我國每年排放污泥量大約為130萬噸,而且以每年大于10%的增長率不斷增加,城市人口高度集中的地區生物污泥問題十分嚴重。我國城市污泥的處理由于長期未能引起有關部門的足夠重視,處理設施建設嚴重滯后。因此,在各種污泥處置方法中,農用約占44.8%,陸地填埋約占31%,其它處置約占10.5%,另有大約13.7%的城市污泥未經任何處理便重新回到自然界中。目前,城市污水處理廠污泥處理費用僅占工程投資和運行費用的24%-45%。而發達國家的污泥處理廠污泥處理費用占污水處理廠總投資的50%-70%。
常用的污泥處理技術有:濃縮,污泥調理,厭氧消化,脫水,堆肥等處理工藝,而好氧消化,濕式氧化,消毒,熱干燥,焚燒,低溫熱解等尚處于研究試驗階段。處置技術則主要有填埋和土地利用。
濃縮:污泥濃縮方法有重力濃縮、氣浮濃縮。污泥濃縮后其含水率可降為95%左右,仍為液體流動狀態。重力濃縮法儲存污泥能力高,操作簡單,是最常用的污泥減容手段之一。
污泥調理:污泥調節處理可降低污泥的親水性和提高脫水效率,常用的調節辦法有化學調節法、熱力調節法。熱力調節法和水凍熔融法、投加惰性物質等方法處在試驗研究階段。
污泥厭氧消化:污泥厭氧消化通過把污泥中的有機物轉化為沼氣和二氧化碳,消減有機物含量,產生的沼氣進行綜合利用。污泥厭氧消化可以穩定污泥的泥性,降低污泥含水率,提高污泥的脫水效率。厭氧消化后污泥在園林綠化、農業利用前,還應按要求進行無害化處理。國家鼓勵城鎮污水處理廠采用污泥厭氧消化工藝,產生的沼氣應綜合利用。根據《城市污水處理及污染防治技術政策》(建城[2000] 124號)要求:日處理能力在10萬m3以上的污水二級處理設施產生的污泥,宜采取厭氧消化工藝進行處理,產生的沼氣應綜合利用。目前,厭氧消化在實際工程中的應用主要包括污泥中溫厭氧消化、高負荷消化和兩級消化等,各種形式的污泥厭氧消化已在全國大型污水處理廠規?;瘧?。
污泥脫水:污泥脫水主要是將污泥中的吸附水、毛細水和細胞內水分離出來。污泥機械脫水主要包括:真空過濾脫水、壓濾脫水、離心脫水等。污泥經脫水后其體積大幅度減小,降低了后續污泥處理處置的難度。一般大中型污水處理廠均采用機械脫水。近年來,污泥脫水技術得到了很大的發展,技術突破集中在污泥脫水前調理劑的研發和脫水機械設備的改進等方面。目前,采用污泥藥劑調理+機械脫水的技術,在濕污泥原泥中加入污泥調理劑破壞污泥絮體微生物結構并溶胞,分離出物理性結合水,使微生物的生物體的水分分離,最終使污泥中的結合水大部分轉化為自由態水,再通過機械脫水設備將自由態水分分離。該技術已在制革污水處理廠污泥處理中規?;瘧?,處理后污泥含水率可低于50%。
污泥堆肥:污泥堆肥是一種無害化、減容化和穩定化的綜合處理技術,系由混合微生物群落在潮濕的環境中對有機物進行分解。堆肥過程中產生的高溫可以有效的殺死病原微生物及各種寄生蟲卵,是一種無害化、減容化、穩定化的綜合處理技術。
污泥高溫好氧發酵:污泥高溫好氧發酵是采用剪枝、落葉等園林廢棄物和礱糠、谷殼、秸桿等農業廢棄物作為高溫好氧發酵添加的輔助填充料,利用自然界廣泛存在的細菌、放線菌、真菌等微生物,有控制地促進污泥中可生物降解的有機物向穩定的類腐殖質轉化的微生物學過程。污泥中各種有機物質在酶的作用下,轉化成小分子的有機化合物、對土壤有利的腐殖質,以及CO2,氨、水和無機鹽等,使之成為可被植物吸收利用的化學形態。污泥高溫好氧發酵不斷地分解有機物,堆體溫度不斷升高,可達到50℃-60℃,將其中的病原菌和寄生蟲卵殺死,使之無害化。污泥高溫好氧發酵的產品稱為堆肥,可以用作土壤改良劑和有機肥料。污泥高溫好氧發酵應重視污泥重金屬污染問題,處理過程應防止臭氣污染,處理后的污泥含水率一般可低于40%。目前污泥高溫好氧堆肥技術已經在廈門、河南、山西等地規?;懂a運行。
