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关键词:城市污水 污泥 处理方法
伴随着人口的增加和经济的发展,我国资源相对不足的矛盾将日益突出,必须坚持资源开发与节约并举,把节约放在首位。生产、建设、流通、消费等各个领域,都必须节约和合理的利用各种资源,千方百计减少资源的占用与消耗。
一污泥制砖是水处理企业和社会发展的需要
污水处理厂产生污泥简单填埋,是所有污水处理厂处理污泥的主要方法。填埋主要采取两种方式:一种是付费给垃圾填埋场,由垃圾场填埋处置。且不说昂贵的运输和堆放成本,即使作了脱水处理,污泥含水量仍超过80%,给垃圾填埋场带来极大安全隐患。许多垃圾场将污泥拒之门外。另一种是自己置地挖坑填埋,成本更大,还极大地浪费土地资源。一方面因污泥中有机物含量高容易腐化发臭,另一方面污泥中含有大量细菌,易传播疾病,给城市生态环境构成威胁。污泥中的有害物质经过雨水侵蚀和渗漏,不同程度地污染了地下水环境。不明原因的大规模死鱼事件接踵发生就与污泥污染有关,污水处理厂由于数量太大,含水率高难以堆积而被垃圾填埋场拒收,加之历史堆积的数万吨,因此常常被环保部门重罚。这些无路可去的污泥已成为污水处理厂身上的沉重负担。
二卫生填埋处理
污泥的土地填埋技术经过40多年的发展,已经趋于成熟。但由于填埋技术对污泥的土力学性质要求较高,随着污泥量的增加,大面积选址更加困难,特别是在人口稠密的国家;同时填埋并没最终避免环境污染,而只是延缓了污染产生的时间。例如有害成分的渗漏可能会对地下水造成污染,填埋场废气排放等。这都决定了填埋处理不是可以长久依赖的污泥处置方法。
污泥填埋有填地与填海造地两种。污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式,经过消化后的污泥有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。但由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大,实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率,因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的污泥填埋场,根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋,但此法有占地较大,选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水,必须集中加以处理;污泥填埋场四周应设围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施,未经干燥焚烧处理的污泥,宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应小于0.5m,消化污泥泥层厚度应不大干3m,泥层上面铺砂土层为0.5m,彼此交替进行填埋,并设置通气装置。污泥焚烧灰渣填埋时,可不分层填埋。
三土地利用
城市污泥之所以能利用于土地。主要是因为污泥中含有丰富的有机营养成分氮、磷、钾等元素,有机物的质量分数一般为60%一70%,其含量高于农家肥,是肥田、改良土壤、园林绿化建设的好材料。但是,污泥中含有大量的病原菌、寄生虫(卵),以及铜、铝、锌、铬、砷、汞等重金属和多氯联苯、放射性核素等难降解的有毒有害物质。
污泥的土地利用主要有农田回用、园林绿化、改良土壤、堆肥等。城市污水处理厂产生的污泥含有大量的有机物和N、P、K等丰富的营养成份,但经过脱水后,颗粒细微、含水率高,干化后呈硬块和粉灰状,直接施肥非常困难,国外常采用高温干化造粒或与工业废料、城市垃圾、农业桔杆混合发酵处理生产有机肥料。前者工艺简单,但耗能较高,成本高,只有少数发达国家采用。后者设备较少,耗能较低,占地面积大,成本低,几十年来各国普遍采用。
四焚烧处理
焚浇是剩雳污混中宥撬成努蒜,具有一定热值的特点来处置污泥。以焚烧为核心的污泥处理方法是比较彻底的处理方法。焚烧的优点在于其产物为戈菌、无臭的无撬残渣,逐速实现无菌化程减量诧(减少60%)的目的,引。但由于设备、能源及操作费用所限。而且由于污泥中含有大量的有机物,燃烧时会产生大量的有害物质,如二恶英、二氧化硫、盐酸等气体容易造成二次污染。同时,形成的重金属的烟雾和污泥灰烬没有好的方法进行利用,有造成二次污染的可能性。另外,焚烧浪费了污泥中的大量营养物质引。这些不利之处都限制了该种方法的广泛应用。
五处置及利用方法
目前.国内外在污泥制动物饲料、吸附剂、石油化工原料等技术方面也进行了大量研究,但这些技术都处于研究阶段,能否推广,还要等待时日。结合我国的国情和发展.现在较适用的污泥处置技术是污泥的肥用和制造建材。
⑴污泥堆肥
污泥堆肥是农业利用的有效途径.它是在好氧条件下,利用嗜温菌、嗜热菌的作用分解污泥中的有机物质并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒,提高污泥肥份。用污泥对农田、林地、草坪施肥或进行土壤改良以及用于市政绿化、育苗等,不仅可改善土壤的理化性质,增加土壤肥力,促进树木、花卉及草坪等的生长,而且可避免污泥中的重金属、有毒有机物因食物链的生物富集效应对人畜产生的危害。除此之外土壤的自净能力还可使污泥进一步无害化。因此土地利用是一种积极的、生产性的污泥处置方法。污泥堆肥发酵在国内的试验较多,也取得了一定的成果。目前已经成为污泥农田利用的一个重要手段。
污泥堆肥采用的主要方法有:(1)生污泥堆肥•(2)熟污泥堆肥}(3)好气和厌气堆肥或综合堆肥。所谓生污泥即未经过好氧或厌氧消化处理的污泥,其有机物含量较高(大干55%),总碱度较低(小于pH6.5),含有大量活的寄生虫卵,病原菌等,需要补充的碳源较少。所谓熟污泥是指经过中温消化处理的污泥,此污泥的有机物在消化过程中被分解了一部分,病原菌绝大部分被消灭,污泥已基本稳定。一般情况下脱水、于化可以直接用于林业、果园。由于消化后污泥纤维素减少,不能直接用于水田和花卉。污泥厌气堆制的肥料有臭味,适用于农业、林业、园林绿化,不适用家庭用肥。污泥好气堆制的肥料不仅适用农业等用肥,还适用于家庭用肥。为减少占地面积,加速制肥速度,可综合厌气堆肥成本低和好气堆肥时间短的优点,进行综合堆肥。
⑵合微生物肥
复合微生物肥料是一种很有应用前景的无污染的生物肥料,此类肥料在我国主要依赖于进口。试验生产刚刚起步。生产工艺主要以脱水污泥作原料,制成固磷菌、解钾细菌、解磷细菌三种互不产生抵抗作用的微生物肥料。因菌种含有芽孢,所以耐高温、耐干燥,施入土壤后不仅固氮、还可分解磷钾,促吸收,比其它生物肥的存活时间要高出2~3倍。
⑶建材利用
污泥可用于制砖和制纤维板。污泥制砖有干化污泥直接制砖和污泥灰渣制砖两种方法。用干化污泥直接制砖时,当污泥与黏土按质量比l:10时,污泥砖可达普通红砖的强度,利用污泥灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制砖黏土的化学成分是比较接近的,制砖时只需添加黏土与硅砂,比较适宜的配料质量比灰渣:黏土:硅砂为100:50:(15~20)。污泥制纤维板,主要是利用活性污泥中含有的粗蛋白(有机物)球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质,在碱性条件下加热、干燥、加压后,发生蛋白质的变性作用,从而制成活性污泥树脂,使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材,其质量优于国家三级硬质纤维板。同时,污泥还可以用来生产水泥。
⑷利用污泥生产沼气
沼气是有机物在厌氧条件下经厌氧细菌的分解作用产生的以甲烷为主的可燃性气体,是一种比较清洁的燃料。.Im3沼气燃烧发热量相当于Ikg煤或是0.7kg汽油,沼气中甲烷的含量约占50%~60%,二氧化碳的含量占30%左右,另外还有一氧化碳、氢气、氮气、硫化氢和极少量的氧气。污泥进行厌氧消化即可制得沼气。对日处理能力在10万m,以上的大型二级污水处理设施产生的污泥,宜采用厌氧消化制沼气。沼气的利用途径很多,在实际工程中主要用于沼气发电和用沼气发动机带动鼓风机;在污水处理厂的运行费用中,电费开支始终占了很大部分,而按我国目前的技术水平,利用沼气解决污水厂30%的能源需求是可以做到的,国内已有不少成功的先例。利用污泥制沼气,不仅可以解决污泥出路问题,而且对节约能源和降低污水厂运行费用都有很大意义。通过分析污泥的基本特性,积极开展减量化,无害化、稳定化和资源化技术的研究,以降低污泥处置费用,解决污泥的长期出路问题。目前的污泥处置方法由于各自存在的问题,给污水处理带来了沉重的负担。污泥处置已从过去仅仅作为污水处理的一个单元发展成了令污水处理厂不得不优先考虑的重要环节,因为污水处理厂50%的费用是用于污泥处置的。在经过了无害化、资源化阶段之后,剩余污泥处置必将进入一个新的减量化发展阶段。对污泥的处置,应坚持:一方面做好污泥的减量化,使得剩余污泥尽量减少,另一方面要做好剩余污泥的处置,真正做到无害化、资源化、走可持续发展的道路。城市污水处理厂污泥除了土地利用外,可以经干燥焚烧后,利用其热值发电,还可作为建筑材料而派上用场。因此,城市污水处理厂污泥的处理处置与资源化的相结合,必将成为城市污水污泥的最终出路。
一污泥制砖是水处理企业和社会发展的需要
污水处理厂产生污泥简单填埋,是所有污水处理厂处理污泥的主要方法。填埋主要采取两种方式:一种是付费给垃圾填埋场,由垃圾场填埋处置。且不说昂贵的运输和堆放成本,即使作了脱水处理,污泥含水量仍超过80%,给垃圾填埋场带来极大安全隐患。许多垃圾场将污泥拒之门外。另一种是自己置地挖坑填埋,成本更大,还极大地浪费土地资源。一方面因污泥中有机物含量高容易腐化发臭,另一方面污泥中含有大量细菌,易传播疾病,给城市生态环境构成威胁。污泥中的有害物质经过雨水侵蚀和渗漏,不同程度地污染了地下水环境。不明原因的大规模死鱼事件接踵发生就与污泥污染有关,污水处理厂由于数量太大,含水率高难以堆积而被垃圾填埋场拒收,加之历史堆积的数万吨,因此常常被环保部门重罚。这些无路可去的污泥已成为污水处理厂身上的沉重负担。
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二卫生填埋处理
污泥的土地填埋技术经过40多年的发展,已经趋于成熟。但由于填埋技术对污泥的土力学性质要求较高,随着污泥量的增加,大面积选址更加困难,特别是在人口稠密的国家;同时填埋并没最终避免环境污染,而只是延缓了污染产生的时间。例如有害成分的渗漏可能会对地下水造成污染,填埋场废气排放等。这都决定了填埋处理不是可以长久依赖的污泥处置方法。
污泥填埋有填地与填海造地两种。污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式,经过消化后的污泥有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。但由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大,实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率,因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的污泥填埋场,根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋,但此法有占地较大,选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水,必须集中加以处理;污泥填埋场四周应设围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施,未经干燥焚烧处理的污泥,宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应小于0.5m,消化污泥泥层厚度应不大干3m,泥层上面铺砂土层为0.5m,彼此交替进行填埋,并设置通气装置。污泥焚烧灰
渣填埋时,可不分层填埋。
三土地利用
