含量降低到60%~70%,从而大大减少了整个脱水过程的费用;比如,采用热泵烘干技术,可以有效地利用污泥发酵过程中的热能,节约能源,减少干燥费用。

4城镇污水处理厂污泥处置及资源化

4.1卫生填埋法

卫生填埋法是目前我国最常用的处理污泥的一种,其处理效果快,成本低。但使用该技术会造成大量土地的浪费,而且该工艺的使用区域也很容易散发出难闻的气味,还会对地下水造成污染。因此,在实施前,有关部门要对周围环境进行全面的了解,避免造成严重的、不可弥补的污染,并适当采用卫生填埋。

燃烧之法。含各种有机物的淤渣可以通过燃烧来进行处理。本工艺具有显著的降低污泥量、降低重金属等有害成分的作用。污泥经焚烧处理后,不管是填埋场或回收,均不会造成二次污染。但是,在燃烧时,会产生大量的废渣和有害气体,对周边的生态环境造成了很大的影响。

4.2污泥的资源化

城市污水处理工艺的关键在于,要根据不同的工艺条件,选用最适宜的工艺,以达到对产品的处理要求。我国目前污泥处理的方法有:

1)泥填埋。污泥填埋是一种工艺简单、可行的、投资少的处理方法;

2)泥堆肥。污泥堆肥是一种适合于植物生长、改良土壤的生物处理技术;

3)通过对污泥中的无机和有机物质的综合利用,达到对污泥的再利用;

4)污泥的生物处理技术。采用蚯蚓对污泥进行无害化处理,是一种行之有效的方法;通过对污泥进行改性,可以得到较高的COD脱除率。

5对策措施

5.1开展污染物调查分析

在进行污泥处理和处置之前,必须对污泥进行取样和分析,以保证污泥中的各种污染物含量达到排放标准。当城市污水处理厂所排出的污泥中含有重金属或其他特性污染物时,必须对其污染程度进行调查和分析,对污泥的污染指数进行精确的判定,从而阐明其处理和使用的局限性。

5.2改进污水处理工艺

随着我国污水处理厂出水质量标准的不断提升,部分企业在技术上进行了技术改造,设备升级,解决污泥处理运行稳定性差,污泥产生量大等问题。在污水处理过程中,污泥含量较低的处理方法,如膜处理。通过调整、更换污泥脱水环节的相关设备,减少污泥出厂含水量和产出量。

5.3推广污泥建材利用

通过对常用的几种处理方法的比较,得出了与其它处理方法相比,污泥在建筑材料中的应用,具有无害化、减量化、资源化等优点,并减少了二次污染,并取得了环保和经济效益。而且,从全国建筑材料制造企业的分布来看,许多建筑材料都是比较成熟的,不需要再进行大量的建设,而且材料的生产流程也比较简单,可以在整个处理过程中形成一个良性的循环。同时,也要积极探索出台有关污泥建筑材料的政策,促进建筑材料的再利用。

5.4谨慎实施土地利用

污泥制肥在实施前,应先对可用区域进行调查,了解其土壤状况、土壤性质、适宜种植物种等。在大面积应用前,必须选择少量的土壤进行试验,以保证污泥施用后的营养状况、微量元素和矿物质的含量对土壤的改善效果,并制定出适宜的用量。

5.5加强污泥处理处置全过程管理

对城市污水处理厂产生的污泥要严格按照生产、运输、最终处理等环节进行严格的管理。对生产过程中的污泥进行记录,并进行定期核对。污泥的过秤、称量、闭环管理。对污泥处理过程进行归档和记录,实行“联单”制度。污泥临时转运现场也要实行全程封闭式管理。污泥的运输必须使用专门的车辆,道路固定,不能通过人多的区域,在有条件的地方,要安装卫星定位,以保证每吨污泥的流向,从而防止污泥的任意排放造成二次污染。

5.6统筹规划污泥处置设施

污泥的集中处置,进一步打破了城市边界,强化了区域一体化的处置;对地理位置合适、处置成本较低的,则鼓励更多的处置规模,在一定的限度内达到污泥的最佳处置。

结语

污水污泥是一种富含养分的珍贵资源。在植物生长、改良土壤或能源再生等领域有着广阔的应用前景。同时,污泥中的重金属和其他有害物质也是影响其处理和处置的重要因素。因此,在处理和处置过程中遇到的问题时,要慎重地进行分析,并采用最合理、最有效的方法进行处理和处置。污泥的处理和处置是污水处理厂的一个重要组成部分,它是一个复杂的系统工程,要使其得到合理的处理,使其与其产生的速率保持一致,而不能有效地处理污水,又造成污泥的处理滞后。在选择污泥处理方法时,应先确定污泥的各项指标是否符合污染物排放控制要求,以保证其安全。由于污泥成分比较复杂,因此,在选择污泥处理工艺时,应根据其营养成分、重金属含量、热值等因素进行科学的决策。另外,要从技术水平、地理位置、处置成本等多个角度,统筹处理,既要保证生态环境,又要兼顾资源化,逐渐改变以往以填埋为主的处置方式,向最优处置模式转变,同时保证监督和协调发展。

参考文献:

[1]何强,吉芳英,李家杰.污泥处理处置及资源化途径与新技术[J].给水排水,2016,42(2):1-3

[2]朱明璇,李梅,刘承芳,等.污泥处理处置技术研究综述[J].山东建筑大学学报,2018.12(33.6):63-68.

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