“废水好处理,但是产生的污泥怎么办呢?”这段时间不少的网友都有这方面的留言,那咱们今天就好好聊一聊污水处理过程中,都会产生什么污泥,以及这些污泥该如何处理呢?
无论哪种废水处理方法都会产生沉淀物、颗粒物和漂浮物,这些物质与废水分离之后就形成了污泥。污泥是一种介于液体和固体之间粘稠物,悬浮物浓度1~10%。不同的废水处理工艺中污泥的体积占所处理废水的比例是不同的,城市污水活性污泥法处理所产生的污泥体积约占处理水量的0.5~1.0%,但处理和处置设施的投资却占整个污水处理厂的30~40%,有的甚至超过50%。
污泥的处理与处置就是通过适当的技术措施,使污泥无害化,得到利用或返回自然环境。污泥处理与处置的方法包括:降低含水率、缩小体积、变流态为固态,便于运送;稳定有机物,使其不易腐化,不造成二次污染;作为有机肥料、制砖、养殖蚯蚓等综合利用;用于废弃坑道、采石后留下洼地的回填等。
1 污泥的来源、分类、性质1.1 污泥的来源按来源分类:
按处理工艺分类:
当前城市污水处理厂的污泥是沉淀污泥和生物处理污泥的混合物。
按污泥成分分类:
含水率Pw:单位质量污泥所含水分的质量百分数。
含固率Ps:单位质量污泥所含固体物质的质量百分数。
挥发性固体(VSS):600℃条件下燃烧并以气体逸出的固体物质的量,一般作为污泥中有机物含量的表征。
有毒有害物质:病菌、病毒、寄生虫卵、重金属、有毒有害有机物。
初沉污泥量: V=100ρ0ηqv /103(100-P)ρ;V=SN/1000。
剩余活性污泥量:
污泥中的水分:
(1)减量化:Pw大于 95% ,体积庞大,须浓缩以缩小体积;Pw大于85%,可以用泵输送;Pw小于80%失去流态,便于运输。70~75%,呈柔软状;60~65%,呈固体状;板框压滤机可使Pw小于60%,适于填埋。34~40%,呈离散状;10~15%,则呈粉末状。
(2)稳定化:污泥中的有机物含量高达60~70%,易厌氧分解而产生恶臭;终止污泥中微生物的活动或使易分解的有机物转化为稳定的物质的措施称稳定化;采用好氧或厌氧工艺使污泥中可生物降解的有机物转化为稳定的无机物质;投加石灰,提高污泥pH,终止污泥中微生物的活动,同时杀灭病原体。但化学处理稳定的污泥长时间放置后pH值下降仍会导致微生物恢复活性,产生污泥腐败而失去稳定性。
(3)无害化:污泥中有害物质:病菌、病毒、寄生虫卵;重金属,有毒有害有机物;污水中的病菌在10分钟内95%吸附于活性污泥,吸附过程符合吸附等温式;重金属和有毒有害有机物会渗出污泥产生二次污染;无害化处理:杀菌、沉淀重金属、固定有毒有害有机物。
2.2 污泥的处置按照有关法规,采取适当的技术措施,在环境和经济允许的条件下妥善解决污泥的出路,使污泥得到综合利用或安全地回到环境中去。
(1) 农业利用:污泥中的N、P、K是农作物的肥料,腐殖质良好的土壤改良剂,采用堆肥、厌氧消化等技术措施消除病原体和寄生虫卵,达到卫生要求后使用。重金属是限制农业应用的主要因素。
(2)填埋:稳定处理之后单独填埋或与垃圾混合填埋。根据水文地质和土壤条件选择填埋场位置,避免地下水污染。填埋场渗滤液应妥善处理,定期检测填埋场附近的地表水、地下水和土壤的污染状况。
(3)焚烧:可以大幅度减少体积,并可灭菌。灰分可填埋或利用,尾气应处理,设备投资和运行费用高。
(4)投放海洋:投入远洋,后果尚无定论。
2.3 污泥处理处置的基本工艺流程(1) 浓缩→前处理→脱水→好氧消化→土地还原;
(2) 浓缩→前处理→脱水→干燥→土地还原;
(3) 浓缩→前处理→脱水→焚烧(或热分解)→灰分填埋;
