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關鍵詞:污水處理廠;污泥;處置;問題;對策
隨著我國城市化進程的加快,節能減排工作的深入開展,城市污水處理率逐年提高。截至2010年,城鎮污水處理能力已達到1.22億m3,城鎮污水處理廠已達2600多座,“十二五”期間還將增加污水處理能力9000萬m3,增建和在建城鎮污水處理廠達1800多座,為污染減排做出了巨大貢獻。但是污水處理廠的建設投運伴隨產生大量的剩余污泥,以含水率80% 計,全國年污泥總產生量很快將突破3000萬t。按照預測,到2020年污泥產量將突破年6000萬t[1]。未經恰當處理處置的污泥進入環境后,直接給水體和大氣帶來二次污染,不但降低了污水處理系統的有效處理能力,而且對生態環境和人類活動構成了嚴重威脅。
但是,受城市污水處理建設發展水平和認識程度的限制,我國對污泥的處理處置始終沒有引起足夠的重視。面對污泥處理處置實際工程需要的沖擊和國際諸多技術產品片面促銷的局面,管理體系及技術支撐等領域已經呈現出混亂的趨勢。而且,管理體系的欠缺、系統研究的缺乏和技術體系的紊亂等,已經給工程建設和運行管理造成了諸多難以解決的問題。
一、我國污泥處理處置的背景
據估算,目前我國城市污水處理廠每年排放的污泥量(干重)大約為130萬噸,而且年增長率大于10%,特別是在我國城市化水平較高的幾個城市與地區,污泥出路問題已經十分突出。如果城市污水全部得到處理,則將產生污泥量(干重)為840萬噸,占我國總固體廢棄物的3.2%[2]。
目前,我國污泥處理處置主要方法中,污泥農用約占44.8%、陸地填埋約占31%、其它處置約占10.5%、沒有處置約占13.7%,這些所謂的“處理”和“處置”基本上都是在特定的條件下估算的,嚴格來說以上數字將會有很大變化。據統計,我國用于污泥處理處置的投資約占污水處理廠總投資的20~50%,可以看出,污泥處理處置處于嚴重滯后狀態[3]。
污泥處理處置問題已經在大城市中顯現出來。早期的污水處理廠,由于沒有嚴格的污泥排放監管,普遍將污水和污泥處理單元剝離開來,為了追求簡單的污水處理率,盡可能地簡化、甚至忽略了污泥處理處置單元;有的還為了節省運行費用將已建成的污泥處理設施長期閑置,甚至將未做任何處理的濕污泥隨意外運、簡單填埋或堆放,致使許多大城市出現了污泥圍城的現象并已開始向中小城市蔓延,給生態環境帶來了極不安全的隱患。
二、污泥處置存在主要問題
一是污泥處理處置責任主體不明確。污泥處理處置責任主體不明確,是制約污泥處理處置管理體制得以理順的關鍵因素。責任主體體現在以下三個主要方面:一是傳統的污水處理廠并非一個民事法人主體,而是事業單位,是為政府義務服務的附屬實施機構,無法獨立承擔有關責任;二是污泥處理沒有專門的經濟支撐體系,一般城市污水收費尚不足以維系運行,污泥處理運行費更無著落,使得責任被旁置;三是過分強調“資源化”技術路線,誤導了企業和政府把污泥處理處置作為有價值的資源,而非一種責任。
二是污泥監管嚴重缺位。由于政府忽視污水處理廠產生污泥的以及污泥排放的間歇性造成了監控的難度,與污水處理的監管相比,政府對污泥處理處置的監管更為困難。污泥處理處置的管理缺位還表現在缺少系統規劃。國內各城市的總體規劃中尚未涉及到污泥處理處置內容,更無專項規劃。目前僅深圳、上海、北京等大城市初步嘗試了污泥處理處置專項規劃的編制,但僅限于技術性規劃。專項規劃是污泥處理處置的指導性方針,它的缺乏必然使污泥的處理處置處于無序狀態,給監控、管理帶來混亂。
三是相關標準缺乏系統性、科學性。系統的、科學的污泥處理處置標準是監控污泥處理處置、選取合理技術路線和采取有效技術政策的重要前提。目前我國與污泥處理處置相關的標準僅有《農用污泥中污染物控制標準》(GB4284-84)、《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)和《城市污水處理廠污水污泥排放標準》(CJ3025-93)三項。《農用污泥中污染物控制標準》(GB4284-84),為 1984年制訂頒布,距今已有20年,從未進行過修訂。其中重金屬指標需要重新研究,有機污染物指標明顯不足,病原菌指標更是空白,已經不能滿足使用要求,更起不到控制污染的作用。《城市污水處理廠污水污泥排放標準》(CJ3025-93),是控制城市污水處理廠污泥排放的標準。其中多是原則性的文字,僅對脫水后污泥含水率有明確的要求(小于80%),而對有機污染物、病原菌并沒有準確、完整的指標,對重金屬更是沒有任何的限制。《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)是最新的比較綜合的城市污水處理廠污染物排放標準,對污泥脫水、污泥穩定提出了控制指標,對農用污泥中重金屬和有機污染物提出了限值。但是,對于污泥穩定化指標缺乏測試手段相配合,從而實際上無法檢驗[4,5]。
三、解決污泥處置問題對策
從以上分析開看,現在對污水處理廠產生污泥的處置存在較多問題,針對這些問題,提出下面幾點建議:
一靠產業政策。污泥處理處置產業政策及相關制度,要充分體現全面、協調、可持續的科學發展觀,促進循環經濟的發展,維護生態平衡。立足于我國實際情況,借鑒國內外先進經驗,瞄準國際發展動態,明確污泥處理處置產業發展的基本思路,制定產業發展規劃和實施方案。把污泥處理處置產業的發展列入優先發展領域,將其作為一個重要的新興行業加以扶持,不斷增加投入。堅持以市場為導向、以科技為先導、以效益為中心、以企業為主體的原則,強化政策法規引導,逐步建立與市場經濟體制相適應的污泥處理處置產業宏觀調控體系。從宏觀上,要建立合理的規章制度和科學的政策導向,堅持政府服務、監督與市場化運作并舉的方針,積極推動污泥處理處置產業的健康發展;微觀上,制定科學合理的污泥處理處置價格,限制高耗能、高污染的處置方式。
鼓勵對污泥處理處置給與稅、費優惠政策。建立有利于污泥處理處置產業發展的減免稅、國債、貸款貼息、設備折舊等稅收、財政措施,推動污泥處理處置的發展。對于污泥處理處置過程新產品、新技術的研制及對外來技術消化吸收后生產的產品,在新產品、新技術投產后除享受法律、法規規定的減免稅待遇外,還應該給予稅前還貸的優惠條件。同時隨著污水領域政企分離逐步到位、污水收費逐漸實施及技術路線逐步明確,應在政策上明確污泥處理處置的直接承擔主體是污水處理企業,污水處理企業負有對本企業所產生污泥合理處理并最終達標處置的責任[6]。
二靠技術政策。污泥處理處置應促進社會、經濟和環境的可持續發展,按照減量化、穩定化、無害化原則,按照地區差別實行分類指導,根據本地區的經濟發展水平和自然環境條件及地理位置等因素,合理選擇處理處置方式。鼓勵污泥資源化綜合利用,盡可能利用過程中的能量和物質,禁止污泥隨意傾倒和無控制堆放。
污泥處理處置設施建設,應依據城市總體規劃、環境保護規劃、固體廢棄物處理處置規劃及城市污水處理廠規劃的要求,按照在污水處理的同時,必須對污泥進行最終處置的原則,做到規劃先行,合理確定污水處理廠污泥處理處置設施的布局和設計規模。污泥處理到最終處置是一系列工藝技術的組合系統,必須總體規劃考慮,不能分離整個處理處置過程而強調某一局部單元工藝技術的效果。其組合系統應根據環境容量、污泥特性、處理處置規模及當地的實際情況和要求,經全面技術經濟比較后優化組合確定。
三靠政府管理。政府在污泥產業發展中起著較為重要的作用,主要體現為服務與監督,包括承諾、保障和協調三個方面。政府應該明確將污泥處理處置的運營費用列入污水排污收費范圍,單獨核算,切實保障處理經費的及時支付。由于我國目前大多數城市的污水處理收費標準偏低,收取率不高,需要根據項目的實際情況逐步實現污泥的經濟價值,以此為基礎建立科學的價格補償機制。另外,政府可以承諾涉及與特許項目有關的土地使用、相關基礎設施的提供、防止不必要的重復性競爭項目建設及必要的補貼,但不承諾商業風險分擔、固定投資回報率及法律、法規禁止的其他事項。政府為項目的建設與穩定運營提供資金、建設用地、電價、稅費等方面的保障,協調污水凈化廠、運輸及相關主管部門的關系,提供一個良好的環境[7]。
總之,為了解決國內污泥處理處中存在的問題,充分利用污泥資源,必須大力發展污泥處理和利用的各種技術,以及建立與完善污泥處理相關的技術、產業政策、制定污泥處理處置過程中相應的標準和法律法規。
參考文獻:
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[2]杭世,劉旭東,梁鵬. 污泥處理處置的認識誤區與控制對策[J].中國給水排水,2004,(12).