城市污泥之所以能利用于土地。主要是因为污泥中含有丰富的有机营养成分氮、磷、钾等元素,有机物的质量分数一般为60%一70%,其含量高于农家肥,是肥田、改良土壤、园林绿化建设的好材料。但是,污泥中含有大量的病原菌、寄生虫(卵),以及铜、铝、锌、铬、砷、汞等重金属和多氯联苯、放射性核素等难降解的有毒有害物质。
污泥的土地利用主要有农田回用、园林绿化、改良土壤、堆肥等。城市污水处理厂产生的污泥含有大量的有机物和N、P、K等丰富的营养成份,但经过脱水后,颗粒细微、含水率高,干化后呈硬块和粉灰状,直接施肥非常困难,国外常采用高温干化造粒或与工业废料、城市垃圾、农业桔杆混合发酵处理生产有机肥料。前者工艺简单,但耗能较高,成本高,只有少数发达国家采用。后者设备较少,耗能较低,占地面积大,成本低,几十年来各国普遍采用。
四焚烧处理
焚浇是剩雳污混中宥撬成努蒜,具有一定热值的特点来处置污泥。以焚烧为核心的污泥处理方法是比较彻底的处理方法。焚烧的优点在于其产物为戈菌、无臭的无撬残渣,逐速实现无菌化程减量诧(减少60%)的目的,引。但由于设备、能源及操作费用所限。而且由于污泥中含有大量的有机物,燃烧时会产生大量的有害物质,如二恶英、二氧化硫、盐酸等气体容易造成二次污染。同时,形成的重金属的烟雾和污泥灰烬没有好的方法进行利用,有造成二次污染的可能性。另外,焚烧浪费了污泥中的大量营养物质引。这些不利之处都限制了该种方法的广泛应用。
五处置及利用方法
目前.国内外在污泥制动物饲料、吸附剂、石油化工原料等技术方面也进行了大量研究,但这些技术都处于研究阶段,能否推广,还要等待时日。结合我国的国情和发展.现在较适用的污泥处置技术是污泥的肥用和制造建材。
⑴污泥堆肥
污泥堆肥是农业利用的有效途径.它是在好氧条件下,利用嗜温菌、嗜热菌的作用分解污泥中的有机物质并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒,提高污泥肥份。用污泥对农田、林地、草坪施肥或进行土壤改良以及用于市政绿化、育苗等,不仅可改善土壤的理化性质,增加土壤肥力,促进树木、花卉及草坪等的生长,而且可避免污泥中的重金属、有毒有机物因食物链的生物富集效应对人畜产生的危害。除此之外土壤的自净能力还可使污泥进一步无害化。因此土地利用是一种积极的、生产性的污泥处置方法。污泥堆肥发酵在国内的试验较多,也取得了一定的成果。目前已经成为污泥农田利用的一个重要手段。
污泥堆肥采用的主要方法有:(1)生污泥堆肥•(2)熟污泥堆肥}(3)好气和厌气堆肥或综合堆肥。所谓生污泥即未经过好氧或厌氧消化处理的污泥,其有机物含量较高(大干55%),总碱度较低(小于pH6.5),含有大量活的寄生虫卵,病原菌等,需要补充的碳源较少。所谓熟污泥是指经过中温消化处理的污泥,此污泥的有机物在消化过程中被分解了一部分,病原菌绝大部分被消灭,污泥已基本稳定。一般情况下脱水、于化可以直接用于林业、果园。由于消化后污泥纤维素减少,不能直接用于水田和花卉。污泥厌气堆制的肥料有臭味,适用于农业、林业、园林绿化,不适用家庭用肥。污泥好气堆制的肥料不仅适用农业等用肥,还适用于家庭用肥。为减少占地面积,加速制肥速度,可综合厌气堆肥成本低和好气堆肥时间短的优点,进行综合堆肥。
⑵合微生物肥
复合微生物肥料是一种很有应用前景的无污染的生物肥料,此类肥料在我国主要依赖于进口。试验生产刚刚起步。生产工艺主要以脱水污泥作原料,制成固磷菌、解钾细菌、解磷细菌三种互不产生抵抗作用的微生物肥料。因菌种含有芽孢,所以耐高温、耐干燥,施入土壤后不仅固氮、还可分解磷钾,促吸收,比其它生物肥的存活时间要高出2~3倍。
⑶建材利用
污泥可用于制砖和制纤维板。污泥制砖有干化污泥直接制砖和污泥灰渣制砖两种方法。用干化污泥直接制砖时,当污泥与黏土按质量比l:10时,污泥砖可达普通红砖的强度,利用污泥灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制砖黏土的化学成分是比较接近的,制砖时只需添加黏土与硅砂,比较适宜的配料质量比灰渣:黏土:硅砂为100:50:(15~20)。污泥制纤维板,主要是利用活性污泥中含有的粗蛋白(有机物)球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质,在碱性条件下加热、干燥、加压后,发生蛋白质的变性作用,从而制成活性污泥树脂,使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材,其质量优于国家三级硬质纤维板。同时,污泥还可以用来生产水泥。
⑷利用污泥生产沼气
沼气是有机物在厌氧条件下经厌氧细菌的分解作用产生的以甲烷为主的可燃性气体,是一种比较清洁的燃料。.Im3沼气燃烧发热量相当于Ikg煤或是0.7kg汽油,沼气中甲烷的含量约占50%~60%,二氧化碳的含量占30%左右,另外还有一氧化碳、氢气、氮气、硫化氢和极少量的氧气。污泥进行厌氧消化即可制得沼气。对日处理能力在10万m,以上的大型二级污水处理设施产生的污泥,宜采用厌氧消化制沼气。沼气的利用途径很多,在实际工程中主要用于沼气发电和用沼气发动机带动鼓风机;在污水处理厂的运行费用中,电费开支始终占了很大部分,而按我国目前的技术水平,利用沼气解决污水厂30%的能源需求是可以做到的,国内已有不少成功的先例。利用污泥制沼气,不仅可以解决污泥出路问题,而且对节约能源和降低污水厂运行费用都有很大意义。通过分析污泥的基本特性,积极开展减量化,无害化、稳定化和资源化技术的研究,以降低污泥处置费用,解决污泥的长期出路问题。目前的污泥处置方法由于各自存在的问题,给污水处理带来了沉重的负担。污泥处置已从过去仅仅作为污水处理的一个单元发展成了令污水处理厂不得不优先考虑的重要环节,因为污水处理厂50%的费用是用于污泥处置的。在经过了无害化、资源化阶段之后,剩余污泥处置必将进入一个新的减量化发展阶段。对污泥的处置,应坚持:一方面做好污泥的减量化,使得剩余污泥尽量减少,另一方面要做好剩余污泥的处置,真正做到无害化、资源化、走可持续发展的道路。城市污水处理厂污泥除了土地利用外,可以经干燥焚烧后,利用其热值发电,还可作为建筑材料而派上用场。因此,城市污水处理厂污泥的处理处置与资源化的相结合,必将成为城市污水污泥的最终出路。
六结束
[关键词]城市污泥;污泥处理处置;污泥利用
中图分类号:TD353.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0079-01
前言:
据全国日统计污水排放量达13.4×105万吨. 经处理后约0.5%~1.0%的转化为固态凝聚沉下来形成污泥。污泥的成分很复杂,是由多种生物 形成的菌胶体与其吸附的有机物、无机物组成的集合 ,除大量的水分外这含有难降解的有机物、重金 属、盐类及病原微生物和寄生虫等.大量的未经处理的城市污泥任意排放对环境造成新的污染. 城市污 泥处理费用相当昂贵,与污水处理费用基本相当.因而如何将大量的成分复杂的城市污泥无害化、资源,已成为全世界较为关注的问题。
1、污泥对环境的影响
尽管污泥含丰富的养分,但也含有大量病原菌、寄生虫、铜、铬、汞等重金属,盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物,这些物质对环境和人类以及动物健康有可能造成较大的危害
2 污泥的脱水
从污水处理厂排出的污泥和城市沟河溏清淤产生的污泥,由于含水量高、体积庞大,容易腐败发臭不利于运输和处置。常常需要进行脱水,污泥脱水主要降低污泥的含水率,减少污泥的体积,降低运输成本。污泥脱水浓缩后可利用物质的含量相对增高,有利于污泥的后续处置和利用。
2.1 机械脱水
机械脱水是使用各种机械将污泥中水份除去.常用机械有真空过滤机、板框过滤机、带压压滤机、离心机等.
2.2 自然干燥
自然干燥是利用太阳能将污泥脱水、干化的方式。传统的方法一般采用干化床。这种方法适用干燥气候,占地面积较大,易给周围环境带来卫生隐患。
利用芦苇编织物进行污泥脱水试验。芦苇编制一定规格“容皿”,置于硬化的地面(水泥地面)上再将污泥移入。芦苇编织物起“格栅”作用。这种污泥脱水方法可将污泥中干固体含量由排出时的1%左右增加到50%。这种利用芦苇编织物进行污泥干燥,不需要电能,也不需要其它物质消耗,是一种可持续的过程。这种污泥脱水方法缺点是占地面积较大,地面必须硬化防止引起地下水污染。
3、污泥的预处理
污泥主要来源于污水处理厂, 刚排出的污泥中含有诸多的有害成为,且体积庞大,如果直接处理会有一定的难度,因此在对污泥进行环保化处理之前会对其进行预处理, 污泥的预处理方法主要包括污泥的稳定化、消化、热处理、脱水等处置方式,最终达到降低污泥中微生物含量、杀菌减量化的目的。此外,经过预处理的污泥的成分、性质发生改变,有利于后续能源和资源的再利用。
3.1 污泥的稳定
污泥脱水后仍含较高的水份、大量的有机物和病原菌。污泥稳定是充分利用污泥中的微生物降解污泥中的有机物质进一步减少污泥中的含水量,杀灭污泥中病原菌,消除臭味,使污泥中的各种成分处于一种相对稳定的状态。污泥稳定的主要方法有:污泥堆肥化(污泥堆沤)、干燥、厌氧消化等。
3.2 污泥堆肥化
污泥堆肥实质是利用污泥中的好氧微生物进行好氧发酵的过程。把污泥按一定比例与各种植物残体(秸杆、稻草、树叶等)、生活垃圾等混合,借助混合微生物群落地湿润环境中对有机物进行氧化分解,把有机物转化为类腐殖质。经堆肥处理的污泥质地疏松阳离子代换量显著增加,溶重减少,可被植物利用的成分增加,病原微生物被杀灭。
3.3 干燥
干燥是将已脱水的污泥进一步降低其含水量,便于储存和运输,避免因微生物的作用发霉变臭,使污泥处于稳定状态。
干燥工艺除了最简单的日晒外,常用的是热干燥技术。热干燥过程也就是对污泥进行灭菌处理的过程。若干燥温度大95℃。完全可以达到杀灭病原菌的卫生要求。干燥后污泥含水率在10%左右(含水率小于23%时就能完全抑制微生物的活性)。所以干燥使污泥处于稳定状态。干燥使污泥性能全面改善,干燥后的污泥仅是最初污泥量5~10%,有机质比重增加,发热值提高,相当劣质煤,提高了污泥的有效利用的价值。
3.4 厌氧消化
厌氧消化也是污泥处理中较为普遍采用的污泥稳定技术。一般是在密闭的消化池30℃条件下贮存一个月。主要是通过兼性厌氧微生物和厌氧微生物的作用,使污泥有机物分解,最终生成象甲烷等为主的气体物质,或可被植物吸收利用的简单物质。这种厌氧消化污泥产生的可燃性物质可作为能源用于发电及其他领域。利用这种方法稳定城市污泥无论是在运行管理还是在经济效益方面具广阔前景。
4 城市污泥的有效利用
根据城市污泥主要成分监测和已报道过的城市污泥成分分析,城市污泥实施有效利用主要有污泥土壤施用和污泥焚烧。
4.1 污泥堆肥土壤施用
城市污泥一般重金属及其他有毒成分都很低,并且含N、P等农作物生长所必需的物质。污泥中有机腐殖质是良好的土壤改良剂。将污泥土壤施用有良好的环境效益和经济效益。污泥土壤施用按含水量不同分为污泥堆肥肥料和干燥污泥肥料。影响污泥土壤施用的主要因素是:污泥可能引起重金属后污染,污泥中难降解的有机物及N、P的流失对地表水和地下表的污染。
近年来众多研究表明,城市污泥中重金属含量呈下降趋势。若严格控制污泥堆肥质量合理施用的情况下,一般不会对土壤和作物产生造成重金属污染。不会影响植物安全和生物食物链的安全。通过对污泥堆肥作为园林绿地肥料的研究表明,将污泥与生活垃圾1:1混合堆沤处理既提高了有效成分的含量,又消除了污泥的臭味,降低了有害物质的含量,非常适用于城市园林绿化。通过对园林绿地施用污泥堆肥对环境影响的研究污泥堆肥施用主要引起硝酸盐的增加。但严格控制污泥质量和施用量(60吨/公顷),不会对地表水及地下水造成影响。研究表明,污泥堆肥施用既可改良土壤,尤其是扰动土地,效果 更为显著,又可增加肥力,提高植物产量和品质。
4.2 污泥的焚烧
污泥中含有一定量的有机成分,经脱水干燥可用焚烧处理。干燥污泥接近于劣质煤,焚烧从技术要求来说比垃圾焚烧简单,但为防止污泥焚烧过产生二恶英等有毒气体。焚烧温度应高于850℃.污泥焚烧所产生的焚烧灰具有较好的吸水性、凝固性。
最近有人将污泥中加入引然剂、催化剂、固硫剂等添加剂制成合成燃料,用于工业和生活锅炉的燃料(目前处于实验阶段)。若能符合锅炉要求和环保要求,这将是一种污泥有效利用的理想途径。
4 结论