(4) 浓缩→前处理→脱水→干燥→熔融烧结→建材;
(5) 浓缩→前处理→脱水→干燥→燃料;
(6) 浓缩→厌氧消化→前处理→脱水→土地还原;
(7) 浓缩→蒸发干燥→燃料;
(8) 浓缩→湿法氧化→脱水→填埋。
2.4 污泥浓缩减少污泥的游离水,降低含水率,减少污泥体积,为后续处理创造有利条件,节省设备投资,降低运行费用,是常用的前处理工艺;
常用的方法有:重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、和水力旋流浓缩等。
2.4.1 沉降法间歇式污泥浓缩池,主要设计参数为停留时间(9~12h);时间过长产生厌氧发酵。连续时污泥浓缩池;
固体通量:单位时间内,通过浓缩池某一断面的干固体量;主要设计参数有固体同量、水力负荷,停留时间等。
2.4.2 气浮浓缩法适应条件:密度接近于水,疏水性。
设计参数:污泥负荷、气固比、水力负荷、回流比。
2.4.3 离心浓缩法基本原理:利用污泥中固、液两相的密度差,在高速旋转的离心力作用下使两相分离,达到浓缩目的。
固体回收率:离心机出口和进口污泥中的固体总量的比值,改制反映离心分离效果和分离液中的SS浓度,为提高分离效果,分离前进行混凝处理,工作效率高,占地小,卫生条件好,但能耗大。
常用离心浓缩机有以下两种形式:
基本原理:利用污泥本身产生旋流的离心力和污泥中固、液密度差达到固液分离目的。
工作过程:污泥从进泥管以切线方向高速进入圆筒,形成旋流,并沿锥体下降成为浓缩液;分离液沿旋流器中央形成漩涡竟中心管上升,由出水管溢出;处理量小,易堵塞,操作困难。
2.4 污泥的稳定2.4.1 污泥稳定化的方法采取措施使污泥中易生物降解的有机物转化为稳定物质或暂时不产生分解的过程。污泥的稳定方法有以下4类:
(1)生物稳定法:污泥中的有机物在微生物作用下降解为稳定的无机物或变成不易生物降解的有机物的过程。而生物稳定法又分为两种:厌氧生物处理法 好氧生物处理法,其处理过程类似于废水的厌氧和好氧处理。
(2)化学稳定法:采用化学药剂杀灭导致污泥腐败的微生物,使污泥中的有机物短期内不致腐败的过程。包括加氯稳定法和石灰稳定法。
最常用的方式就是生物法,其中污泥的好氧消化操作过程为在不投加底物的条件下,对污泥进行较长时间的曝气,使污泥中的微生物处于内源呼阶段进行自身氧化。该方法可以去除微生物体中的可生物降解部分(约占80%),所以消化程度高,剩余消化污泥量少。由于有酸性物质产生,污泥必须有足够的碱度以保持消化池内溶液中性,以维持反应正常进行,控制消化液中DO≥2mg/L,控制95%左右,以便于搅拌。
优点:污泥中有机物降解程度高,上清液BOD浓度低,消化污泥量少、稳定、易脱水、肥分高、运行管理简单、基建费用低。缺点:能耗和运行费用高,不能回收沼气,上清液SS浓度高,运行过程受气温影响大。
而污泥的厌氧消化法是在在无氧条件下,污泥在厌氧微生物的作用下分解成稳定物质,杀灭病菌和寄生虫卵,达到污泥稳定、减量和无害化。厌氧微生物可分为两类,分别在酸性消化阶段和碱性消化阶段。其中酸性消化阶段是产酸菌(兼性厌氧菌)起作用,代谢产物都具酸性,且有大量的氢气产生,故亦称酸性发酵或氢发酵。而碱性消化阶段是甲烷菌(专性厌氧菌)起作用,将酸性发酵阶段的代谢产物分解为CO2、CH4和NH3, CO2、CH4大量溢出(故称甲烷发酵),而NH3则中和酸性消化阶段产生的酸性物质,创造甲烷菌生存的弱碱性环境。
2.4.2 影响污泥消化的因素(全文完,欢迎关注!)
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