[3]岑超平,張德見,韓琪.城市污水處理廠污泥處理處置的政策分析[J].科技中國,2007,(04)
[4]唐小輝,趙力.污泥處置國內外進展[J].環境科學與管理,2005,(03).
[5]王宏元.城市污水處理廠污泥處理處置的技術分析[J]. 廣州化工,2007,(04).
關鍵詞:污泥處置;減量化;資源化;循環化
背景
活性污泥法在城市污水處理廠中占有重要地位,隨著城市化的發展,工業及生活用水量大量增加,伴隨而來的是污泥產量的提升。中國水網《中國污泥處理處置市場報告》數據顯示,截至2009年底,全國城鎮污水處理量達到280億m3,濕污泥(含水率80%)產量突破2000萬t[1]。污泥的生產量與日俱增,然而污泥卻得不到很好地處置,所以污泥處置該向何處發展已經成了當前大家比較關注的課題。
1污泥處置的現行要求
20世界首先由德國提出了污泥處置的減量化、無害化、資源化的原則,對于污泥處置方式的發展產生了一定的積極引導作用,同時也為污泥處置的發展指明了方向。
1.1減量化
污泥的生產過程應按照清潔生產的原則,從源頭上控制污泥的產量,采用剩余污泥減量化的新工藝、新技術,實現污水處理污泥產量的減量化。現行新型的污泥減量化方式有臭氧減量技術、生物減量技術和膜分離減量技術。這些技術的發展對污泥生產量的降低都起到了重要的作用。
1.2無害化
污泥無害化處置是指污泥處置過程與處置產物對人類和生態環境均無害。最好的處置方式是通過污泥的資源回收,生物處理,化學消毒,然后將污泥應用在農業、建筑、生活等方面,真正實現污泥處置無害化。
1.3資源化
污泥中含有有機物、無機物、金屬離子、非金屬離子、高分子化合物等各種成分,如果能夠把污泥中的各種成分加以開發利用,污泥將成為一種新型的市場資源,這將解決了污泥處置的難題。污泥資源化的方向有污泥堆肥利用、污泥中金屬的回收利用、污泥用于生產建筑材料、污泥填坑造地、污泥制造活性炭吸附劑、制備微生物絮凝劑、制備可降解塑料PHAs、用于受損土壤的修復、污泥厭氧消化制沼氣等。
2污泥處置的發展趨勢
當今時期,隨著人們對生活水平的要求越來越高,污泥處置面臨著極大的壓力,污泥處置該何去何從?綜合污泥處置的現狀來看,污泥的處置方式在按照減量化、資源化、無害化的方向發展,然而,污泥處置的最佳途徑是實現污泥的循環化利用。所謂循環化利用,就是把污泥作為一種新形式資源,將其經過一定的物理化學生物處理后,按照不同的用途要求,依據國家規定,應用于不同的行業部門,找準污泥出路,實現污泥的作為中間產物的良性循環。循環化與污泥處置的減量化、資源化、無害化等要求是相輔相成的,而并非是相互對立的,循環化的途徑中也包含了減量化、資源化、無害化,但更傾向于接近自然發展的規律,污泥的最終處置途徑要進入自然循環的道路,這樣才是與大自然和諧共處的最佳方式。
污泥的循環化處置主要從污泥中的資源回收、污泥堆肥利用、作為建筑材料等方面考慮。
2.1資源回收
污泥中含有一定量的各類金屬成分,以北京市為例來看(如表1[2]),作為不可再生資源,我們應該充分發揮他們的功效,把這些金屬物質從污泥中分離出來加以開發利用,既減少了污泥中金屬成分對環境的危害,又實現了資源的循環利用,為人類社會的可持續發展做出了貢獻。
2.2堆肥利用
我國是一個傳統的農業大國,目前我國的城市污泥中富含氮磷鉀等農作肥料需要的礦質元素和一些無機鹽離子,可以通過堆肥處理把污泥中的有效成分充分應用在農業生產中,為我國農業生產做出貢獻,在污泥的循環化過程中起到了不可替代的作用。所以,要充分開發污泥堆肥在農業中使用的技術。但是,在把污泥堆肥使用之前,要先進行一定的預處理,保證施用到農田中的污泥既滿足衛生學的標準,又能保證重金屬離子含量在安全使用的范圍之內,不會由植物吸收后在食物鏈中傳遞,危害人類健康,實現污泥資源循環利用的無害化。
2.3建筑材料
2.3.1灰渣水泥
經過污泥焚燒灰成分分析可知:污泥焚燒灰的主體成分與傳統的波特蘭水泥相近,可以在污泥焚燒灰中加入一定量的石灰成分,用于制作灰渣水泥。經過一定的無害化處置后應用在工業建設中。
2.3.2污泥磚
在干污泥或污泥焚燒灰中按照要求添加適量的粘土或硅砂,然后依據一定的混合方法配合其它材料來制造污泥磚。經試驗驗證,污泥磚的抗壓、抗折強度都比普通磚有一定的優越性。
3結論及展望
關鍵詞:含油污泥 來源 處理方法
前言
含油污泥是在石油開采、運輸、煉制及含油污水處理過程中產生的含油固體廢物。污泥中一般含油率在10~50%,含水率在40~90%,我國石油化學行業中,平均每年產生80萬t罐底泥、池底泥[1],勝利油田每年產生含油污泥在10萬噸以上,大港油田每年產生含油污泥約15萬噸,河南油田每年產生5×104m3含油污泥[2]。含油污泥中含有大量的苯系物、酚類、蒽、芘等有惡臭的有毒物質[3],含油污泥若不加以處理,不僅污染環境,而且造成資源的浪費。含油污泥的處理一直是困擾油田的一大難題。
1.含油污泥來源
含油污泥的來源主要有以下幾種途徑:
1.1 原油開采產生含油污泥
原油開采過程中產生的含油污泥主要來源于地面處理系統,采油污水處理過程中產生的含油污泥,再加上污水凈化處理中投加的凈水劑形成的絮體、設備及管道腐蝕產物和垢物、細菌(尸體)等組成了含油污泥。此種含油污泥一般具有含油量高、粘度大、顆粒細、脫水難等特點,它不僅影響外輸原油質量,還導致注水水質和外排污水難以達標[4]。
1.2 油田集輸過程產生含油污泥
勝利油田含油污泥的主要來源于接轉站、聯合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥、煉廠含油水處理設施、輕烴加工廠、天然氣凈化裝置清除出來的油沙、油泥,鉆井、作業、管線穿孔而產生的落地原油及含油污泥[5]。油品儲罐在儲存油品時,油品中的少量機械雜質、沙粒、泥土、重金屬鹽類以及石蠟和瀝青質等重油性組分沉積在油罐底部,形成罐底油泥。
中原油田污泥產生主要是一次沉降罐、二次沉降罐、洗井水回收罐的排污。含油污泥本身成分復雜,含有大量的老化原油、蠟質、瀝青質、膠體和固體懸浮物、細菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產物等,污水處理過程中還加入了大量的凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等水處理藥劑[6]。
在3~6年的油罐定期清洗中,罐底含油污泥量約占罐容的1%左右。罐底含油污泥的特點是碳氫化合物(油)含量極高。據調查測試發現,油罐底泥中大約25%為水,5%的無機沉淀物如泥沙,70%左右為碳氫化合物,其中瀝青質占7.8%,石蠟占6%,污泥灰分含量4.8%[3]。
1.3 煉油廠污水處理場產生的含油污泥