城市污泥处理处置及其无害化,作为再生资源进行有效利用是全球共同关注的问题。一种有效的污泥处理处置方法应当兼顾到生态环境效益、社会 效益和经济效益的均衡。对于我们这样一个农业国家,经济基础较为薄弱,将污泥制成污泥复合肥料用 于植物造林、园林绿化、农业种植、土地改良等。污泥 堆肥高水平采用大规模的机械化生产保证污泥堆肥质量增加污泥肥诳降低有害物质含水量量。为加大污泥土壤施用,一方面要加强基础性研究,确定科学的施用量,制定污泥安全标准,防止对土壤、地下水、地表水、植物、造成污染,另一方面要采取切实的管理措施,严格控制污泥堆肥质量,采取有效监控措施,防止重金属污染。
参考文献
关键词 初中物理;虚拟仿真技术;实验教学
中图分类号:G633.7 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)05-0159-02
1 前言
随着现代科技的快速发展,计算机和互联网等技术在教育领域里得到广泛推广、普及和应用,这为传统的初中物理实验教学注入新鲜的血液,增强了实验教学的效果。虚拟仿真实验技术是当前科学前沿技术在初中物理实验教学中运用的具体体现,可以突破实验仪器和设备不足等教学限制,帮助学生直观、形象地模拟各种物理实验的操作过程,有利于促使学生积极投入实验教学中来,不断提升实验教学效率。
2 虚拟仿真实验技术软件分析
仿真物理实验室 仿真物理实验室是一款针对中学物理课堂开放性而设计的专业物理学习软件,可以为学生提供完善的综合实验室,更好地实现各种物理演示实验,有利于学生更好地验证自己的实验猜想。比如可以为学生提供一个包括平面角、凹凸透镜和棱镜等物理模型在内的光学实验室,使师生按照自己制订的实验方案来自行构建各种实验模型,探究有关的物理规律。学生可以借助光学实验室来合理构建凸透镜成像模型,以发现和归纳出凸透镜成像的具体规律。另外,该种虚拟软件具有较高的集成度,并且易于操作,可以使学生便捷地进行各种物理实验,真实性比较强。
MATLAB仿真软件 MATLAB仿真软件是一款用于数据可视化、分析与计算的计算机软件,广泛应用于工程计算以及图像、通信与信号处理等领域中,并且主要包括MATLAB和Simulink两个部分。与仿真物理实验室这款仿真软件相比,MATLAB仿真软件具有比较强的灵活性,更加有利于构建有关的实验模型,同时其界面比较简洁,有利于编程,另外还有集成度高、数据处理能力强等优点,是一款功能非常强大的仿真软件。
3 虚拟仿真实验技术软件的具体应用
在测量型实验中的应用 测量型实验是初中物理中一种基本的实验类型,步骤比较简单,所用设备也比较容易获得;但是针对那些比较复杂的测量实验而言,无法使学生在真实的实验环境下进行。借助虚拟仿真实验技术软件的合理运用,可以帮助学生更好地观察有关的物理实验现象。
以“伏安法测小灯泡电阻”为例,就虚拟仿真技术软件在物理实验中的具体运用进行分析和探究,以帮助学生更好地掌握测量小灯泡电阻的方法。首先,在仿真实验开展之前,物理教师需要先让学生明确本次实验课程开展的主要目标,并要使学生掌握电流表和电压表测电阻的方法,以便学生可以借助欧姆定律的合理运用来测量有关的电阻值。而在具体的模拟仿真实验开展中,物理教师可以采用边讲解边进行虚拟实验的方法和手段,引导学生根据欧姆定律原理来连接软件中的各种实物电路图,接着要求学生通过鼠标滑动变阻器的划片来改变电阻数值,并要记录对应的电流和电压数值,最后引导学生绘制出小灯泡电阻的伏安特性图,从而使学生更好地发现和掌握有关的物理规律。
在探究型实验中的应用 探究型实验也是高中物理中一种常见的实验类型,其重在培养学生透过现象看本质的能力,以便让学生养成科学的探究精神和意识,有助于使学生更好地发现有关的物理实验规律。此外,探究型实验的开展也可以使学生针对具体的物理问题采用不同的实验来加以解决。在真实物理实验开展过程中,因各种外界因素的影响,物理实验方案有可能无法顺利实施,所以可以借助虚拟实验的引入来解决这一问题。教学实践表明,虚拟实验教学的效率更加有利于实验目标的完成。如在凸透镜成像规律的探究型试验中,光线的影响对于实验观察的效果具有较大的影响,而如果没有准确的实验结果,更谈不上实验规律的有效总结。此时可以在实验开展过程中应用虚拟仿真实验技术软件,确保探究实验开展的质量。
下面以凸透镜成像规律的探究为例,就虚拟仿真实验技术软件在探究型物理实验中的运用进行分析和探究[1]。
首先,物理教师可以引导学生观察在实际生活中存在的各种与凸透镜有关的现象,并提出有关的探究性问题,比如物距大小是否会对成像产生影响?具体特点是什么?接着物理教师需要引导学生结合自己的猜想来设计有关的探究性实验。然后,物理教师鼓励学生将自己的实验思想借助仿真软件来进行检验,并记录试验中的各种数据结果。最后,物理教师让学生根据分析所得到的各种数据来帮助学生更好地归纳出凸透镜成像的规律。另外,通过虚拟仿真实验技术软件运用,为学生排除其他影响实验结果的客观因素,比如室内光照情况等,从而可以使学生全身心地去探究有关的实验结论[2]。
在演示型实验中的应用 演示型实验也是一种比较常见的物理实验形式,其可以帮助学生更好地理解有关的物理知识、规律和原理,深化学生对于这些知识的理解和认识。但是在当前的初中物理教学过程中,因班级人数过多,部分学生可能因距离过远而无法清晰地观察教师所做的各种物理实验,部分甚至可能会因为观察不清楚而发牢骚或在课堂上公然睡觉等。虚拟仿真实验技术软件可以有效地解决上述学生观察不清、缺乏学习物理知识兴趣的问题,也可以解决那些受外界环境因素影响大的演示型实验效果不理想的问题,增强学习的效果。
如针对光的反射实验,物理教师可以借助光的反射演示实验来帮助学生更好地了解和掌握反射定律。但是影响自然光的反射实验效果的因素比较多,物理教师开展演示实验的效果不是非常理想。虚拟仿真实验技术软件在其中的运用则可以有效克服这个问题。首先,物理教师可以引导学生借助仿真软件平台来演示光反射现象,激发学习物理知识的兴趣,帮助学生根据有关的现象来自行设计实验去总结和验证反射定律,从而提高课堂演示实验的应用质量。
虚拟仿真实验技术软件除了应用于测量型、探究型和演示型等物理实验中,还可以应用于设计型和操作型等类型的物理实验中,并均取得良好的教学效果。因此,在平时的初中物理实验中,物理教师需要以身作则,不断提升自己的专业能力,尤其应用虚拟仿真实验技术软件开展实验教学的能力。还要明确虚拟仿真实验技术软件在实验教学中存在的缺陷和不足,以更好地发挥其教学优势。另外,学校也应该积极进行相关虚拟仿真实验技术软件的引进,满足初中物理实验教学需求。但是为了确保软件设计的科学性,希望有关设计人员必须要加强与一线教师的沟通和交流,从而充分发挥虚拟仿真实验技术软件与传统物理实验教学摸式二者的优势,不断提升软件的应用功能和质量。
总之,虚拟仿真实验技术软件在初中物理实验教学中的运用可以为学生创设一个虚拟的“真实”实验操作情境,有利于激发学生参与实验学习的积极性,调动学生的热情,同时也有助于实验的顺利开展,免受客观因素的影响。因此,在初中物理实验教学过程中,物理教师必须合理运用虚拟仿真实验技术软件来开展教学,还要兼顾传统物理实验教学,从而不断提升实验教学的质量。
参考文献
【关键词】污水处理厂,污泥干化, 工艺
【 abstract 】 due to small and medium-sized town economic level is relatively backward, lack of money, investment shortage, many sewage treatment plant after built because of lack of funds and not normal operation. And in the waste water treatment still lack of suitable technology and equipment manufacturing technology, lack of management experience, seriously affected the development of small city. Sludge drying process is compared with the traditional processing method of environmental protection and more scientific sludge treatment process. Next, we will explore the small city of sludge treatment plants sludge drying process.
【 key words 】 sewage treatment plant, the sludge drying, process
中图分类号:[TU992.3]文献标识码:A文章编号:
随着人们环保意识的提高和可持续发展观的逐步深入人心,人们对污泥处理技术也越来越关注它的环保性、资源性和可再利用性, 污泥资源化利用的呼声越来越高。但由于受到技术、资金等方面原因的制约,在现有的污泥处理处置技术水平偏低,存在着技术瓶颈的问题。污泥处理技术有很多,其中,污泥干化工艺是一项越来越受到关注和认可的处理技术。
一、什么是污泥干化工艺
污泥干化工艺就是通过渗滤或蒸发等作用,从污泥中去除大部分含水量的过程,是能够实现减量化、无害化、稳定化的处理工艺, 这种工艺已是处理污泥的主流手段。
污泥干化工艺的分类
污泥干化工艺主要包括:转鼓干化、流化床干化、输送带干化、浆式干化、太阳能干化、急骤干化、离心脱水干化等干化方式。它的分类也是多种多样的,主要有以下这两种:
(1)按照最终产物的含固率, 有全干化和半干化,污泥干化至固率 9 0 %以上为全干化。化是将污泥干化至含固率5 %~ 9 O %是半干化。
(2)按热传递的形式分, 有直接干化和间接干化两种形式 , 直接干化工艺是指污泥直接被热介质( 热空气或烟气) 加热。间接干化是指污泥通过接触一个热的固体表面被加热, 污泥和热介质( 蒸气或热油) 没有直接触。
二、我国几种污泥处理方式的比较分析和污泥干化
目前我国城市污泥 的处理方 式主要有填埋、 焚烧干化三种方式 。由于污泥处理方式的选用要考虑到很多方面的问题,比如环境的影响 、处理的成本问题、工艺技术的难易程度等等,所以,不同的处理方式有不同的优缺点,下面我们就来重点分析比较下比较下我国这三种主要的污泥处理方式。
污泥干化工艺最早出现于20世纪40年代,那时候由于科技不发达,设备也不够先进,所以,那时的技术和设备就决定了那时的干化技术只能用于工业污泥的处理。几十年过去了,随着科技的不断发展和进步,再加上科研人员的钻研和国际间的交流,这项技术越来越成熟,在设备上也逐渐克服了以往的性状不稳定、容易产生沼气、干化过程中难以蒸发、容易粘结、可燃、容易爆炸等技术难点。这种污泥处理方式凭借它高效、灵活、安全、稳定的优势逐渐得到人们的认可,并在国内外得到广泛的传播和应用。
与填埋和焚烧这两种处理方式相比较,污泥干化工艺具有这些特点:
具有集约化,占地面积小的特点。它的设备布置紧凑,可以在水厂内布置,通过节省湿污泥的仓储和运输费用来大大降低了成本。除此之外,污泥干化工艺还实现了机械化,目前使用的几种干化均为自动化操作,大大节省了劳动力并提高了工作效率,最重要的是机械化带来的是安全、高效和稳定,这些优点都是符合工业化的流行趋势的。另外,污泥干化技术还具备填埋和焚烧技术所不具有的无害化、资源化、稳定化等优点。是一种环保的科学的污泥处理技术。所以,采用污泥干化工艺是现代污水处理厂污泥处理方法的大势所趋。我国的大多城市,包括北京、上海这样的大城市都在采用这种污泥处理方式。下面我们就嘉兴这个小城市为例,探讨下污水处理厂的污泥干化工艺的优势。
浙江嘉兴一个污水处理打算建设 1 套污泥资源化装置 ,并打算应用污泥干化技术中的消化干化系统。按处置污泥含水率为8 0 %的2 4 t 规模设计。 下面是该污水处理厂利用污泥干化工艺中 的消化 一 干化一体化工艺流程图:
由表可知,采用污泥干化工艺可以利用污泥消化池产生的沼气 , 用作干化装置 内燃烧 的燃料 ,污泥蒸发 出的水蒸 汽, 通过抽机送至冷凝和洗涤吸附系统 , 冷凝水和冷却水混 收集后排至厂区污水管道, 干化器产生的水蒸气凝到 100c I = 以下后 , 可用于污泥消化池的加热化后的污泥, 可返回到消化池 , 进行消化反应 , 循 环使用污泥 。含水率为 7 5 % 的脱水污泥 消化 , 需 热量相应 为1 108 800 k J / h 。 由此可见 , 仅干化器666.7 k g / h 的水蒸汽就可满足消化需热量要求, 沼气提供的能量大于干化器的总需热量。所以,这种污泥处理方式是环保的、是可以节约成本,可以变废为宝、资源再利用的,充分体现了可持续发展。这种优势是污泥填埋和污泥焚烧等 其他方式所不能相提并论的。