污泥石灰穩定干化:采用石灰等無機藥劑對污泥進行調理,可以降低含水率,提高污泥橫向剪切力和衛生條件,有利于污泥的后續處置。污泥堿化穩定干化技術原理是使用生石灰穩定污泥,生石灰與水反應生成氫氧化鈣,在此過程中每公斤石灰可以化合0.32kg水、釋放1141kJ的熱量,將溫度提升到70℃,pH值提升到12以上,從而有效殺滅病原體,并分解有機物。污泥堿化穩定干化技術的控制性參數是污泥的pH及其保持時間。目前,國內已有不同形式和規模污泥采用石灰穩定干化法,經過處理后污泥含水率可以降低到70%左右,在自然界中堆放1個月后含水率繼續降低到60%左右,可以達到《生活垃圾填埋污染控制標準》和《城鎮污水處理廠污泥處置 混合填埋泥質》的標準要求。
污泥熱干化:污泥熱干化后污泥的臭味、病原物、粘度、不穩定等負面特性得到顯著改善,降低了污泥含水率,節約了運輸成本,提高了污泥熱值。污泥熱干化過程分為污泥與熱載體直接接觸和熱量由換熱設備提供兩種,目前應用較多的有流化床干化、轉盤干燥、噴霧干化和空心槳葉式干化等工藝。采用污泥熱干化工藝應與利用余熱相結合,鼓勵利用污泥厭氧消化過程中產生的沼氣熱能、垃圾和污泥焚燒余熱、發電廠余熱或其他余熱作為污泥干化處理的熱源;不宜采用優質一次能源作為主要干化熱源;要嚴格防范熱干化可能產生的安全事故。
污泥焚燒:污泥焚燒是指污泥在一定溫度、氣相充分有氧的條件下,使污泥中的有機物質轉化為CO2、H2O、N2等,反應過程中釋放出來的熱量用于維持反應的溫度條件。污泥焚燒一般采用流化床工藝,分為固定(鼓泡)流化床焚燒爐、循環流化床焚燒爐和回轉式流化床焚燒爐等。污泥焚燒的煙氣應進行處理,并滿足《生活垃圾焚燒污染控制標準》等有關規定。污泥焚燒的爐渣和除塵設備收集的飛灰應分別收集、儲存、運輸。國家鼓勵對符合要求的爐渣進行綜合利用;飛灰需經鑒別后妥善處置。污泥焚燒工藝在經濟較為發達的大中城市應用較廣,一般采用干化焚燒的聯用方式,提高污泥的熱能利用效率。近幾年,污泥焚燒技術發展迅速,污泥焚燒廠與垃圾焚燒廠合建,污泥作為低質燃料在火力發電廠焚燒爐、水泥窯或磚窯中混合焚燒等技術正在逐步走向成熟。
由于各國具體情況不同,選擇的方法各有側重。在美國,土地利用正逐漸占據主角。80年代末以填埋為主,約占42%;1998年土地利用急劇上升至59%,預計2005年土地利用的比例將上升至66%。日本由于國土面積較小,以焚燒為主約占63%,土地利用22%,填埋5%,其它約10%。歐盟各成員國的側重不盡相同,目前盧森堡、丹麥和法國主要以污泥農用為主,愛爾蘭、芬蘭和葡萄牙等國污泥農用的比例還會逐步增加,而法國、盧森堡、德國和荷蘭則計劃加大焚燒的比例。即使一個國家的不同地區也有所側重,如在英國北部大型工業城市,由于污泥中重金屬含量較高且含有一些有毒成分,因此焚燒比例較大約占50%,而英國的其它城市則以污泥土地利用為主。發達國家對于污泥處置的方法大致采用堆肥、安全填埋、水泥添加劑、陶粒、厭氧產沼氣、水泥砌塊添加劑、陶瓷原料、建筑原料等,基本實現了資源化和無害化。而我國由于經濟基礎差,國家在這方面一時難以顧及投入大量資金,目前該領域基礎性技術研究太少。即使個別科研單位已研究形成一些成果,但技術和經濟同時可行的很少,加之成果轉化推廣過程中由于政策支持、資金不到位等原因,難以在實際中推廣應用。