煉油廠污水處理場的含油污泥主要來源于隔油池底泥、浮選池浮渣、原油罐底泥等,俗稱“三泥”,這些含油污泥組成各異,通常含油率在10%~50%之間,含水率在40%~90%之間,同時伴有一定量的固體。
2.含油污泥的危害
含油污泥體積龐大,若不加以處理直接排放,不但占用大量耕地,而且對周圍土壤、水體、空氣都將造成污染,伴有惡臭氣體產生,而且對周圍土壤、水體、空氣都將造成污染,伴有惡臭氣體產生,污泥含有大量的病原菌、寄生蟲(卵)、銅、鋅、鉻、汞等重金屬,鹽類以及多氯聯苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物質。
3.常用污泥的處理方法
含油污泥處理最終的目的是以減量化、資源化、無害化為原則。含油污泥常用的處理方法:溶劑萃取法、焚燒法、生物法、焦化法、含油污泥調剖、含油污泥綜合利用等。
3.1 含油污泥的脫水
關鍵詞:CASS工藝小區污水膜過濾中水回用
1概述
建筑小區是具有一種功能或多種功能的相對獨立的區域,其排水系統通常不在城市市政管網覆蓋范圍之內。根據當地的環保標準,必須設置獨立的污水處理設施,這就是我們所指的小區污水處理。
小區污水系統的處理能力,各國并無統一的限定。前蘇聯曾建議單個構筑物的處理能力不宜超過1400m3/d,美國則把處理能力限定在3785m3/d的范圍內。根據我國情況,建議把污水量在4000m3/d以下的處理廠定義為小區污水處理廠。
小區污水不同于城市污水(常包括部分工業廢水),屬于生活污水范疇。其水質水量特征可概括為:水質水量變化較大,污染物濃度偏低,即比城市污水低,污水可生化性好,處理難度小。
小區污水的處理工藝因污水排入的水體功能不同而異,常用處理方法有:化糞池、一級處理(初次沉淀池)、生物二級處理及二級處理后再經過濾消毒回用等。由于小區污水量較小,管理者水平不高,所以在工藝設計時盡可能選用無污泥或少污泥的處理工藝,以防因污泥處理不善造成二次污染。本文在介紹小區污水處理設計原則及常用流程的基礎上,重點介紹了周期循環活性污泥(CASS)工藝處理小區污水及回用的設計參數與應用情況。
2小區污水處理設計原則及常用流程
2.1設計原則
(1)一般來說,不同小區對出水的要求差異較大,應根據我國《地面環境質量標準》(GB3838-88)和《污水綜合排放標準》(GB8978-96)的有關規定和當地環保部門的要求確定處理程度,以確保出水水質。
(2)污水處理設施的設計和建設必須結合小區的整體規劃和建筑特點,即外觀設計上要與小區建筑環境相協調,以求美觀。
(3)在污水處理工藝上力求簡單實用,以方便管理。
(4)在高程布置上應盡量采用立體布局,充分利用地下空間。平面布置上要緊湊,以節省用地。
(5)污水處理廠位置應盡可能位于小區下風向,與其它建筑物有一定的距離,以減少對環境的影響。
(6)設備化,定型化,模塊化,施工安裝方便,運行簡易,設備性能穩定,適合分期建設。
(7)處理程度高,污泥產量少,并盡可能采用節能處理技術。
(8)處理構筑物對水力負荷和有機物負荷的適應范圍較大,使系統有較好的經受沖擊負荷的能力。
(9)小區內的人口是逐漸增加的,因此小區污水處理廠應留有發展余地。
2.2常用流程
根據小區廢水處理的原則,應選擇處理效果穩定、產泥少、節能的處理方法。小區系統中的各類建筑物一般均建有化糞池,所以化糞池應與污水處理方法相結合。常用的工藝流程有:
①污水格柵調節池提升泵接觸氧化池沉淀池出水。
②污水格柵調節池提升泵曝氣池沉淀池污泥回流出水。
③污水格柵調節池提升泵SBR池或CASS池出水。
④污水格柵調節池提升泵混凝沉淀(加藥)過濾出水(物化方法)。
⑤污水格柵調節池提升泵接觸氧化池混凝過濾(加藥)出水。
國內小區污水處理設計中組合式處理廠曾風靡一時,組合式處理指裝配好的或易于組裝的定型設備,其主要優點是施工快,不占綠地。但實際應用表明,存在不少問題。如設備的維修管理困難,對運行情況考核不便,單機處理水量有限,使用壽命等均有待時間驗證。根據工程設計及實際運行經驗,建議日處理能力1000m3以上的污水處理廠宜采用地上式。在水量不大,場地十分緊張時可考慮用埋地設備。
3CASS工藝處理小區污水
3.1工作原理
CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)是在SBR的基礎上發展起來的,即在SBR池內進水端增加了一個生物選擇器,實現了連續進水(沉淀期、排水期仍連續進水),間歇排水。設置生物選擇器的主要目的是使系統選擇出絮凝性細菌,其容積約占整個池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質積累--再生理論,使活性污泥在選擇器中經歷一個高負荷的吸附階段(基質積累),隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解階段,以完成整個基質降解的全過程和污泥再生。
據有關資料介紹,污泥膨脹的直接原因是絲狀菌的過量繁殖。由于絲狀菌比菌膠團的比表面積大,因此有利于攝取低濃度底物。但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小,在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖,但由于膠團細菌比增殖速率較大,其增殖量也較大,從而較絲狀菌占優勢,這樣利用基質作為推動力選擇性地培養膠團細菌,使其成為曝氣池中的優勢菌。所以,在CASS池進水端增加一個設計合理的生物選擇器,可以有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖,克服污泥膨脹,提高系統的運行穩定性。
CASS工藝對污染物質降解是一個時間上的推流過程,集反應、沉淀、排水于一體,是一個好氧-缺氧-厭氧交替運行的過程,因此具有一定脫氮除磷效果。
3.2與傳統活性污泥法的比較
與傳統活性污泥工藝相比,CASS工藝具有以下優點:
(1)建設費用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設備,建設費用可節省20%~30%。工藝流程簡潔,污水廠主要構筑物為集水池、沉砂池、CASS曝氣池、污泥池,布局緊湊,占地面積可減少35%。
(2)運轉費用省。由于曝氣是周期性的,池內溶解氧的濃度也是變化的,沉淀階段和排水階段溶解氧降低,重新開始曝氣時,氧濃度梯度大,傳遞效率高,節能效果顯著,運轉費用可節省10%~25%。
(3)有機物去除率高,出水水質好。不僅能有效去除污水中有機碳源污染物,而且具有良好的脫氮、除磷功能。
(4)管理簡單,運行可靠,不易發生污泥膨脹。污水處理廠設備種類和數量較少,控制系統簡單,運行安全可靠。