三、污泥干化工艺应用要注意的问题
尽管污泥干化工艺有很多的优点,但是, 污泥干化工艺全过程存在有不安全因素。在污泥热干 化、 运输及贮藏过程中, 存在着严重的自燃与粉尘 爆炸的危险。所以我们要注意污泥干化工艺应用过程中的安全问题。比如开展污泥干化工艺的安全性评估.通过降低含固率、降低氧含量等措施来防范风险,此外要注意配套设施的可靠性 ,操 的复杂性并提高操作人员的素质,只有考虑周全了,才能使得这项工艺真正发挥它的作用。
结束语
随着城市化进程的不断加快,污泥的排方量会越来越多,这就需要各个小城市的污水处理厂积极采用这种工艺,以便更好的实现资源再利用,节约成本,实现可持续发展。同时,小城市做好了,也进一步促进了城市的进程。
【参考文献 】
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作者简介:
关键词:污泥;污泥干化;污泥焚烧;工艺
中图分类号: TU992 文献标识码: A 文章编号:
随着人口的日益增长和城镇化程度的不断提高,城市污水的产量迅速增加,随着废水处理技术的不断发展,废水可以得到相应的处理,但随之而来的污水污泥又带来了二次污染。其中的有害成分,如重金属、有机污染物、寄生虫、病原菌及臭气将成为影响城市环境卫生的一大公害、如何妥善、科学地处理污泥是全球共同关注的问题。
我国污泥处置的现状
在我国,污泥已经成为了一个影响环境的重要因素,在2003年的时候,我国城市污水处理厂的年排污泥量大概在130万吨,而且这个数字还在逐渐的增加,同时如果将国内的污水全部处理的话,那么每年产生的污泥(干重)还会更多。在我国一些城市化水平较高的城市中,污泥已经成为了很突出的环境问题,需要得到较好的处理,这样才能够保证城市环境的优化。在我国的污泥处理方式中,污泥农用是最为常见的,约占到污泥处理的44.8%,陆地填埋方式约占31.0%,其他处理方式占到10.5%,同时还有13.7%的污泥是没有得到处理的。据统计,我国用在污泥处理上的投资占污水处理总投资的20-50%,从这个数据中我们能够看出,我国当前在污泥的处理上还处于一种滞后的状态。
污泥处理方法
污泥处理的方法有很多,就目前的处理方式而言,主要分成了三种:填埋、 土地利用和焚烧。
2.1填埋
这是一个主要的处理方式,在我国也是比较常见的,这种方式的好处就是投资少,容量大,见效快。但是也存在着诸多的缺点,填埋需要很大面积的场地,而且地基必须要做防渗处理,否则可能对地下水产生污染。 2.2土地利用
这种方法主要是将污泥中的养分重新利用,像是氮、磷、钾,对于农作物来说是很好的养分。不过需要注意的是,污泥中同样具有细菌以及一些重金属污染,因此这种方法也是利弊共存的。 2.3焚烧
焚烧由于具有将污泥中的有机物全部碳化,杀死病原体,解决污泥的恶臭问题,并最大限度地减少污泥的体积,被认为是污泥处理的最佳实用技术之一,在发达国家已经广泛采用。污泥焚烧可分为两大类,一是将脱水污泥直接送到焚烧炉进行焚烧,二是将污泥干化后再焚烧。污水处理厂的污泥含水较高,一般可达80%以上,故直接焚烧需要添加大量的辅助燃料,能源利用率低;污泥干化后再焚烧工艺一般由干化部分、焚烧部分和尾气处理等部分组成,可以利用焚烧产生的热量干燥污泥,能源利用率高,甚至可以实现不添加辅助燃料自助燃烧,成为污泥焚烧处理的首选工艺。
污泥干化焚烧工艺
污泥干化焚烧是污泥焚烧工艺中常用的一种,就是先将污泥的含水量进一步降低,进行干燥,在进行焚烧,可以提高焚烧效果。 3.1污泥干化系统
污泥干化其实就是用热能将污泥中的水分进一步去除,属于一种传热的过程,将污泥尽量干化。在整个过程中,污泥会在热能的作用下失去水分,然后形成颗粒状。在污泥形成颗粒的过程中,表面相对内部来说干燥,而内部的水分蒸发变得比较难,蒸发率也在这个过程中逐步降低。
污泥干化主要分为两种,一种是全干化,即含固率大于90%,而另一种是半干化,即含固率低于90%。因为污泥在全干化之后的热值是很高的,容易产生粉末,所以存在着一定的自然自爆的危险。因此,为了防止这种状况的出现,系统需要处于一种全封闭的惰性环境中进行,并控制好含氧量、温度、粉尘浓度等一系列因素,其安全运行的条件很高。而污泥半干化只要降低污泥中的含水量以满足焚烧时不需要添加辅助燃料就可以了。因为这种干化方式中污泥的含水量较高,所以不存在自然自爆的危险,相对来说要安全很多。所以,半干化污泥干化是污泥干化中经济安全且低能耗的处理方法。
又因为污泥和热媒见得传热方式,污泥的干化还可以分为对流式、传导式以及热辐射式。在现在污泥干化的处理方式中,对流及传导是较常用的,或者是将二者结合。因为对流式这种干化方式中热媒直接和污泥接触,因此对排出的废水等应该经过处理后在排放,其后续的处理负担也增大。传导式的干化方法只是将热量传给污泥,使污泥水分蒸发,而热介质不受污染,因此就不存在处理的负担。
3.2污泥焚烧系统
用焚烧方式来处理污泥,在国外一些发达国家已经普遍使用。这种方法就是利用焚烧炉通过高温将污泥中的有机物氧化,将污泥矿化。
现在流化床焚烧炉是最受欢迎的污泥焚烧装置,目前我国污泥焚烧装置大多就是流化床焚烧炉。其工作原理是燃料和物料在炉膛内流化空气的作用下呈流化状态,燃料在流化状态下燃烧。其优点诸多,如热容量大、物料混合良好、燃烧适应性强、燃烧停留时间增加等,燃烧的效率高。
流化床焚烧炉具有很大的热容量和良好的物料混合, 对燃料的适应性强,床内强烈的湍流和物料循环,增加燃烧的停留时间,因此燃料燃烧充分、彻底,燃烧效率高。污泥焚烧流化床通常为圆柱形反应器,反应器的下部设计成圆锥形,由带喷嘴的底盘封闭。
圆锥内充满可被空气流化的砂。空气通过安装于底盘的喷嘴喷入。喷嘴盘下面的风室提供均匀的空气使污泥充分燃烧。燃烧室内加入稍过量的空气作为二次补风。干化污泥进入焚烧炉,通过分配装置将污泥均匀分配到流化床上。流化床上部空间被称为燃烧室。燃烧室设计成有足够的容积以保证污泥有足够的停留时间,使烟气温度明显高于最低温度且不高于使灰分熔化的最高温度。温度和停留时间是实现污泥完全燃烧的保证。流化床焚烧炉配有常规的燃料燃烧器,用于炉体启动时的加热,使炉体达到要求的焚烧温度。污泥被连续送入反应器,焚烧过程中在深度混合的流化砂床内被分解。灰分被废气带走,废气从焚烧炉顶部排出,送往热交换器和烟道废气处理系统。
3.3烟气净化系统
烟气的净化是一个必须的程序,因为在对污泥进行焚烧的时候,因为污泥中的成分原因,难免会产生二次污染,只有进行处理了才能够有效的避免对环境产生污染。
污泥焚烧产生的二次污染主要是炉顶排放的烟气所致,这对环境是一个很大的影响。烟气净化主要应该从对氮氧化物、颗粒物 、酸性气体、有机物及重金属等进行控制,从而达到环境保护的效果。控制的方法主要包括三点:(1)避免氮氧化物的产生,这个需要对烟气的温度及炉内的含氧量进行良好的控制。(2)利用一些高效的除尘系统减少烟尘,如静电除尘器、布袋除尘器等。(3)通过二级洗涤塔去除酸性气体。
结束语:
随着城市的发展,污泥的产量越来越大,以及处理要求越来越严格,以前的填埋、填海等方法已经无法满足环保等方面的要求,人们转而寻找更为有效和稳妥的处理方法。污泥干化使污泥的终端处理方法多元化、简便化,污泥焚烧具有占地小、处理速度快、处理量大、减容明显等优点。污泥干化和焚烧工艺应用会越来越广。
参考文献:
[1]梁向东,李飞飞.污水处理厂污泥资源化利用的研究[J].科技情报开发与经济.2010,20(33):143.147.
[2]张辰,王国华,孙晓.污泥处理处置技术与工程实例[M].北京:化学工业出版社,2006.
【关键词】污水处理;技术;CASS
众所周知,水是生命之源,水的质量决定了居民的生活质量和人民的身体健康。无论是在日常生活中还是在经济生产中,水都是必不可少的,然而,随着当今经济的迅猛发展和人口的不断增加,水需求量日益增加,导致水资源严重短缺;另一方面,在传统的生产方式和用水模式下,水资源浪费现象也异常严峻。除此之外,不合理的污水排放导致水体大幅度污染,不仅使得自然环境受到破坏,还给居民生活带来不利影响,进而阻碍了经济发展的步伐。传统的污水处理方式已不再适合当今的具体情况,必须采用先进的处理方式才能降低污水对环境造成的伤害。
一、CASS工艺概况
CASS工艺是一种较为先进的污水处理方式,是在传统处理方式的基础上,增加活性泥工艺的一种先进技术,目前,CASS工艺主要运用在中小型污水处理厂的污水处理之中。该项工艺含有大量高科技因素,拥有自属的一整套自控系统,并结合计算机技术和自动化技术,是一项高端新颖的工艺。CASS工艺在应用时不用建设过多的沉淀池,这是其与传统污水处理方式的最明显的区别,除此之外,此项工艺还有造价低廉、节约土地、功能强大、抗负荷能力高等优点,因此,CASS工艺在污水处理方面越来越受到重视。而在我国,此项工艺主要应用于城市污水的处理方面。
二、CASS工艺运行原理
CASS工艺也被称为周期性活性污泥处理法。该项工艺最初出现于美国,当前,这项工艺在国内外应用最为广泛,不仅因为其节约土地、节省开支,更因为CASS工艺强大的污水处理能力。
CASS工艺包含这样几个污水处理流程,进水、曝气、沉淀、排水,是一项综合的技术工艺。CASS工艺采用活性污泥法,与一般的污泥处理方式相比,省去了污泥回流和二次沉淀的流程。CASS工艺采用先进的技术,核心技术区就是CASS池,这一区域分为两大部份,前半部分是生物区,后半部分是主反应区。在污水处理过程中,污水在进水后,首先沉淀颗粒物质,然后进入生物选择区,在这一部分活性污泥中有机物质不断增加,从而形成高浓度的环境,最后进入主反应区,在这一部分里污水中污染物被彻底分解消灭,随后水被排出。在这一过程中,生物选择区和主反应区是处理污水的主要环节,生物选择区主要是利用微生物的吸附作用,在强化吸附作用的基础上增加微生物的繁殖速度,从而增加活性泥的活性;反应区主要是降解有机物,是污水处理的最关键环节,有机物降解完也就意味着污水处理的结束,水也就变成无污染的水质,可以排放出进入水系统循环中。
三、CASS工艺的运行方式
CASS工艺在污水处理中主要有这样几个流程:进水、曝气、沉淀、滗水等四个阶段,污水依次经过这四个阶段,便完成了污水中污染物的处理。
首先是进水阶段,污水进入反应池,同时,处理污水的活性泥在主反应区完成降解后,返回到生物选择区,开始新一轮的有机物沉淀积累工作。为使污水与活性泥能够充分融合,生物选择区的搅拌器可以打开,水泥充分混合,活性泥可以充分吸附污水中的微生物,使微生物繁殖速度加快,从而形成一个高浓度的环境,为下一步有机物的降解提供基础。
其次是曝气阶段,曝气的作用主要是往反应池中增加氧气,这样不仅可以使水泥充分混合,还可以为微生物创造有利条件,分解污水中的有机物。
再次是沉淀阶段,在曝气阶段之后,便进入沉淀阶段,由于水体中溶解了相当程度的氧气,这些氧气不仅可以促进微生物分解有机物质,未消耗完的氧气还可以继续消耗污水中的有机物质。在此阶段,微生物开始进入硝化反应阶段,同时,污泥也开始沉淀。
最后是滗水阶段,此阶段的到来,意味着整个污水处理过程的结束,污水中的污染物质被降解完成,污泥开始沉淀,反应池中的自动滗水装置将上层清水排出,各项装置回归原位,整个反应池进入新一轮的循环当中。
四、CASS工艺的优势
1.节约土地与成本,流程简单
传统的污水处理流程复杂,沉淀池较多,分离池也较多,污水处理工作的操作较为复杂,CASS工艺减少了工艺流程,主要设有沉淀池和排泥系统两大操作项目。沉淀池沉淀颗粒物质,排泥系统包含了反应池,污水在经过处理以后,不必进入下一个沉淀池,所有的有机物降解和水泥分离工作都在排泥系统中一次性完成,减少了工程建设成本。另外,工艺流程减少了不必要的部分,工程建设主要有格栅、CASS反应池和污泥池等几个部分,整体布局较为紧凑,减少了土地占用面积。除此之外,流程的简化使得时间操作较为灵活,同时,该工艺在氮磷的处理上效果突出,因此,不必进行更进一步的处理,与传统方式相比可节约一半成本。
2.可以有效抑制污泥膨胀