濃縮處理只是將污泥中的水份去掉,而污泥仍需要近一步的處理。堆肥處理占地大,用工多,而且不能有效的利用生物有機能源和營養物質生產高質量的有機肥,有時容易產生二次污染。污泥調理因其成本及技術的原因,仍在提高污泥調理效果、降低成本、減少環境危害方面加快研究步伐。泥厭氧消化從理論上說是很好的處理技術,但目前還存在一些問題尚待解決,污泥厭氧消化過程中會產生大量的甲烷等易燃氣體,對消防安全等級要求和管理要求比較高,污泥經厭氧消化后只能減量1/3到1/2左右,還會留下大量剩余污泥(殘渣)需要通過其他技術進行處理。產生的消化液COD濃度相當高,還需建立配套的污水處理設施或返回到污水處理廠處理,這都需要大量的額外投資和運行成本。污泥堆肥也存在突出的缺點,在大型污水處理廠中,生污泥直接堆肥工藝占地明顯高于污泥消化處理占地;而在小型污水處理廠,污泥消化工藝和污泥堆肥工藝占地面積相差不多,另外生污泥直接堆肥環境條件很差,必須考慮妥善的氣體脫臭處理。而其它技術仍然在研究摸索中,我們可以采用多種方法相結合的辦法,將采用方法的缺點影響盡可能的減到最小,同時加大研究力度,早日解決污泥污染的問題。
污泥陶粒技術:以生物污泥為主要原材料,采用烘干、磨碎、成球、燒結成的陶粒,稱為污水處理生物污泥陶粒。用生物污泥代替部分黏土來燒制陶粒既節省黏土,又保護農田,也起到了一定的環保作用。生物污泥陶粒廣泛應用與建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門。陶粒因其材質輕,比表面積大,吸附懸浮能力強,并具有耐磨,耐沖刷,微孔多,截污能力強,化學性能穩定等優點陶粒砂濾料是水廠、濾池和煉油廠濾油池較理想的過濾材料。產品不含對人體有害的金屬離子及有毒有害雜質。還能處理可生化的有機工業廢水、工業雜排水、微污染水源等,完全可以在水處理中取代石英砂、無煙煤等用作過濾介質。陶??芍貜褪褂茫詈髲U棄時可填埋,因其本身材質,填埋之后又可形成新的土壤和頁層,不會破壞環境,是一種優良的綠色循環過濾材料,既環保又節能。
生物污泥陶粒生產工藝:將各種原料在100度左右用烘干機設備烘干機,然后經過滾筒篩等篩分設備將之分成100目上下,按照一定配比將各種原料加水混勻,通過造粒機(也稱制粒機)制成球型,為防止生料球含水量過高,造成焙燒過程中開裂,先將生料球于105度下干燥一定時間,然后經陶?;剞D窯焙燒、冷卻,即制成陶粒成品。其工藝主要可以用:原料混磨 — 制粒 — 燒脹 —堆放 — 運輸(裝袋)來概括。
我國是一個資源貧泛的國家,能源問題一直制約著經濟的發展,土地的大量流失,資源的大量浪費,環境的極度污染,致使生產生活環境越來越差, 生物污泥是城市高度發展的產物,隨著城市人口的不斷增加,生物污泥也將不斷的增長,如何在經濟發展和環境保護中取得一個共通點,是我們一直在考慮的問題,而污泥陶粒因其獨有的特性使我們找到了一個非常好的綠色再生資源,因此生物污泥陶粒生產線的投資前景非常樂觀,歡迎有識之士對陶粒生產線進行考察了解。
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