(5)污泥產量低,性質穩定。
3.3曝氣方式的選擇
由于小區大都是居民居住區,對環境的要求比較高,因此污水廠建設時應充分考慮噪音擾民問題和污水廠操作人員的工作環境,采用水下曝氣機代替傳統的鼓風機曝氣可有效解決噪音污染。另外,由于CASS工藝獨特的運行方式,采用水下曝氣機可省去復雜的管路及閥門,安裝、維修方便,使用靈活,可根據進出水情況開不同的臺數,在保證效果的條件下,達到經濟運行的目的。
3.4撇水方式的選擇
撇水機是CASS工藝的關鍵組成部分,其性能是否穩定可靠直接影響到CASS工藝的正常運行。目前,國內外對撇水機仍在進行研究和開發,按照目前所用的原理,撇水機可分為三種類型,即浮球式、旋轉式和虹吸式。撇水機研制的關鍵是解決潷水過程中,堰口、導水軟管和升降控制裝置與水流之間形成的動態平衡,使之可隨排水量的不同調整浮動水堰浸沒的深度,并隨水位均勻地升降,將排水對底層污泥的干擾降低到最低限度,保證出水水質穩定。
我院自主研制開發的撇水機屬絲杠旋轉式,自動撇水裝置主要組成部分是:潷水器、可擾動的軟管、水位控制器、可伸縮推動桿和驅動電機等。其中潷水器又叫自動浮動式水堰,上部為堰口和防止浮渣進入出水的浮筒,下部出水管兼起支撐作用,部分浸沒在水中,通過可伸縮推動桿使方形堰口達到連續均勻地排出反應池中的上清液。具有升降平穩、排水均勻、自動控制、價格低廉等優點。
3.5主要設計參數
CASS設計參數:污泥負荷0.1~0.2kgBOD5/(kgMLSS·d),污泥齡15~30d。
水力停留時間12h,工作周
期4h,其中曝氣2.5h,沉淀0.75h,排水0.5~0.75h。
4CASS工藝的出水回用
眾所周知,水資源緊缺已經成為世界性問題。我國也同樣面臨水資源短缺的現實。我國目前人均年占有水資源2700m3,僅相當于世界平均水平的1/4。我國的城市缺水現象更為嚴重,在300多個大中城市中有180個城市缺水,其中50多個城市嚴重缺水。以北京為例,全市水資源人均占有量僅為全國人均占有量1/6,而其年用水量已達42億m3,每年大約缺水7~10億m3。由于水資源的短缺,近年來城市供水水價持續上漲,小區污水經過適當處理后,用于小區綠化、廁所便器沖洗、洗車和清潔等有很好的社會效益和經濟效益。
采用CASS工藝處理小區污水,出水水質穩定,優于一般傳統生物處理工藝,其出水接近《生活雜用水水質標準》(CJ25.1-89),主要項目見表1。通過過濾和消毒處理后,就可以作為中水回用。
表1生活雜用水水質標準項目便器沖洗、城市道路澆灑洗車、掃除
溶解性固體(mg/L)12001000
懸浮性固體(mg/L)105
色度(度)3030
臭無不覺無不覺
pH6.5~9.06.5~9.0
BOD(mg/L)1010
COD(mg/L)5050
氨氮(mg/L)2010
總大腸菌群(個/L)33
過濾采用膜分離技術,膜分離技術是物質分離技術中的一個單元操作。膜法分離的最大特點是動力為壓力,不伴隨大量熱量變化。因而有節能、可連續操作、便于自動化等優點。為開拓CASS工藝的出水回用領域,開發了一種新型過濾膜(盤片式過濾膜),該膜具有通量大、壽命長、耐污染強度大、易于反沖洗等優點。工程應用表明具有良好的應用前景。
由于小區污水中含有致病細菌,消毒后回用可確保使用安全,在膜過濾前進行消毒還有利于對膜的保護。消毒采用次氯酸鈉消毒劑即可達消毒要求。
污水處理量在1000m3/d以上時,其污泥處理一般采用濃縮后脫水處理的方法,小規模時由于所產污泥量少,一般濃縮后定期用大糞車外運填埋或作農肥。
在多個工程應用基礎上,近期推出的CASS+膜過濾工藝已經應用于裝備指揮技術學院污水處理及回用(2000m3/d)、總參某部污水處理及回用(3000m3/d)和中華人民共和國濟南海關污水處理及回用(100m3/d)等工程。在濟南海關的污水工程設計中,充分利用所提供的地形,既保護了原有的綠化統一規劃,又可以利用處理后的水進行綠化和沖洗車輛,節約了大量的自來水,使用戶受益匪淺。
關鍵詞:水技術 污泥處理 資源化處置
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)09(b)-0072-02
現代城市中,污水處理廠的污泥產量大約是整個水處理的0.3%~0.5%之間(污泥的含水量按照97%計算)。在2009年的時候,我國已經建成標準化污水處理廠800座左右,而污水的處理率已經達到了56%,根據已經得到的數據預計,在未來的幾十年內我國的污水量還應該呈增加狀態,如果污水得不到正確處理的話,排放到自然環境里,會對環境造成很大的污染,不僅會對環境造成二次污染還會造成資源的浪費,得不償失。當代各國對于可再生資源的利用是非常重視的。我國是一個農業大國,所以污泥資源的再次利用,對我國能源的短缺性問題是很有用的,所以污水處理技術中的污泥處理技術將會是可再生資源發展的一個重要方向。
1 污泥的特點
1.1 污泥的組成
污泥是一種絮狀的顆粒廢棄物,其中的主要物質是水,水在污泥中的比例大約是90%以上,污水處理過程中產生的污泥中帶有很多的有害物質,例如磷、重金屬、各種有害的病毒病菌等,大多數都是有害物質,這種物質如果排放到土地或者江河中對環境的污染是不可挽回的。
1.2 污泥的性質
污泥的M成物質豐富,其性質也有很多。(1)污泥中脂肪和有機化合物的含量很低,但是含有的碳水化合物的量非常高的;(2)由于在污水處理中產生的污泥其含氮量是非常多的,其碳氮比例在10~20之間,所以污泥的處理適用于厭氧型消化;(3)城市中產生的污泥的酸堿度是正常的;(4)在污泥中,由于污水中帶有的重金屬離子比較多,所以在處理的過程中大部分都沉淀在污泥當中,故污泥當中的重金屬離子含量比較高,并且有很多的重金屬離子都是嚴重超標的;(5)污泥中有很多的碳氮鉀等,非常利于植物的生長,這些成分都會被植物所吸收;(6)污泥還有很多的熱值,較高的熱值在一定條件下可以作為可持續燃燒的燃料。
2 如何正確處理污泥
在污水處理廠中,對于污泥的處理可分為廠內、外處理兩部分,其中場內的處理指的是濃縮、脫水以及預處理,預處理是把淤泥進行厭氧消化,這個步驟得到的污泥的含水量是3/4左右,做成泥餅;污泥的場外處理指的是,對場內處理后的污泥做的后續處理。
2.1 坑填
填埋這一處理方法是非常簡單的,也是很多污水處理廠的處理辦法,但是這個處理方法占用的土地很多,而且對防滲透技術要求也很高,雖然操作簡單,但是一旦污泥滲透到土地里對土地的污染非常大,而且會污染到地下水,給人們的生活帶來很大的危害。
2.2 火燒