污泥膨胀是活性污泥处理法中比较常见的现象,这种现象的出现会大大降低污泥活性,不利于污水处理,而CASS工艺可以很好地抑制污泥膨胀。CASS反应池分为前后两部分,前部分的生物选择区是污泥中的微生物繁殖,从而为有机物的降解提供高浓度的环境,在高浓度环境下,活性污泥中的菌胶团大量繁殖,抑制了丝状菌的生长;在后部分的主反应区,菌胶团大量消耗以运用于降解有机物质,而丝状菌则得到大量繁殖的机会,但由于生物区的高浓度环境抑制了丝状菌的有效繁殖。因此,在设计合理的情况下,污泥可以大量消除有机物质,从而消除污泥膨胀现象。
3.有效去除氮磷等物质
氮磷等物质是溶解于水的物质,去除工艺相当复杂,传统工艺在水中添加活性酶可以有效去除溶解性物质。CASS工艺中的主反应池在曝气阶段处于厌氧与缺氧两种环境的交替状态,活性泥可以发生硝化反应,有效去除污水中的氮磷等物质。
4.沉淀效果好,剩余污泥少
CASS工艺进入沉淀阶段后,整个反应池都可以进行沉淀作用,与传统污水处理方式相比,CASS池的表面负荷能力相对较高,即使前部反应池在完成进水阶段,也不会对后部分的沉淀阶段造成很大的影响,因此,CASS工艺的沉淀效果比较好。实践可知,即使是在环境比较恶劣的情况下,CASS工艺的沉淀效果依然十分理想,且沉淀后水中污泥剩余量较少,污泥性质也比较稳定,不必再进行下一步处理就可将清水排出。
5.负荷能力高,运行较为方便
CASS工艺的建设容积可以依据实际情况调整且不影响实际运行,同时,CASS工艺的稳定性使得水质水量有较大的适应性,即使是在污水容量较大的时候,CASS工艺仍然可以完美适应,可以发挥很好的去除功效。同时,CASS工艺流程相对简单,操作起来也较为方便,因此,该工艺拥有较高级的自控能力,减少人员投入。
结语:
经济的高速发展使得环境污染日益严重,如何做到经济与环境的共同进步是当前亟待解决的重大难题。因此,国家增加了环保产业的资金投入,对污水的排放越来越严格,通过这种方式改善环境,提高居民生活质量,CASS工艺作为先进技术,在当前的污水处理中发挥了重大作用。
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稳定一级生化装置进水水质进水水质的稳定,对装置的稳定运行具有重要意义。采取以下两项措施稳定一级生化装置进水水质。①加大一级生化装置的污泥回流量。由于大比例回流污泥能缓冲进水水质、增加污泥浓度、提高装置的抗冲击性能,因此在原只运行1台污泥回流泵的基础上增开1台污泥回流泵,将一级生化装置的污泥回流比由原70%~80%增至100%~110%。②切出超标的一级生化装置进水。在一级生化装置进水管线上增加超标废水切出管线,当一级生化装置进水COD>1350mg/L、氨氮>50mg/L、硫化物>10mg/L、油>20mg/L时,根据超标情况及时将超标废水从流程中切出。提高装置内营养物水平,促进污泥系统更新为了改善污泥性能,根据进水COD情况向一级生化装置曝气池中投加营养盐。由于进水中氨氮含量偏高,磷元素含量相对不足,为此向一级生化装置曝气池中投加磷盐,投加比例为COD∶P=200∶0.7。由于一级生化装置进水pH值为9左右,向曝气池中投加了偏酸性的磷酸氢二钠。由于铁元素能增加装置的处理能力、提高装置的抗冲击性能[1],故向一级生化装置曝气池中投加了铁盐,投加比例为COD∶Fe=200∶0.35。此外,当一级生化装置遭受冲击,中沉池内泥花翻滚、产生大量浮渣和死泥时,及时向一级生化装置补充新鲜活性污泥以促进污泥的置换与更新。为了防止新调入的污泥因不适应新环境大量死亡而对下一级生化处理造成影响,每次污泥置换量一般控制在总污泥量的10%~20%。加强一级生化装置出水指标监测和现场巡检当一级生化装置的出水透明度、浊度、悬浮物、油、颜色、气味、浮渣、泡沫、泥面、COD、含盐量等指标发生异常时,应及时向装置内冲击性投加铁盐,增强一级生化装置的抗冲击性能。同时将出水浊度、生物相作为日常巡检测定内容,以便及时发现装置异常。采用兼氧处理代替纯氧处理一级生化装置的曝气池为封闭式,根据现有条件,除纯氧曝气方式外还有自然风曝气、鼓风曝气和引风曝气三种运行方式。①纯氧曝气方式。向曝气池中通入纯氧进行曝气,水中溶解氧约是空气曝气的5倍,进水COD变化基本不会造成曝气池内污泥缺氧。装置产生的尾气量少,可通过引风机引入除臭装置处理。由于进水油含量经常超标,纯氧曝气方式无法正常运行。②自然风曝气方式。打开曝气池所有检修人孔盖,利用自然风进行曝气。由于气相更新缓慢和进水COD浓度高,污泥处于缺氧状态。由于呈敞开状态,产生的恶臭气体对周围环境影响很大。进水油含量为20~100mg/L时对自然风曝气方式的运行影响较小。③鼓风曝气方式。向曝气池中通入鼓风机产生的压缩风。由于进水COD高,经常会造成曝气池内的污泥缺氧,可将处理方式控制在兼氧状态。鼓风曝气产生的尾气量大,可通过引风机引入除臭装置处理。采用鼓风曝气方式需增开一台鼓风机,运行能耗高。由于进的是压缩风,曝气池处于正压状态,恶臭气体有泄漏的风险。进水油含量为20~100mg/L时对鼓风曝气方式的运行影响较小。④引风曝气方式。通过除臭装置引风机的引风作用,进行曝气池气相更新。由于供氧能力受限,污泥容易缺氧,但容易将处理方式控制在兼氧状态。由于曝气池内呈负压状态,恶臭气体无泄漏风险。引风曝气方式能耗较低。进水油含量为20~100mg/L时对引风曝气方式的运行影响较小。兼氧处理是利用兼氧微生物处理废水的一种方法,其优点是比厌氧处理更容易管理,比好氧处理更耐毒、耐盐、耐冲击[2]。通过四种曝气方式的比较可知,利用引风曝气将处理方式控制在兼氧状态更有利于污泥系统的稳定及处理效果的保证。一级生化装置的曝气池分四段。为了增强COD去除效果,一、二段尽量营造厌氧条件以提高废水的可生化性;三、四段加强供氧是为了强化对有机物的去除。曝气池采用表曝机。在表曝机的搅拌作用下,废水中的挥发性恶臭物质会释放出来,因此一、二段应适量引风以去除挥发性恶臭物质。
一级生化装置运行效果对比
处理效果改善采取改进措施前,一级生化装置平均进水COD为799mg/L,平均出水COD为273mg/L,COD去除率为65.8%,出水浊度为30~70NTU,中沉池出水堰无水藻生长。采取改进措施后,一级生化装置平均进水COD为1039mg/L,平均出水COD为159mg/L,COD去除率为84.7%,出水浊度降至30NTU以下,中沉池出水堰上有水藻生长,一级生化装置出水基本满足了后续处理装置要求。抗冲击性能提升采取改进措施前,一级生化装置只要进水水质有波动,出水COD就会上升到300mg/L以上,并且恢复时间较长。采取改进措施后,第一次进水COD突增至1880mg/L,虽然出水COD也上升至345mg/L,但进水水质恢复后,出水COD很快恢复至原有水平;第二次进水COD突增至2900mg/L,出水COD仅增至202mg/L,基本未受影响;第三次进水COD最高增至2083mg/L,出水COD最高增至244mg/L,进水水质恢复后,出水COD很快恢复至原有水平。采取改进措施后,一级生化装置的抗冲击性能得以提升。污泥性能改善采取改进措施前,一级生化装置污泥镜检显示污泥细碎,无高等微生物存在(见图2)。采取改进措施后,一级生化装置镜检显示污泥絮体虽小,但较密实,团状污泥较多进水COD偏低时一级生化装置内污泥呈黄褐色,有高等微生物存在,甚至有时会出现钟虫。进水COD较高时,一级生化装置内污泥呈黑色或灰黑色。采取改进措施后污泥活性增强。
结论
【关键词】 城市污水处理厂 污泥 污泥减量
随着城市化水平的提高,污水处理厂不断地建成和投入使用,很多未能得到妥善处置的污泥已成为负担。如果仅是对污泥进行简单的填埋,将会带来严重的二次污染。如何将数量庞大、含水量高、成分复杂的污泥进行稳妥的安全的处理,达到污泥的无害化和减量化,最终达到资源化,成为各界关注的问题。
1 城市污水处理厂污泥处理现状与问题
1.1 城市污水处理厂污泥处理现状
据不完全统计,我国目前每年产生干污泥约1000万吨,约占总垃圾量的0.4%,且每年以10%的速度递增。面对如此巨大的污泥产生量及其高速增长趋势,要求我们在处理污泥问题时要具备长远的眼光和科学合理的规划,污泥处理问题刻不容缓。
1.2 我国污水处理厂污泥处理存在的主要问题
我国的污水处理厂在污泥处理方面主要存在以下问题:第一,在污泥处理的规模化成熟技术方面仍存在较大不足,还不能实现对污泥的高效的能量回收和物质利用;第二,在污泥处理问题上,相应的法规、制度尚不健全,无法从市场机制、标准体系、技术政策等方面给予其必要的支撑;第三,污泥处理的责任主体不明确。
2 我国污水处理厂污泥处理的方法
2.1 填埋
对于污泥处理我们以往最常用的方法是在垃圾填埋场处理,这种方法几乎没有对技术上的要求,操作非常简单。但是随着时间的推移,在城市生产生活产生的垃圾量和污泥产量不断增加的情况下,污泥中含有的有机物和一些微量元素将会影响到地下水的质量,由此产生的后果也不可估量。同时简单的填埋处理还将占取大面积的垃圾场,故不能将其作为污泥处置的长久之计。
2.2 焚烧
污泥焚烧在我国污泥处理总量中占据比较小的比例。焚烧可以将污泥中的有机物释放,能杀死其中的有害物质,而且具有时间快、可回收、减量化等特点。但是在焚烧污泥的过程中,会产生大量的污染性气体,对空气环境的影响较为严重,且污泥处理的经济成本远远高于收益。
2.3 污泥农用
在我国大多数边缘化地带上,污泥农用的处理方式也是可以见到的。这种方式是基于污泥中的一些有机物和部分微生物菌体可以在一定程度上起到促进农作物生长的作用,将其作为一种很好的土壤改良剂。但是同时,污泥中的有害元素也会对农作物甚至土壤环境产生危害。世界上已经有一些国家对此采取措施,杜绝污泥掺杂到农作物的原料中,更不让污泥在市场中出现。
3 城市污水处理厂污泥的综合利用
3.1 能源与热能利用
污泥制油技术可以由两种工艺技术实现:一种是污泥热解制油技术。其原理是在无氧或低于理论氧气量的环境下,将污泥加热到一定的温度,利用高温环境下,污泥的有机质热裂解和热化学转化反应,使污泥中的固体物质分解为油、不凝性气体和炭三种可燃物质,部分产物可以作为干燥与热解的能源,剩余可以当能源回收;二是污泥直接油化技术。该技术是在高温高压、催化剂的环境下,污泥中的高分子化合物质通过分解、缩合、脱氢、环化等一系列反应后变成低分子油状物质,目前已经在美国、英国、日本等国家得到推广使用。
3.2 农业利用
污泥中含有许多植物生长需要的元素,其中有机物的含量尤为突出,可以称为一种物美价廉的有机肥料。但是将污泥用作肥料使用需要满足以下条件:达到规定的卫生指标,同时还要没有病菌,污泥中的营养元素和有机物均达到相关要求,含氮量也应该符合标准量。在满足上述要求的前提下,在农业生产方面,污泥还是具有相当的可利用价值。
3.3 污泥制作建筑材料
在建筑材料制造领域,污泥具有明显的资源化利用优势。由于建材行业对原料的需求量巨大,将污泥中的有害物质分解和固化,就地消化污泥,对于有机含量偏低、不宜农用的污泥不失为一种有效的处理方式,具有广泛的应用前景。将污泥作为生产生态水泥的原料,也是解决城市污泥处理问题的一条有效途径。发达国家对于利用污泥等废弃物生产生态环保水泥已经有了成熟的经验,在欧洲水泥生产者联合会旗下的水泥厂中每年都有百万吨级的有害废物通过焚烧处理用于水泥生产。
3.4 提取重金属
城市污水处理厂中的污泥还可能含有部分重金属,如Hg、Pb、Cu、Zn等,我们可以通过适当调整污泥性状,向其中添加化学药剂,用来改变污泥中重金属的形态,从而利用重金属和其化合物的特性将其从污泥中分离提取出来。在污泥中添加某些还原剂可以对Hg等具有挥发性的重金属进行还原使之成为金属单质,然后对Hg等挥发性的重金属进行提取,最终达到回收利用的目的;同样还可以使一些重金属生成沉淀物沉淀下来后,利用离子交换对重金属进行分离提纯。但是污泥中的重金属含量总体偏低,而分离提纯的成本又较高,所以这种方式目前很少在城市污水处理厂得到实际应用,大部分还停留在试验研究的阶段。
总而言之,随着社会的不断发展和进步,污泥处置问题逐渐成为人们在生态环境建设领域的一个重点、难点。如果我们在污泥处置问题上措施不当,污泥会使环境问题更复杂,能源和资源的损失也不可估量。如果污泥能够得到科学、妥善的处理,它完全可以作为资源再次为我们所利用,并能带来一定的经济价值。由于我国在污泥处理方面欠缺经验,并且区域性处理方式又不尽相同,所以我们在处理污泥的时候,要因地制宜,结合当地的具体情况,对处理污泥的手段要具体分析,最终目的都是要实现污泥的综合利用与资源化。
参考文献:
[1]戴晓虎.我国城镇污泥处理处置现状及思考[J].水业导航,2012.
[关键词]AAO工艺,焦化废水,处理方法
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)17-0057-01
一、引言
焦化废水大多是来自原煤的精加工过程,主要有三种来源途径:第一种是煤气净化处理过程时产生;第二种是在进行原煤精加工过程时制造出的氨水没有处理干净;第三种是原煤精加工过程中受其他因素影响而产生的废水,因此处理焦化废水是一道十分复杂十分困难的工作,AAO工艺则可以简便并且有效处理焦化废水,实现高效性。
二、焦化废水水质分析
焦化废水水质是依据净化处理剩下的氨水、终冷化洗涤水还有粗苯含量的分离水进行分析,焦化废水主要通过酚氰废水处理站进行分析检验,处理站人员再将其转运到蒸馏塔统一进行蒸馏,焦化废水主要成分为废水污染物,其含水量比较小,而污染物中占比重最大的就是以有机氮或者氨氮形式存在的氮,有机氮可以由废水中的细菌进行分解或水解作用形成氨氮,焦化废水进入酚氰处理站经过分析后得到的水质分析。
三、AAO工艺的处理原理
AAO工艺大致分为三个阶段:废水处理焦油处理污泥处理,通过这三个阶段的处理之后,可以实现焦化废水的有效处理。
3.1、废水处理
可以将AAO工艺划分为三个环节进行焦化废水处理:焦化废水的预处理作为第一环节,主要应用到焦化废水的除油池和调节池等工艺场所,还要对除油池和分离池进行二次浮选;第二环节是焦化废水的生化处理,AAO工艺为主的厌氧-缺氧-好氧池以及二沉池作为此环节的重要实施场所;第三坏节则为焦化废水的后处理,而可应用到的工艺场所包括混合废水反应池、混凝废水沉淀池以及废水污泥处理池。
AAO工艺焦化处理的原理大致为:用酚氰废水举例,第一步在除油池中进行轻重焦油的自动处理过程,通过2#吸水井流入浮选除油池来去除乳化油,第二步再通过3#吸水池输送到进行焦化废水生化反应的厌氧池,可分为两种反应方式:一种是降解并处理焦化废水中的有害物质;还有一种就是将有机物变为新型能源再次利用,使得废水的处理更加绿色与高效,然后在缺氧池进行处理,这个过程的主要目的是对首次处理的废水硝化和脱碳,利用好氧池二次沉淀,将固态和液态进行分层,通过某些处理设备将清液排出去或者回收重新利用,那些无法直接排放的焦化废水则输入到混合池进行反应,流到混凝沉淀池后重复固液分离的处理方式,依旧是回流利用或排除,流程大致如下(如图1)。
3.2、焦油处理
处理在除油池所沉降出来的重、轻油是焦油处理的关键环节,利用蒸汽进行加热处理提升油泵到油槽进行储存,储存完重油之后剩余的轻油就流入轻油槽中自动贮存。在废水处理厂储存在重、轻油槽中的焦油或气浮型油渣每隔一段时间,由罐车运输到特定地点集中处理,避免堆积现象。
3.3、污泥处理
AAO工艺主要通过两种形式进行焦化废水中的污泥处理:一种是污泥浓缩,另一种是污泥脱水。污泥浓缩池是实施这种工艺的主要场所,包含了二沉池和混凝沉淀池中沉淀的无法被消化的污泥,在污泥浓缩池中对污泥提升浓缩,单螺杆泵将浓缩之后污泥进行提升,与板框压滤机共同运作进行脱水,污泥的含量和产量比较而言不是很高,因此处理污泥时,可将其压成泥饼,运送到锅炉房,为其燃料供应提供了便利,还降低了对环境的影响。
四、AAO工艺处理的影响因素
焦化废水处理时会有许多内外在的因素,会造成AAO工艺的使用效果,不但会使AAO工艺处理焦化废水的效率大大降低,还影响了AAO工艺的处理效果,比如污泥的泥龄、有机物和反应物的比值还有反应池中溶解氧气的能力等
4.2、BOD负荷
BOD负荷会影响活性污泥的增长速率,以及有机底物的降解速率。BOD负荷若是过低会扩大曝气池的容积,增加建设的成本;反而BOD负荷过高适应经济的发展,但不一定会满足受纳水体对水质的要求。\
4.3、温度
温度是影响活性污泥微生物生理活动的重要因素,微生物酶促反应的最佳温度在20~30℃之间。微生物在该温度条件内生理活动较活跃,若低于10℃或者高于35℃,就会大大影响有机底物的代谢功能,焦化废水处理站通常将生化池的温度控制在15℃~35℃之间。像北方这样较为严寒的地域,可通过蒸汽的方式对生物段进行加热,来促进生化池内微生物的活性,确保出水排放合格。
4.4、DO(溶解氧)
溶解氧含量高,会耗费过多的能量,不适用于目前的经济状况。而DO含量过低,适合丝状菌的生长,就会引起污泥膨胀现象的发生。某些工程主要采用强化的AAO工艺,一般规定硝化段溶解氧>2.0mg/L,反硝化段溶解氧
硝化菌的增长速度较慢,繁殖周期长,如果污泥龄较短,就会使得硝化菌未经增殖就被系统排出。为了提高活性污泥的脱氮效果,宜选择较长的泥龄实施强化AAO工艺,一般选择的污泥龄在20天左右。
4.7、内回流比
通常而言,若碳源较为充足,内回流比就会增大,脱氮效率也会提高,但内回流比一旦太高会导致动力消耗加大,并增加了被带入反硝化段的溶解氧,反硝化率反而降低。工程实际运行时,通常将内回流比控制在200-400%范围内。
五、结束语
AAO工艺对于焦化废水的处理有十分重要的意义,经过多年实践,表明AAO工艺在技术管理领域还是在条件控制方面,都是有效的,还能确保焦化废水的处理做到合理的达标排放。但其缺点就是处理焦化废水时缺乏抵抗负荷冲击的能力,废水处理还不够稳定。我国应加强对AAO工艺研发的重视程度,全面提高废水处理质量,在此领域争取有重大的突破。
参考文献
[1] 张洪涛,刘俊,熊亚杰,杨举平,薛健.大型化工厂污水深度处理的新思路[J].科技创新导报.2013(14).
[2] 邬文鹏,李素芹,熊国宏,苍大强.生物膜法处理焦化废水试验研究[J].中国高新技术企业.2012(01).
关键词:农村生活污水 污水收集 污水处理 生物处理 生态处理
中图分类号:U664文献标识码: A
农村经济的高速发展促使农民的生活水平得到了极大的提高,随之而来的是农村生活污水所带来的环境污染日趋严重。而生活污水的任意排放成为环境污染的主要因素。为了实现对生活污水的有效控制,保证生活环境和农民的健康,必须不断加强农村生活污水处理的基础设施建设。
1 农村生活污水的主要特点
农村生活污水主要源于厨卫用水,其构成成分和污染浓度与当地居民的用水情况及生活习惯有着密切的联系。通常情况下,污水中的有机物质的含量比较高,易于生化,有害物质少,水质的变化情况较少。
2 农村生活污水收集方法
农村生活污水的收集方式要以农村的实际情况为基础,避免盲目采用城市污水的集中收集法。从当地的地理特点、村镇分布实际情况出发,实现因地制宜地收集方法。具体可以采用住户分散式的收集、村镇采取集中收集以及市政统一收集等模式。
3 农村生活污水涉及的处理技术
3.1 技术选择的原则
鉴于农村经济技术落后性的特点,在资金和人力投入上比较薄弱,要采用因地制宜的方式,避免照搬城镇污水处理方式,实现科学性与合理性的统一。为此要遵循一定的原则。
3.1.1 因地制宜,具体问题具体分析的原则
对于农村污水处理方式的选择,要充分考虑当地具体的地理因素、气候特点、经济发展水平等因素,选择最佳经济和有效的技术。
3.1.2 保证管理上的简洁与便利
农村的经济发展水平有限,技术人员匮乏,很多地区虽然实现了生活污水处理设施的安装,但仍不能维持后期正常的日常管理,因此,农村适合选择一些后期维护少、简单的处理技术。
3.1.3运行支出的费用较低
农村在生活污水处理方面的经费有限,城镇污水处理中的好氧处理技术需要的费用较高,不适合在农村进行推广。为此,要尽可能采取生态或者厌氧的处理技术,将能耗降到最低。
3.1.4 涉及的相关工艺程序比较简单
农村的污水处理设施属于较小的基础装置,流程不易过于复杂,要将中间环节减到最少,这样更加易于整个系统的运行、维护和管理。通常可以采用体积较大的均化池代替调节池和初沉池,利用生态处理法或生物膜法省去二沉池。
3.2 主要的技术方法
3.2.1生物处理技术
3.2.1.1好氧生物处理技术
好氧生物处理技术主要分为生物接触氧化法、好氧生物滤池以及蚯蚓生物滤池三种。生物接触氧化法的基础是生物滤池,通过接触曝气形式改良实现生物膜处理的技术。这种方式操作简单,便于管理,适合农村;好氧生物滤池的材料为一些石粒或者塑料物品,当污水喷洒到滤床的时候,形成了生物膜,实现了污染物的吸收;蚯蚓生物滤池主要是借鉴了蚯蚓对于土壤的通气性和透水性的特点,加快有机物的分解,可以实现对污染物的高效、低耗的处理。
3.2.1.2 厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术是一种比较适合农村污水处理的技术,产泥量不多,无需曝气充氧。主要分为污水净化沼气池、厌氧生物滤池以及复合厌氧处理技术。污水净化沼气池主要是由沼气池和厌氧生物滤池联系在一起形成,具有灵活的特点,出水比较稳定,净化效果明显,可以单户使用,也可以几户联合使用;厌氧生物滤池的主要构造与好氧生物接触的氧化池具有异曲同工之处,但是不同点是池顶的密封。这种方式的主要特点是成本低、用于维护和管理的费用低,对管理人员的专业要求不高;复合厌氧处理技术是厌氧活性法和厌氧生物膜法相结合的处理方法。这种方式以农村污水处理的实际状况为前提,借助于一种复合型的厌氧反应器。主要是由滤料层和厌氧污泥构成,在其作用下,实现较高效率的污泥去除。轻质滤层的存在使得污泥的流失量减少。
3.2.2 生态处理技术
3.2.2.1 人工湿地
人工湿地的处理方式主要借助自然湿地的特性,利用自然界中植物、基质和微生物相互之间的影响和作用来实现对污水的净化和处理。这一人工系统主要构成为土壤、填料和水生植物。这一处理方式的优点是所需设备相对简单、不需专业的管理和维护、成本低、生态效益明显,但是缺点是需要较大的空间面积。因此,对于一些距离城市较远、资金有限、技术人员较少的农村地区比较适用。
3.2.2.2 土地处理
土地处理工艺主要是在人工作用下,充分利用土壤、植物和微生物的综合作用,利用一定的物化作用,实现污水的处理以及水中营养物质的回收。土地处理方式主要由水流的速度和轨迹决定的,可以细分为慢速、快速渗滤系统、地表漫流系统和地下渗滤系统。其中比较实用的是地下渗滤系统。这一系统主要位于地下,对地面的任何设施、景观、建筑不会造成破坏,不受气候变化的影响,能够适应干燥和寒冷的环境,为此比较适应农村污水的处理。但是,要控制好负荷,否则出现堵塞的情况,同时由于整个系统处于地下,造成成本也很高。
3.2.2.3 稳定塘
稳定塘是在经过人为的修理后而发挥排污作用的围堤和防渗层。其体现的是机体的自我净化作用,发挥微生物的代谢功能,借助相关的物化作用,达到污染物的转变和消除。稳定塘需要的资金相对较低,省去污泥处理过程,但是占地面积较大,受气候影响较大,排污效果不明显。
3.2.3 物化处理技术
物化处理方式主要包括混凝、吸附、电渗析等形式,其中只有混凝技术复合农村的要求。最大的优点是以污水中的污染物的特征为依据,选择恰当的絮凝剂,除去水中的污染物。
4 农村生活污水处理主要工艺类型
4.1 单一的污水处理方式都具有一定的局限性,有必要将不同的处理工艺实行结合。当前我国农村生活污水处理工艺主要分为:“厌氧+生态”工艺、“好氧+生态”工艺、“厌氧+好氧+生态”工艺和“厌氧+好氧”工艺。
4.2 在进行具体工艺的选择的时候,要以不同地域的实际特点为依据,充分考虑当地的地理特征、经济发展水平、气候类型、处理标准等,在进行系统、综合性的技术分析后,选择最佳的污水处理方式。
结束语:
随着环保意识的不断增强,农村已经成为环境治理的重要区域。而在农村,生活污水是环境污染的主要来源。除了相关部门要做好宣传教育工作,提升农民的环保意识以外,还要注重农村生活污水的收集和处理的相关技术工作,运用多种模式和工艺,并结合不同地区的各自特点。相关的管理部门要严格遵循具体问题具体分析的原则,选择成本最低、管理最容易的污水处理方式,逐步实现农村生活污水的处理。
参考文献:
[1]谢胜,洪宏,杨凯,吴伟峰,程星华. 农村生活污水处理工程的工艺应用探讨[J]. 净水技术,2013,06:79-83.