這種高溫處理的技術是對污泥處理最徹底的一種方法,通過高溫焚燒處理后的污泥,當中的有機物以及有害物質都會碳化,這是可以最大限度地減少污泥的體積的一種方法。但是焚燒的設備投入資金是十分巨大的,而且由于污泥中的水分含量比較高,其熱能散發所得能量不及其焚燒投入的能量,會給污泥處理廠造成虧損。
2.3 做成肥料
把污泥參與一些物質進行堆積成肥料的過程雖然簡單,但在堆積時還要參雜各種各樣的物質,用以把污泥中的有害物質中和掉,但是如果操作不當的話,里面的有害物質就會有殘留,如果做成農作物的肥料,會對人體產生很大的危害,所以這一技術雖然簡單易操作,其管理也很容易,但是在實際運行當中有很多限制。
2.4 厭氧消化
污泥的厭氧消化過程是在人為的控制作用下,用微生物的代謝作用使污泥中的有機物沉淀并穩定,這樣產處理后的污泥不容易被腐蝕,在國內普遍采用的就是消化法處理污泥。消化法處理污泥分為兩種,一種是厭氧消化;另一種是需氧消化。污泥的厭氧消化過程是通過酸堿兩個階段所完成的,通過酸堿環境使污泥里邊的有機酸分解,所以有機酸減少,就可以大量減少污泥的體積,這種消化法所完成的污泥都是直接用作肥料或者直接焚燒,而過程中所產生的沼氣可以收集起來用作能源再次利用。
2.5 加熱制干
污泥的干化處理,是利用加熱使污泥中的大部分水分蒸發,干化處理后可以顯著地見到污泥體積減少。干化處理技術現已發展得很好了,并且干化過程穩定,而且不產生病原病毒和污染物物質,而干化后的污泥可以直接作為肥料等,用作土地的改良。缺點就是此項技術的成本比較大,而且管理起來比較復雜,對技術要求很高。
2.6 用作農作物
對于污泥的處理如果用作農用的話,其投資成本較少,運行起來相對較為方便,費用可以接受,污泥中的有機部分可以用作土壤的改良劑,能很好地改良土壤,一度被認為是最有潛力的處理方式。但是其劣勢也逐漸地顯露出來,污泥中有大量的重金屬離子,被使用作為改良劑的土地的質量會變壞,而且長久下來其中的重金屬離子會沉入地下,污染地下水源,但是現在的研究方向是肥料的質量,只要把其中的重金屬離子控制在一定的范圍內并且合理地使用,就不會產生污染,并且非常有利于農作物的生長。
總之,對于處理污泥的方法,沒有最好,只有適合,遵循穩定、無害、資源化的發展方向的原則就行,污泥資源化處理也是對于資源化利用的一種途徑,這種途徑安全、可靠、有效而且經濟實惠,可以廢物利用,但是在使污泥無害化處理的過程中一定要保持生態平衡,盡量降低成本,并且遵循循環發展的道路。
3 污泥資源化未來發展方向
由上可見目前常見污泥處理方法均存在不同程度缺陷,隨著技術進步,城市污泥資源化過程中出現了一些新的進展,如污泥堆肥土地利用、污泥用作建筑材料(生產水泥和制輕質陶粒)、污泥熱解制油、污泥制動物飼料、污泥合成燃料、污泥制備活性炭吸附劑等。其中,利用污泥活性炭有著巨大的潛力和極大的優越性,污泥活性炭代替商品活性炭可以節省木材、煤炭等原料,同時降低了活性炭的生產成本,還可解決日益突出的固體廢物――污泥的污染問題。同時污泥活性炭用于水處理,可節約土地資源、以廢治廢,符合國內外固體廢物的資源化、無害化、減量化原則。而活性炭具有高度發達的孔隙結構和極大的比表面積,能適合多相且分子直徑不一的吸附質,在化工、石油、醫藥、食品、廢水處理、大氣凈化等領域得到廣泛的應用。
4 結語
隨著我國的發展,在國民經濟與城市進化的雙重促進下,城市污泥產量必然會越來越大,水短缺的問題也會逐漸出現,污泥作為有利用價值的潛在資源,會越來越得到重視。當代許多國家都在大力發展污泥處理和利用的各種技術。這樣,不僅利用了污泥資源,同時減少了環境危害。污泥的最佳處理方式為資源化利用,它不但使污泥變廢為寶,而且也節約了資源。污泥堆肥技術是當前較成熟、經濟效率較高的污泥處理技術,可以有效地治理水處理中的污泥,在以后不斷的研究下會越來越經濟適用。
參考文獻
[1] 尹軍,陳雷,王鶴立.城市污水的資源再生及熱能回收利用[M].北京:化學工業出版社,2013:178-180.
關鍵詞:城市;污泥;問題;對策;分析
中圖分類號:F273.1文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2007)10-0288-01
1城市污泥處理現狀
根據國務院2000年11月的文件,“十五”期間,所有設市城市都必須建設污水處理設施。
在很多人包括一些領導看來,一個城市只要設立了污水處理廠,這個城市的供水環保問題就得到了解決。而事實是,城市污水處理廠在污水處理的過程中必然產生污泥。而且隨著城市污水處理率的不斷提高,污泥的產量同樣在不斷增大。目前全國每年污泥產生總量達900萬噸,而北京預計到2008年,每年的污泥總量將達到80萬噸。還不包括城市管道清疏和河道疏浚產生的大量含水率極高的污泥。目前全國污水處理廠污泥的規范化處置率不到20%,而處理的方法主要是填埋。甚至有一些農戶將污泥直接拉到田里做有機肥,隨意大量施用污泥容易導致嚴重的環境和衛生風險。污泥處理處置問題已經成為制約整個污水處理行業健康發展的瓶頸問題。
2城市污泥處理存在問題
目前我國城市污泥的處置工序主要分三步。首先污水處理廠產生的污泥在廠區完成簡單的穩定脫水處理,然后污泥被運到污泥銷納中心進行中轉;最后,一部分用作有機肥的污泥被送往田地,大部分被運往垃圾填埋場填埋。經過這樣處理的污泥已經無害了嗎?按照目前的處理方法,污泥仍然存在污染隱患。因為經過簡單處理后的污泥,穩定狀態很容易被打破,一場雨就可以使污泥恢復原形。用作有機肥的部分,沒有經過專門處理的污泥中雖然含有部分有機質,但其中含有的重金屬、病原菌和其他長效有機污染物都會對土壤產生危害,并且使作物的品質受到嚴重影響。在一些地方隨意施用污泥肥已經導致土地鹽害、燒苗和病蟲害等問題。填埋法的問題是,由于垃圾填埋場大多為露天,經過幾場雨后恢復原形的污泥就對場地的安全構成嚴重的危害。雨水使露天堆放的污泥漲成了渾濁的稀湯,褐色的污水混著污泥在場區到處蔓延,而不遠處就是農戶的田地。“這樣的情景在全國并不新鮮”,中國科學院地理科學與資源研究所研究員、國際水質協會污泥管理專業委員會城市污泥堆肥處理專家陳同斌對記者說,城市污水處理廠成為污染大戶!這是一個讓大家接受起來有些困難的事實。不僅污泥到處蔓延,污泥對垃圾填埋場防護設施的腐蝕滲透現象也很嚴重,不少垃圾填埋場的壽命被大大縮短。
對污泥的主要處理要求只有一項,即要求將污泥脫水至含水量80%以下。記者找到了建設部的這份《城市污水處理廠污水污泥排放標準》(GJ3025-93)。在污泥排放標準一欄里記者看到共有5條規定,除規定了綜合利用的原則以外,具體的規定還有污泥須經穩定化處理,不得任意棄置以及農用污泥需參考農業有關規定。而確定具體指標的確實只有一項“在廠內經穩定處理后的城市污水處理廠污泥宜進行脫水處理,其含水率宜小于80%”。
3發達國家的污泥處理經驗
來至美國環保局(USEPA)的數據,2000年美國污泥處置中,土地利用占55.5%,焚燒占22%,填埋占14%,其它有利利用7.5%。根據規劃,到2005年,美國污泥處置中,土地利用比例將達到58%,焚燒比例20%,填埋13%。而根據英國有關部門的規劃,在2005年的污泥處置中,土地利用的比例達66%,焚燒比例為28%,而填埋只占6%。并且根據《歐洲廢物處理處置政策》,從2000年開始歐洲已經對污泥填埋征收填埋稅,要求減少污泥填埋直至完全廢止。而對污泥的處置的原則是遵循著“減量化”――“循環利用”――“焚燒”――“填埋”的順序。
德國給污水處理廠規定了嚴格的排放控制標準,污水處理廠產生的污泥必須經過規范的處理。不少污水處理企業為了免交罰款,不得不請有關公司幫助解決污泥問題。在德國1噸污水的處理費相當于6噸自來水價格。
4污泥處理與利用
污泥是放錯位置的資源。以一座20萬噸級的污水處理廠為例,每年產生的污泥中,含有硫酸銨46~232噸、過磷酸鈣30~150噸、硫酸鉀4.8~24噸、有機質含量40%~60%,相當于100~400多噸標準肥和大量有機肥。具備了農用的可能性。城市污泥問題是伴隨著世界城市化的進程產生的。不同國家對污泥采取了不同的處理方式。處理方法大體有填海、填埋、焚燒和土地利用。其中填海由于出現了嚴重的污染問題,已經被國際海洋法所禁止,各國都基本上廢止。余下的幾種處置方式各有優劣。從技術難度比較,填埋的技術難度最低,其次是土地利用,難度最高的是焚燒。從投資成本來看,焚燒的投入成本最高,其次是填埋,土地利用成本最低。而從環境風險來比較,焚燒和填埋分別存在尾氣和地下水污染的風險,而土地利用的風險也需要控制。
而國內的污泥資源化處理技術基礎研究已經完成。2003年9月,中國科學院和河南省漯河市合作,建成了一家10萬噸級污水處理廠的污泥資源化利用示范工程。基地全面采用了課題組的技術工藝成果,污泥的堆肥時間被大大縮短,原本需要三個月到半年的堆肥時間被減到了7~12天,并且病原菌傳播、土壤重金屬危害以及肥效不穩定等一系列技術難點也都已經被克服。基地生產出的有機復合肥甚至可以用于高爾夫球場、花卉栽培等特種領域,填補了國內空白。污泥資源化利用的前景似乎一片大好,但事實卻并不如此。誰來動這灘污泥?污泥的危害已經日趨嚴重,相關的技術儲備也已經完成。從表面上看,似乎只要污水處理廠將技術拿來用上就行。但現實是,目前誰都不愿動這灘污泥。原因就在于,污泥的資源化利用將是一個涉及社會各個層面的復雜工程。需要一套成熟的產業鏈來支撐,同時也需要國家的建設投資和運行費支持。而國內無論是污水處理廠還是投資公司,誰都沒有足夠的能力獨立承擔這項巨大的工程。
關鍵詞: 排泥廢水;污泥處理;工藝設計
Abstract:North of the Changjiang River water plant has been completed and put into production in 400000 m3/d, reverse flushing waste water, discharge time is short, containing mainly SS higher, generally containing solid rate at around 1%, wastewater containing sludge easily at the river deposition, resulting in deposition of river course. In order to reduce the mud discharging wastewater on the surrounding environment, must adopt the sludge dewatering technology, the waterworks sludge wastewater treatment.
Key words:Mud discharging wastewater; Sludge treatment; Process design
中圖分類號:TB21 文獻標識碼:A 文章編號:
一、工程簡介
江北水廠總規模為60萬m3/d,已建成投產40萬m3/d,凈配水廠采用常規凈水工藝:沉砂配水--蓄凝--沉淀--過濾--消毒。水廠產生的的廢水主要為網格絮凝池及平流沉淀池排出的排泥廢水以及恒速濾池反沖洗產生的反沖洗廢水。該部分廢水量一般達到生產規模的5%。在二期工程完成后,生產廢水量規模達到12000m3/d,總規模時生產廢水規模達到18000m3/d。污泥處理收集的排泥水主要為:凈配水廠沉淀池、絮凝池排泥及濾池反沖洗排水。污泥處理構筑物共分三個系列,對排泥水進行調蓄、濃縮、脫水及泥餅外運處理,排放污泥水總固含量≤6mg/L。總占地面積約為10000m2。
二、設計原則
應本著清潔生產的原則,濾池采用技術先進、節水型式,即采用氣水反沖洗方式,以減少反沖洗廢水量。沉淀池排泥設備采用智能型排泥車,以減少排泥廢水量,提高污泥含固率,減輕后續處理負荷。對反沖洗廢水與沉淀池排泥廢水分類收集,反沖洗廢水先進行預沉,以提高反沖洗廢水含固率,然后再與沉淀池排泥廢水一起進行濃縮壓濾處理。
污泥處理工藝設計的遵循以下原則:1)回收利用上清液,節約水資源;2)上清液回流須均勻,濁度低;3)處理后泥餅含水率不大于70%,便于運輸;4)力求采用新技術、新工藝,使自動化程度高,流程簡單、管理方便,占地少,節省投資和經常性運行費用。
三、污泥處理工藝流程
1、確定污泥量
東江劍潭水利樞紐工程的建成,形成水庫型飲用水源,常年低濁,經常為1mg/L~2mg/L,短時高濁為60mg/L~120mg/L,設計平均濁度按5mg/L計,平均加藥量按5mg/L(堿式鋁)計。設計水量總計40萬m3/d(自用水量按5%計),設計日處理干泥總量按進水年平均濁度的4倍與混凝劑投加量之和考慮。
日處理排泥水的水量按干泥總量與排泥水的含水率計算確定,出廠排泥水的含水率一般為99.8%~99.95%。排泥水干管的設計流量按最大排泥構筑物的一次排泥量確定。各排泥構筑物的排放時間盡可能錯開,每次排放一池。
2、工藝流程
凈水廠排泥水經一根DN1400mm輸泥干管重力輸送至污泥處理排泥池,排泥池上清液經提升泵房提升均勻回流至配水井重復使用。排泥池底部出泥經泵提升至濃縮池,濃縮池底泥自流進入脫水機房,在濃縮池高液位情況下啟動脫水機投料泵。
污泥處理工藝流程圖
四、主要構筑物
此污泥處理工藝流程泥水處理主要由預沉池、提升泵房、調節池、濃縮池、脫水間、藥劑投配間組成。
1、調節池
由于沉淀池排泥和濾池反沖洗排水是間斷的,為了使濃縮池進泥流量均勻,必須設調節構筑物。凈水廠污泥處理調節構筑物由兩個池組成:一是排水池亦稱回流水池,用于接受濾池反沖洗排水;另一個是排泥池,用于接受沉淀池排泥及排水池底泥。