一、工业企业对排放污水的有效处理方法
1.新型技术对工业污水的处理。随着企业对污水处理技术的不断研究与创新,现已涌现出大批新兴科技技术被应用在对污水处理方面,并已经取得显著成效,对工业污水的及时排放处理产生了积极作用。
(1)离子交换树脂技术。作为新兴的污水处理方式,离子交换树脂处理可以处理污水当中的重金属。离子交换树脂是不相溶于任何酸碱性溶液,且它呈多空化合物,因此它能够对任何呈酸性和碱性且任何程度排放量的工业废水进行重金属过滤。被过滤后的污水使用硫化钠进行处理,就可以达到污水排放的标准。该技术属于化学处理,针对性很强,被处理过后的污水能够达到排放标准,并可以直接将处理后的水可再次回收当作冷却水,提高了水资源的利用率。
(2)反渗透技术。反渗透技术拥有高效率、小投入、简单操作、工艺简单且只需在常温下操作等特点,因此被广泛应用于工业污水处理。反渗透技术从被应用于海水淡化,逐渐囊括到轻工业加工和医疗等许多方面,其经济价值极高。反渗透技术是一种新型的分离净化污水的处理方式,它能够在常温下操作,因此耗能较低且效率极高。
(3)膜生物处理技术。将膜分离技术相关组件与生物处理技术中的反应器两者结合,从而产生一种新的污水处理技术,即膜生物处理技术。因此膜生物处理技术同时拥有膜分离技术与生物处理技术的共同特点,对污水中微生物和有机物的讲解效率有了极大的提高,且处理后的水质非常好,并且在整個处理过程中不排出污水中的淤泥,几乎相当于深度处理,甚至可远远超过相关污水排放标准。
2.生物处理技术的使用。对污水的处理不仅要对我们肉眼能够看到的杂质进行分解处理,还要对肉眼不能看到的生物及微生物进行处理,因此各企业还要依靠研发创造出不尽相同的生物处理技术对工业废水进行处理。
(1)对废水中厌氧生物的处理。随着科技的发展,各企业相继推出并使用很多新兴技术设备对有机高浓度的污水进行厌氧生物的处理。厌氧生物处理技术具有其独特的优点,如低能耗、极少剩余污泥、效率高、应用范围广泛等。并且随着相关技术设备的不断更新,它的操作流程变得更加简单,被应用的范围更加广泛,使用也更加频繁。目前第二、三代厌氧生物处理器被广泛使用于我国工业企业处理工业污水,例如颗粒种类反应器,其工作重点是混合污水污泥,再从反应器中分离出颗粒状的污泥。
(2)对废水中好氧生物的处理。好氧生物处理技术已经伴随着它超过一百多年的使用历史而变得非常成熟,但随着企业对好氧生物处理技术的不断革新与不断改进,在相关成熟技术的基础上,取得了显著成效。技术工艺、功能等专业技术取得了实质性突破。
作为好氧生物处理技术的核心部分,高效好氧生物的处理技术对污水池中的淤泥起到流动流化作用。好氧生物处理器,可提升空气转变率。好氧生物处理技术对氧转变有很大技术提升,并使得微生物代谢增强,污水当中的淤泥减少。好氧生物处理技术也因此被广泛使用。
(3)生物膜处理技术。生物膜处理技术在处理工业污水时,淤泥不会被膨胀,更方便管理,仅剩少量淤泥。这些特点与传统的活性污泥处理方法相比,能更好的适应水质和水量的变化。因此目前更多成熟的污水处理工艺都会广泛用到生物膜处理技术对工业污水进行处理,如滤池、转盘、流化床、生物接触氧化法等。其中生物接触氧化法是处于活性污泥处理法和生物滤池之间的一种生物处理技术,生物接触氧化法随着越来越多的新型填料的应用,越来越广泛的被应用于啤酒、化工、纺织等各项领域。填料是生物氧化接触法的主要核心工艺,我国目前开发并被应用在市场上的填料大致有蜂窝状、盾形、不规则颗粒状、软性即半软性等十余种,并且其中有些填料已经申请了国家专利,对工业污水的处理效果很好。
二、对工业污水的回收利用
1.对工业污水回收方式的分类。首先是集中式回收,集中式回收方式是将整个城市的污水回收当作回收对象,利用污水处理厂对工业污水作进一步处理,最终将可再次使用的水资源返回给用户,达到再利用的目的。其次是分散式回收,分散式回收主要针对某些企业所具备的特殊设备装置,主要运用在单独或多个设备排放的污水回收利用,具有较强的针对性,对某些特殊的设备进行污水处理与回收,并提升水资源的再利用。
2.关于工业污水回收制定的策略。针对不同的污水回收分类,需要制定相应的污水回收策略。集中式工业污水回收方式对废水的处理需要利用多个污水处理厂,这些污水处理厂的处理对象不同,处理方式也不尽相同。不同地区来源的废水要经过不同的污水处理厂,不同的污水处理厂处理过的废水也不能再被利用在同一用途。分散式工业回收方式主要是对企业中某些特殊设备与工艺所排放的污水进行回收。企业由于改造生产工艺与提升生产能力,其污水排放也会随之加大,因此企业需要在特殊设备上设置污水处理,减少对污水的直接排放。
3.工业污水回收的工艺。工业污水中存在许多重金属,对自然环境危害严重,且与日常生活污水相比,其危害性更大。因此为了减少污水对环境的危害,相关工业企业必须对污水排放进行处理和对处理过的污水进行回收再利用。在处理污水过程中,必须改变污水的酸碱强度,分离污水中的杂质和微生物,最后保证处理过的污水能够达到再次利用的条件与标准。
三、结语
本文研究和阐述工业企业通过对排放的污水进行处理与回收再利用,有效降低了工业污水对环境的污染程度,但随着工业的发展,企业产能的扩大,工业污水的排放势必不会降低,因此污水处理与回收利用工作需要继续努力,在取得经济发展的同时,更要致力保护好我们的周围环境。
参考文献:
[1]孙振亮. 工业污水处理方法及回收利用的研究[J]. 资源节约与环保,2015,05:33.
[2]李艳杰,吕树梅. 关于工业污水处理方式方法与回收利用途径[J]. 中国新技术新产品,2015,02:139.
关键词:船舶生活污水;生活污水处理装置;装置设计特点
中图分类号:U672.7 文I标识码:A 文章编号:1006―7973(2017)04-0044-02
近些年来人类环保意识的不断提高,国内外防污染标准要求也越来越严格。2006年国际海事组织通过生活污水新排放标准MEPC.159(55),于2010年1月1日强制执行,该排放标准相对于老标准严格一倍以上。2011年国家海事局出版的《内河船舶法定检验规则》和2013中国船级社出版的《绿色船舶规范》均要求船舶生活污水处理装置需满足IMO.MEPC.159(55)标准。
随着环境工程技术的发展,各种污水处理技术和设备也在不断发展,处理方法多种多样,在各种船舶上均已得到了广泛的应用。本文结合调研资料及实船设计经验,着重介绍扬州市海洋环保设备有限公司的STU型船用生活污水处理装置的结构特点、性能。
1 船舶生活污水排放规范和处理方法
1.1 船舶生活污水的定义
船舶生活污水是下列各种水质:任何形式的马桶、小便池的排出物和其他废弃物;从医务室的面盆、洗澡盆和这些处所排除的污水;装有活的动物处所的排出物;混有上述排出物的其他废水。船舶生活污水不仅含有有机物和矿物质,而且还含有大量的细菌、寄生虫,有时还含有危害人体及水生物的病毒,如不经过任何处理而将其任意排放,就可能造成周围水域的污染。
1.2 船舶生活污水的排放规范
为了防止船舶生活污水污染,内河船用生活污水处理装置主要是依据《内河船舶法定检验技术规则2011》、《船用生活污水处理系统技术条件》GB/T10833-1989和IMO.MEPC.159(55) 决议附件《经修订的实施生活污水处理装置排出物标准和性能试验导则》,如下所示。
1.3 船舶生活污水处理方法
目前,长江江苏段及内河船舶采用的生活污水处理方式主要有两种:收集贮存式和处理排放式,即在京杭运河等零排放水域将生活污水收集贮存,到港口再由垃圾站接收;航行非零排放水域如长江再由处理装置处理排放。
1.3.1 收集贮存式
通过专设的粪便柜收集贮存含粪尿的厕所冲洗水,集中排放到岸上接收装置。其粪便柜内壁应涂敷环氧树脂或采用玻璃钢衬里,以防锈蚀。采用这种处理方式的装置,只需从各个厕所汇集粪尿的管路和配备足够容量的贮存柜即可,所以装置十分简单,造价低,但贮存柜的容量往往需要很大,特别是内河岸上这些接受装置还是配备不到位。同时当粪尿需要长期贮存时,还必须使用化学药品杀菌、消毒和除臭,增加药品费用。此外,因必须依靠岸上的接收处理而需支付处理费。这些缺点限制其应用,不宜推广,只有在内河零排放等特定水域使用。
1.3.2 处理排放式
船用生活污水处理装置,是利用好氧性微生物为主的活性污泥对污水中的有机物进行氧化分解,使其变成无机物,然后进行大肠杆菌消毒处理,再排放。活性污泥对有机物具有很强的吸附能力和氧化分解能力。活性污泥所发酵产生的微生物,在有氧的条件下,能透过细菌的细胞壁将污水中的溶解性有机物吸收,固体和胶体的有机物先附在细菌体外,由细菌所分泌的外酶分解为溶解性物质再加以吸收。细菌通过其自身的生命活动――氧化、还原、合成等过程,将一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,同时放出能量,供细菌活动、生长、繁殖,而将另一部分有机质软化为生物体所必须的营养质,组成新的原生质,使细菌生长繁殖。采用此种处理方法,处理效果好,所需粪便柜体积小,比较简单可靠,已在船舶上广泛应用。但缺点是需连续使用,否则微生物就会死亡而失去处理能力,再生处理所需时间长。
2 STU型船舶生活污水处理装置设计思路
2.1 工艺流程
2.2 设计原理
STU-6型生活污水处理装置(图1)日处理量:490 L/d;排水水质满足IMO.MEPC.159(55) 决议附件《经修订的实施生活污水处理装置排出物标准和性能试验导则》,适用于处理常规冲洗系统产生的生活污水(4-7 人),该装置兼有活性污泥和生物膜法处理之特点,设有污泥、残渣回流再处理系统,污泥排放周期长;该装置由四个柜室组成,即粉碎氧化柜,曝气柜、沉淀柜、膜生化柜。粪便污水从粉碎柜入口进入处理装置,在粉碎柜内缺氧区污水发生水解酸化反应,草纸等难降解、大颗粒污染物被分解成小颗粒。污水通过溢流管进入接触氧化柜,接触氧化柜装有复合填料,好氧生物在其中大量繁殖,污水中部分有机污染物在填料中被微生物降解为二氧化碳和水。污水在一级接触氧化柜内被稀释、降解并停留一定的时间,随后进入沉淀柜。经沉淀后的“上清液”自动溢流流入膜反应柜,进一步氧化、分离小分子有机物,膜的高效截留作用,使活性污泥及微生物、未经充分生化的小分子污染物被膜丝及表面的生物膜截留在装置中继续进行生化反应,动态地延长了污水停留时间,实现了水力停留时间与污泥龄的完全分离,使得装置运行控制更加灵活稳定。经过膜件处理过的“清水”一般可以达到国际排放标准,但为了更可靠地保证排放水符合国际标准,“清水”被贮存在清水箱中等待下一步净化处理,贮存到一定量后由排放泵泵入精滤器中,对清水进行再次净化过滤,以降低出水有机物含量,最后再经紫外线消毒器杀死出水中可能漏网的大肠菌群,保证出水能够达标排放。如图2。
2.2 设计优点
(1)本装置主要采用生物膜接触氧化工艺处理船舶生活污水,本装置粉碎柜也采用粉碎加曝气氧化工艺,且本装置污泥回流量相当少,主要是将膜柜底部污泥定期回流,如考虑一定的回流量,水力停留时间更长。另外,粉碎柜缺氧区也可以降解沉淀柜回流污泥,颗保证系统污泥残渣不会超量积累。
(2)本装置未用氯药品杀菌,而是依据饮用水《紫外线消毒器》QB/T1172-99标准中参数选型表,同时饮用水大肠杆菌排放标准(1L水不超过3个)远远比船舶合格水排放标准(小于100个/mL)更严格。
(3)采用了一种软性纤维填料,克服了一般采用活性污泥法或以硬性填料作为生物载体的生物膜法的处理装置的弊病。
(4)在线反冲洗,本装置如图1配备了微型自吸泵和清水箱,该泵能在膜丝内外形成一定的压差,如果膜因污染堵塞,排水量下降,最终高位报警,此时启动自吸泵反清洗,可增加膜通量,延长膜的寿命。
(5)该处理装置体积小,主尺寸为1200×600×1000(mm)、结构紧凑,设计为分体式,内河船舶均可通过吊进机舱后再组装。
(6)该装置正常工作电源为24V,符合内河船用蓄电池要求,夜间船舶停泊断电可正常运行。装置重启速度快,无需周期性培菌驯化调试。
3 结束语
现在随着内河运力的增加,国家对船舶防污染补贴力度加大,船用生活污水处理装置的研究与应用也是层出不穷,但从上述设计介绍可以看出,船用生活污水处理装置,因船上环境较为特殊,应力求处理过程稳定且效率高、缩小设备尺寸、降低重量、减少能耗、经济合理、操作管理简便等。只有达到生产效益与环保效益兼顾,才能使船用生活污水处理装置发挥应有的作用。
参考文献:
关键词:河道 污泥 射流干化
中图分类号:TV851 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)04(a)-0071-02
1 国内河湖淤泥污染状况