污泥處理系統調節構筑物的形式采用排水與排泥池分開的分建式,考慮原水低溫、低濁、顆粒細小等特點,排泥池采用調節和濃縮功能兼有的間歇式濃縮池,將排泥池在調節功能的基礎上拓展其濃縮功能。目前調節池的演變趨勢也正逐漸從單一調節功能向多功能轉化。
排泥池還起到儲留污泥的作用,高濁度時脫水機處理不了的那部分泥量將暫存在排泥池、濃縮池中。排泥池的容積按沉淀池一日的排泥量設計,其面積應滿足污泥沉降和濃縮要求。設計排泥池為上方下圓、底部進泥中心輻流形式,表面負荷0.5m3/(m2·h),池底坡度1∶10,由四周坡向中心,為避免池底四角積泥,對底部四角填充素混凝土。
在排泥池中設浮動槽收集上清液。浮動槽隨水面浮動,可動幅度設計為1.5m。雖然排泥進水是間斷的,但浮動槽出水大部分時間是連續的,使回流水均勻。浮動堰槽在排泥池四角設四個導向柱,導向柱中埋管作為浮動槽的四個出水通道,上清液通過浮動槽底部孔口進入,再通過虹吸管進入導向柱里的出水管道排出,出水至提升泵房集水井。排泥池上部四周還設固定的溢流槽,當浮動槽發生故障時,上清液可進入固定的溢流槽。 排泥池每池設中心懸掛式刮泥機1臺,刮泥機將泥刮至中心,底部連續排泥。
2、濃縮池
廢水濃縮的目的是為了提高污泥的含固率,縮小污泥體積,從而減輕后續污泥負荷,一般采用重力濃縮池。 濃縮池的功能是對調節后的泥水進一步濃縮,以提高機械脫水效率,縮小脫水機房容量。
在泥水進入濃縮池的管道上投加0.02mg/L的聚丙烯酰胺,經加藥濃縮后,污泥含固率在3%~5%間。 當采用自然干化時,可節省用地面積。更為重要的是,給水污泥親水性很強,污泥必須具備一定的濃度才能得到較好的脫水效果,濃縮池是污泥處理過程中的核心部分,其底流濃度將直接影響污泥脫水的效果。濃縮池在高濁度和脫水機停止轉動時,還應起到儲留污泥的作用。濃縮池設計為中心進泥輻流式重力濃縮池,亦為上方下圓形式。濃縮池底流濃度約為1%~2%,重力流進入脫水機房,上清液經溢流槽排放。
濃縮池每池設中心驅動式刮泥機1臺,為加強濃縮功能,刮泥機上有垂直柵條,刮泥機將泥刮至中心,底流間斷式排泥。為提高濃縮效果,在濃縮池進口污泥提升泵前,預留高分子助凝劑(PAM)加藥口以作備用,濃度為0.02%。
3、脫水機房
污泥脫水的目的,是要去除廢水中所含的全部自由水和部分毛細水,使污泥的含固率進一步提高。污泥外觀由脫水前的流動狀態變為脫水后的半塑淤泥狀態,自然放置不會有水析出。若在污泥進入壓濾機前投加一定量的聚炳烯酰銨,投加后可以獲得較粗大的絮體和清澈的間隙水,這樣污泥經濃縮壓榨后,泥餅的含水量固率為25~50%。
脫水的目的是進一步降低污泥的含水率,以利于泥餅的搬運和最終處置。采用隔膜擠壓全自動板框壓濾機2臺,進泥加絮凝劑后由投料泵輸入壓濾機,脫水后泥餅外運。以上除了正常的投加絮凝劑,不必做其他的前處理。
隔膜擠壓板框壓濾機脫水的工作原理是對密閉板框內的污泥進行加壓、擠壓,使濾液通過濾布排出,固態顆粒被截留下來,以達到滿意的固、液分離效果。板框壓濾機本身只是在壓力下將一定數量的過濾板加以固定的一種裝置。由于濾板兩側工作面均為中間凹進形式,當兩塊濾板閉合時,板與板之間即形成一個容留污泥的腔室——濾框,接在一起形成一聯串相鄰的濾框。所有濾板均包有濾布,當泥水在濾框內受壓后,濾液通過濾布,經過濾板內集水管路排出,濾框內污泥脫水形成泥餅后分開濾板,泥餅與濾布分離落入下部輸送帶運走。由于泥水在密閉狀態下受壓脫水,固態顆粒不易漏出。板框壓濾機進泥濃度1%一2%,泥餅含水率60%一50%,脫水效果較好,運行較穩定。脫水前處理采用投加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)干粉藥劑。溶解濃度為5%,投加濃度0.2%,加藥率按干泥重量的0.30%計(純品)。
4、分離水及泥餅處理
分離水的處置相對簡單,有回收利用和排放兩種途徑,由于污泥濃縮池和上清液和污泥脫水設備產生的分離液的水質均較好,建議回流利用,節約水源和降低水輸送的能耗,減少廢水排放量。但最終分離水,即壓濾水濁度一般較高,一般情況下,這些壓濾水可排入下水道進入污水處理廠。
經壓濾機脫水后的泥餅由固定式皮帶運輸機運到室外的移動式皮帶運輸機上,再由它裝車外運,用來填埋或進行綜合利用。脫水污泥可以制成脫水泥磚,陶粒混凝土、水泥和有機肥料等有用物質。
五、結語
隨著社會的發展,國家和地方對環保的要求越來越嚴格,水廠的外排廢水要求出水中SS需滿足有關環保指標要求。為了減輕排泥廢水對周圍環境的影響,必須采用污泥脫水技術,對水廠的排泥廢水進行處理。同時回收排放廢水,減少取水量和取水能耗,節約水廠制水成本。因此,建設污泥處理濃縮項目是必要的,及時的,也是迫切的。
關鍵詞:污泥處理;再利用;減量化;資源化
中圖分類號:TU992文獻標識碼: A
Investigation of Treatment and Disposal Technology and Re-utilization of Urban Sludge
SUN Ying-fei
Zhangjiakou Saiyang Architectural Designing Ltd.
Abstract: There are large amounts of sludge in the sewage treatment process. Sludge yield of town sewage treatment plant accounts for about 0.3%-0.5% of treated water. The aim of sludge treatment and disposal is minimization, harmless, stabilization and resource utilization of sewage sludge. Treatment and disposal of urban sewage treatment plant sludge should be based on regional economic and environmental conditions. Reduction and harmless is prior to be considered, when conditional, the resource utilization of sludge is considered secondly.This paper will discuss the status of disposal and reuse of urban sewage sludge.
Keywords: sludge treatment; reuse; reduction; resources
城市給水廠在生產飲用水的同時,也產生了大量的污水。這部分污水約占總凈水量的4%―7%,其中包括濃縮后的懸浮物和有機物,以及殘存在泥中的混凝劑。在當前水資源嚴重緊缺,水環境污染日益嚴重的情況下,針對我國當前約有95%以上的給水廠排泥水未經處理的現狀,排泥水處理和污泥處置的重要意義越來越受到人們的重視[1]。污泥處理處置的原則是“循環利用、節能減耗、安全環保、穩妥可靠、因地制宜”等。
1污泥處理處置技術選擇
1.1污泥濃縮
污泥中含有大量的水分,初次沉淀污泥含水率介于95%-97%,剩余活性污泥達99%以上。因此污泥的體積大,對污泥的后續處理造成困難。通過濃縮能夠減少污泥的體積,節省污泥處理處置費用。污泥濃縮的目的在于減容[2]。
濃縮可以采用重力濃縮、氣浮濃縮和機械濃縮,機械濃縮有離心濃縮、帶式濃縮、轉鼓濃縮和螺壓濃縮。脫水可以采用自然脫水和機械脫水,污水廠可根據具體情況選擇。對土地緊張的城市,應采用機械脫水,機械脫水中可以采用真空過濾脫水、壓濾脫水和離心脫水。
1.2污泥穩定
從污水廠排出的生污泥,含有大量的水分,揮發性物質、病原體、寄生蟲卵、重金屬、鹽類及某些有機污染物,易腐化發臭,不利于運輸和處置,而濃縮、脫水不能去除污染物,所以污泥在處置之前必須進行穩定化處理。
污泥進行穩定化處理主要包括厭氧消化、好氧消化和好氧堆肥。污泥消化處理是一種較好的處理方法,其能耗低、穩定化效果好且消化后的污泥脫水性能好,能源還可回收利用,可以實現污泥的穩定化、無害化,建議推廣應用。污泥的土地利用、填埋和焚燒等都需要對污泥進行干化,包括自然干化和熱干燥處理技術。國外很多污泥干燥公司都在進駐中國市場,技術也較為先進。選擇干化技術時應綜合考慮國家相關規定、經濟條件及污泥處置的具體要求。
1.3干化焚燒
焚燒技術是一種高運行成本的污泥處置技術。當污泥不符合衛生要求、有毒有害物質含量較高、不適宜于資源化利用和缺少填埋場時,可以采用焚燒技術來處置污泥,以焚燒為核心的處理方法是比較徹底地處置污泥的方法。在對污泥進行焚燒時,應對污泥焚燒的準人條件、大氣污染物排放指標、惡臭以及爐渣等作相應規定,以保障污泥的安全焚燒。
1.4污泥的最終處置
1.4.1污泥土地利用
城市污水廠的污泥土地利用是一個重要的途徑,適于我國國情,但是污泥土地利用的安全性受到人們的質疑,建議盡早完善出臺我國污泥處理、處置的管理辦法,修改農用污泥污染物控制標準,對污泥質量、重金屬、病原菌、營養物以及有機物等加以嚴格限制,對污泥施用場所和施用量也應做出更科學合理的規定,并對污泥土地利用進行監測和管理。
1.4.2污泥填埋
填埋是一種較為經濟且簡便的處置方式,達基本條件后就可以填埋。雖然污泥填埋在國外的應用在逐年下降,但是對我國來說,當污泥滿足不了土地利用條件時,污泥填埋仍不失為一種較好的選擇。我國目前采用的污泥填埋一般都是與城市垃圾一起處置。污泥可以單獨填埋,也可以混合填埋,填埋的方式應根據當地的具體情況來決定。
2.污泥再利用
2.1綠化
城市污水處理廠剩余污泥中含有豐富的植物養分,將污泥適當處理后用作綠化的栽培基質,不但降低了綠化成本,同時也消化了城市廢棄物。利用城市污泥進行草皮無土培植,比不用污泥的同類草皮生長快、鏟運方便、效率高且無雜草。在綠化工程中施用城市污泥,綠化植物長勢好、綠期延長、觀賞性提高。城市污泥在園林綠化和花卉生產中作為有機肥施用,既可改良土壤、促進園林綠化植物和花卉的生長,又可避開食物鏈,就近使用,減少運輸費用。隨著市政建設的不斷發展,城市綠化用地的供需矛盾日益突出,利用城市大面積的屋頂發展綠化,既可推進城市生態化建設,又可兼顧建筑節能的需求,達到節能、節地和改善室內外熱環境的目的。以種植景天科耐旱植物為主的屋頂輕型綠化技術,可以廣泛適用于城市大量輕荷載屋頂的生態節能改造。城市有近一半的面積是屋頂,采用無害化污泥作為屋頂綠化的種植基質,不但就地取材、低成本,節省了大量節能材料,同時也消化了城市廢棄物,促進了城市循環經濟發展[3]。
2.2建材利用
污泥可作為建材利用,但是污泥需作較為復雜的預處理,一是污泥脫水、干化后直接制造隨著海洋投棄被禁止,污泥棄置的比例正逐漸減少,同時土地填埋也受到越來越嚴格的限制,因為填埋需占用大量土地、耗費可觀的填埋費用且不能根治污染。在今后數年里美國的大部分污泥填埋場將關閉,歐盟也將規定填埋必須和焚燒相結合,只有焚燒灰才可以被填埋。人們已認識到污泥處理的優先順序是減容、利用、廢棄,污泥減量化、穩定化、無害化處理后作為資源回用已經成為主流。
3 結論與展望
受各種因素的制約,我國的污泥處理、處置始終沒有得到應有的重視,缺乏有效的手段和配套措施,尤其是污泥處理、處置技術缺乏統一的規范,這給我國污泥處理、處置的工程建設和運行管理帶來諸多難以解決的現實和潛在問題。我國既沒有系統、科學的管理辦法,也沒有配套的污泥標準體系,故污泥土地利用的安全性正在受到質疑。在土地利用時,由于施用處理不到位的污泥,使得污泥中有效成分不能被充分有效地利用,有的導致土地鹽害、燒苗和病蟲害等問題,污泥在很多地區反而成為了一種污染源。污泥填埋也占了相當大的比例,在今后較長的一段時間內污泥填埋仍將是主要處置方法之一。但是,污泥填埋不僅嚴重危害了填埋場的安全(尤其是對污泥和城市垃圾混合填埋),而且嚴重污染了附近的生態環境。填埋的污泥造成了填埋場滲濾系統的嚴重堵塞,大大縮短了垃圾填埋場的壽命,嚴重污染了附近的地下水。污泥焚燒在我國所占比例為3.5%(每年都有所增加),由于含固率達不到焚燒的準入條件,焚燒產生的大氣污染也相當嚴重。所以,應該注重城鎮污泥處理處置技術與再利用的研究。
參考文獻
[1] 王圃,龍騰銳,李江濤等,城市給水廠污泥處理與能耗[J].重慶建筑大學學報,2005,27(4):76-80.
[2]全國勘察設計注冊工程師公用設備專業管理委員會秘書處.全國勘察設計注冊公用設備工程師給水排水專業考試復習教材[M].北京:中國建筑工業出版社(第一版),2011.
【關鍵詞】無機鹽調理劑;污泥;新技術
Study on New Technique of Low Sludge Sewage Treatment of Zhongyuan Oilfield
ZHENG Rui-qian1 YAN Ji-hua2 YANG Yong-xia2 QI Xiang-li2 SUN Lan-fang2
(1.Puyang Hotway Pharmaceuticals Co., Ltd., Puyang Henan 457000, China;2.The Fourth Oil-Recovery Factory of Zhongyuan Oilfield Company Oil and Gas Gathering and Transportation, Puyang Henan 457176, China)
【Abstract】Study on new technique of low sludge sewage treatment of Zhongyuan oilfield,the results showed that: Inorganic salt conditioner broke the balance of CO2 and HCO3-, reduce the content of HCO3- in water treatment system, Control the main fouling reaction of outputting water, what can prolong the use cycle of water treatment equipment; The sewage are improving by dealing with “New technique of low sludge sewage treatment”,the amount of sludge is 31.89% lower than that at present.
【Key words】Inorganic salt conditioner; Sludge; New technique
0 前言
中原油田文二污水站日處理污水量14000m3左右,產出污泥殘渣14噸以上,全年達到5100多噸。該污水站目前采用“預氧化污水處理技術”處理污水,該技術需提高含油污水的pH值,為鐵離子及其他有害離子的沉降提供適當的堿性環境,控制污水處理系統pH值為7.5~8.5,外輸水pH值控制在7.0~7.5,目前能夠滿足SY/T5329-94 《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》的指標要求。由于pH值的提高,污水中大部分離子形成固體物沉淀在含油污泥中,造成巨大的環保和經濟壓力,并且pH值由于HCO3-的存在隨著系統達到端點站降低明顯,導致水質穩定較差。
“中原油田低污泥污水處理新技術”是結合污水站來水、補充清水現狀(見表1),本著“減少污泥、降低成本、友好環境”的原則,作者結合現場實際情況,進行了大量的理論論證和室內實驗,利用無機鹽調理劑雙水解聯合站來水中的CO2及HCO3-,打破產出水的C02和HC03-構成的弱酸性緩沖體系,從而使水中的離子達到一個新的熱力學、動力學的穩定分布狀態,以利于控制腐蝕、抑制結垢、殺滅細菌、 破乳除油及提高水的注入性能,提高水驅開發效果。
表1 文南油田水源水性數據表
1 低污泥污水處理新技術原理
1.1 技術原理
(2)“低污泥污水處理新技術”處理后的污水水質有所提高,污泥量在現在基礎上降低了31.89%。
【參考文獻】