(1)河道淤积严重;(2)水体污染严重,生态环境退化;(3)河道治理的生态理念缺失。
2 河道清淤的必要性
2.1 增加排污泄洪能力
污染河道泥沙淤积严重,抬高了河床,降低了河道的排污泄洪能力。
2.2 提高河道综合效益
河道淤积侵占了河道容量,降低了河道的综合利用效益,如防洪、灌溉、供水、通航等。
2.3 稳固河堤
河床抬高,水位变高,对两岸河堤形成了威胁,雨季时节容易发生“小河大灾”的危险。
2.4 去除污染物、保护水体
淤泥的长期淤积会导致底质交换条件减弱,造成水体污染;也可能出现富营养化,影响水质和水体的生态平衡,通过清淤可达到“水清、河畅、岸绿、景美”的目标。
3 治理方案原则
对于河道淤泥,主要治理方案如图1所示。
根据河道淤泥的粒度特性,进行粒径分级,然后采取不同工艺进行处理,处理工艺有:(1)入料及大粒经渣料分离: 河道淤泥通过铲车或泵送至大粒径处理单元,根据物料特性,可以选择入料格栅或者振动筛来进行处理,通过大粒径处理单元,50 mm以上的大粒径渣料被初步分离。(2)搅拌和淘洗:50 mm以下物料进入搅拌槽,进行搅拌和淘洗。淘洗后螺旋输送机将物料送到中粒径处理单元。(3)中粒径渣料分离:中粒径处理单元采用3 mm分级振动筛分级,将3~50 mm渣料进行筛分和脱水。脱水后渣料进入输送机输出;(4)泥水分离:3 mm以下细粒径渣料进入高频筛,进行0.045分级,0.045~3 mm细粒径渣料通过泥水分离单元底流口排出,通过筛分脱水,进入输送机输出,上清液通过泥水分离器溢流口返回储液箱。(5)极细粒径脱水:0.045 mm以下通过储料箱进入压滤机或者沉降离心机脱水;(6)干化单元:0.045~3 mm以及0.045 mm以下经过脱水后污泥进入干化系统来进行干化,可以干化至30%含水以下,达到资源化利用条件;(7)资源化利用单元:根据污泥特性可对干化后污泥进行资源化利用,可以制作免烧砖用来护堤,也可直接用于护堤用土或者树木种植用土直接就地使用。
4 淤泥处置工艺
4.1 污泥制砖
结合目前的环保政策,我们采用污泥免烧砖凝结剂,可将干化处理后的污泥含有的有害成分及重金属成分凝结稳定后,进一步采用免烧技术制砖,避免污泥处理时因高温焚烧需要的大量能耗及焚烧可能产生的有害气体造成的二次污染。可低成本就地快速地将废弃污泥制成环保型的免烧砖。还可以掺入30%~60%的工业废弃物(如粉煤灰、炉渣、矿渣、电石泥、煤矸石与建筑废弃物等),因此,它是一项非常环保的项目,同时其生产成本比水泥沙石的免烧砖低20%~30%。
4.2 通过对淤泥进行改性,作为两岸护堤土
河道淤泥质土具有含水量高、强度低、腐殖质含量大等特点,不做处理很难直接作为填土材料加以利用。我们通过一系列的干化处理技术将淤泥的含水率将至30%以下,通过掺入固化材料使它具有一定的自硬能力,从而形成具有一般土同等程度或以上工程性质的土工材料,这样就可以将淤泥或淤泥质土再生资源化,并作为填土材料加以综合利用。处理土的强度可以根据工程的实际要求进行调整。
4.3 作为当地园林绿化肥
河道污泥中含有十分丰富的有机质和植物生长所需的其他营养物质,通过我们的射流干化技术后,99%的病原体及虫卵都被杀死,经过除臭处理后可用作城市绿化园林用肥,污泥堆肥施用于河道蓝线范围内的绿化土地后,可为滨河植被提供可观的有机肥,有利于滨河绿化植被生L,该处理方案减少了运输费用,又避开了食物链,实现经济效益和社会效益双赢。
4.4 其他处理方式
经检测存在重金属含量超标、有毒化学物质污染的重污染污泥采用就地协同厂家采用焚烧、水泥窑协同处置、等离子汽化炉等方式解决,避免造成二次污染。
城市内河流、湖泊周围环境各异,其所处环境的各异决定了我们对其进行的清淤、水体养护工作必须因地制宜,要根据每段水体的不同状况出具合理有效的处理方式与处置方式,及时有效地完成河道的清淤、养护工作。
4.5 核心干化技术介绍
采用先进的“低温射流干化技术”,低温射流干化是一种全新的干化工艺,不同于传统的干化方式,能够在常温常压条件下,将物料中的水分分离,达到干化的目的,是一种高效的非热传递原理的干化方法。
低温射流干化系统工艺特点如下。
(1)无需添加剂:干化过程无需添加石灰、三氯化铁等调理剂,污泥干基不会增加。
(2)非蒸发工艺,自由水可全部脱除:低温射流干化工艺为非蒸发脱水工艺,干化过程温度不超过60 ℃,无需消耗热能去完成脱水任务。
(3)低温射流干化工艺脱水效果显著:低温射流干化工艺脱水,污泥含水量可从80%直接降到30%以下,减量效果非常显著。
(4)低温工艺,降低恶臭气体逃逸率:低温射流干化工艺采用机械方式脱水,无需外加热源,污泥温度无变化,不会造成污泥内部恶臭气体外溢,降低恶臭气体逃逸率,环境友好。
(5)杀菌作用:该技术干化的过程伴随着污泥破碎,使细菌壁破裂,杀菌效果显著。
(6)自动化程度高,实现无人值守:采用集中控制系统,并配置全套安全运行检测传感器,实时检测系统运行状态,并配置可视化系统,实现系统运行的无人值守。
(7)模块化设计,占地面积小:低温射流干化工艺采用模块化设计,处理量和处理后的含水率可根据用户要求进行调整,干化系统模块化设计,包含除尘除臭在内占地面积小、结构紧凑、布局合理。
(8)同质化:可实现污泥与不同物料的混合干化和同质化,通过射流干化后混合更均匀。
5 结语
污泥的合理处理,不仅需要进行新的工艺研究,降低污泥的处理成本及处理效率,而且需要加强不断开发污泥处理副产物的利用价值,不断提高无你的资源化利用程度,总之,污泥的处理不能仅局限于污泥或者污水的处理,要从大局观出发,从环境的二次污染、人们的卫生安全、社会的长期效益等多方面进行综合考虑,不断地开发污泥的处理处置工艺,降低污泥处理成本,开发污泥的可利用价值。
参考文献
[1] 何庆坤,李同华,邢士波.市政污泥处理的现状及新工艺研究进展[J].现代商贸工业,2015,36(27):287-288.
关键词:深圳 污水处理厂 活性污泥法
深圳市滨河污水处理厂第二期工程活性污泥法二级污水处理系统于1987年竣工。该系统主要处理深圳市罗湖区、福田区的城市生活污水,日处理水量2.5万m3。经过十几年的运行,我们根据现有设备的特点,逐渐摸索出一套适合深圳市污水水质特点的污水处理工艺方法,并在总结实践经验的基础上,结合污水处理工艺最新发展趋势,积极探索进行旧设备与构筑物改造的最佳途径。
1 设计工艺流程
活性污泥工艺的设计参数:
进水水质:BOD5=200mg/L,SS=240mg/L;
出水要求,达到国家二级处理排放要求,即pH=6.5-8.5, SS小于30 mg/L, BOD5小于30mg/L, CODCr小于120mg/L
工艺流程见图1。
(1) 粗格栅 机械格栅的栅条间距采用20mm。
(2) 曝气沉砂池 曝气沉砂池的前端设置细格栅,格栅的间距为10mm。沉砂池原设计成多尔沉砂池形式,由砂泵将水砂混合液吸入分离槽进行水砂分离,后由于实际运行效果不理想,按照平流池的形式进行了改建,采用机械刮砂机进行除砂。
(3) 初级沉淀池 初沉池是2座25m直径的圆形辐流式沉淀池,池边水深3.14m,沉淀时间1.5h。设计去除悬浮固体60%,去除BOD5负荷25%~30%。
(4) 曝气池 曝气池分为2组,每组4廊道,两组池并联使用。总有效容积8350m3,水深6m。水力停留时间8h,污泥负荷0.2kgBOD5/(kgMLSS·d)。
(5) 二级沉淀池 二沉池是2座直径30m的圆形辐流式沉淀池,池边水深3.97m,沉淀时间2.5h。
(6) 污泥回流泵站 二沉池活性污泥回流采用3台700mm螺旋回流泵,回流率85%,无备用。
(7) 脱水机 污泥脱水采用带式脱水机,性能稳定,工作效率高,但卫生条件较差。
2 净化机理和工艺特点
普通活性污泥法作为传统的污水生物处理工艺,是处理效率较高的污水处理方式。活性污泥中的微生物主要有细菌、原生动物和藻类,其中细菌主要又以菌胶团和丝状菌状态存在。在传统活性污泥法中,培养一定浓度的、具有良好沉降性能的活性污泥,是运转的关键,也是保证出水水质的关键。
3 进水水质
深圳滨河污水处理厂的进水水质波动比较大,进水BOD5浓度最高450 mg/L,最低80 mg/L,进水的BOD5浓度在100mg/L~200mg/L之间的频率为54%,进水的BOD5浓度在200mg/L~300mg/L之间的频率为26.5%,进水的BOD5大于300mg/L的频率约10%。平均进水BOD5浓度190mg/L。进水SS浓度在120mg/L~240mg/L之间的频率为76%,进水SS浓度大于240mg/L的频率为24%,平均进水SS浓度146mg/L。最高进水CODCr浓度2000mg/L,最低进水CODCr浓度200 mg/L,平均进水CODCr浓度大于380 mg/L。进水悬浮物主要成分是污泥。
4 运行情况
深圳市属于亚热带海洋性气候,年平均气温23℃,夏季最高月平均气温是28℃,冬季最低月平均气温是15℃,四季温差较小,城市污水的温度适宜微生物的繁殖。
滨河污水处理厂进水以生活污水为主,只有少量的工业废水,进水BOD5/ CODCr大于0.3,污水的生化过程较易进行。进水CODCr的异常变化能够反映出进水BOD5的异常变化。
滨河污水处理厂进水中经常有漂浮物、淤泥、建筑砂石。原设计使用的多尔沉砂池配砂泵的运行方式不合适,砂泵经常堵塞,多尔沉砂池的停留时间过长,沉淀物含泥量过大,原设计使用的砂水分离器不能很好地脱水,造成了生产运行的困难。
后根据实际进水水质状况,将多尔沉砂池按平流池的原理进行了改造,降低了出水堰板高度,增设了曝气管,改用简单高效的机械刮砂方式,解决了砂水分离的困难,减少了污泥的沉降。
经过初级沉淀,SS的去除率达到56.2%,BOD5的去除率达到45.8%,CODCr除率达到51.2%。初沉池出水中SS浓度平均为64mg/L,BOD5浓度平均为103mg/L,CODCr浓度平均为185.3mg/L。因为进水中悬浮污泥的含量大,所以初级沉淀对悬浮物有机物的去除率比设计值高。由于部分进水水质超过设计标准,在初沉池出水中SS浓度超过设计值的频率为8.4%;出水BOD5的浓度超过设计值的频率为13.4%,形成对曝气池的冲击负荷。
曝气池中活性污泥的性质直接影响到出水水质,活性污泥的组成既有菌胶团又有丝状菌。活性污泥的生长受营养物质、水温、pH值等因素决定。活性污泥的浓度是影响污泥负荷的内在因素。
曝气池污泥负荷N(kgBOD5/(kg MLSS·d))与污泥浓度MLSS的关系式:
N=QLa/(XV)
式中Q--污水流量,m3/d;
La--曝气池进水BOD5浓度,mg/L;
X--曝气池混合液污泥浓度MLSS,mg/L;
V--曝气池体积,m3。
滨河污水处理厂曝气池活性污泥浓度维持在1000mg/L左右,曝气池的污泥负荷平均 为0.31kg BOD5/(kg MLSS·d),大于设计值。
活性污泥的沉降性能是影响二沉池出水水质的重要因素,将活性污泥的沉降比控制在合理的水平取决于进水水质如pH、营养物质、水温以及二沉池设计参数等因素。监测结果表明,曝气池的污泥沉降比SV小于40%时,活性污泥在二沉池中沉降良好。曝气池活性污泥浓度在900mg/L以下时,丝状菌有机会大量繁殖。丝状菌分解有机物的能力较强,丝状菌的增加对有机物的降解作用甚至强于菌胶团占优势时的活性污泥,但泥水分离能力较差,对二沉池出水SS的影响很大。曝气池活性污泥浓度低于800mg/L时,丝状菌会引起严重的污泥膨胀。在实际生产中,以污泥沉降比40%为参考值,结合微生物镜检,可以预防污泥膨胀。低浓度运行的活性污泥法比高浓度运行时容易引起污泥膨胀。
5 出水水质
深圳滨河污水处理厂活性污泥系统对有机物、悬浮物能够高效率去除,BOD5、SS的去除率可达到90%以上,出水BOD5、SS满足国家二级处理排放标准,低于30mg/L;CODCr的去除率可达到80%以上,出水CODCr低于120 mg/L,出水CODCr平均为32.88 mg/L,出水CODCr浓度在60mg/L以下的频率为89.2%。
6 运行管理
传统活性污泥法污水处理系统运行过程中,由于进水水质的经常性变化,波动较大,为维持曝气池稳定运行,随着进水水质的变化及时调整运行参数是维持运行稳定的关键。通过长期的运行实践和对水质分析结果的规律性研究,我们得到以下结论:
当出水BOD5、SS大于20mg/L或曝气池活性污泥沉降比大于40%时,运行工段需要及时调整污泥回流比,以维持活性污泥的正常性能。
出水CODCr与出水SS、BOD5具有趋势相关性,而进行CODCr和SS的测量比较迅速,进行BOD5的测量有滞后性。当出水CODCr大于60mg/L时,适当调整污泥回流比、增加曝气池活性污泥浓度,保持有机物去除效果,维持稳定运行。
7 总结