污泥的处理方式范文
时间:2023-12-25 17:36:18
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篇1
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。
篇2
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
篇3
【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。
参考文献:
[1]马艳新.CASS工艺在污水处理中的应用研究[D].辽宁师范大学,2013,3(05):25-36.
[2]徐亚通.废水中氮磷的去除[M].华东师范大学出版社,2012,5(14):23-37.
篇4
[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).
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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:
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关键词:含油污泥;热解;存在问题;解决方案
1、总论
含油污泥热解处理试验工程是股份公司2006年重点科研项目,是油田含油污泥无害化处理、资源化利用的工业化试验工程,是解决油田开发固废排放,突破环保难题的示范工程,对坚持科学发展观、发展循环经济,建设资源节约、环境友好型企业具有重要意义。
热解又叫干馏、热分解或炭化,是比较成熟的化工工艺过程。将热解工艺应用于城市垃圾、工业污泥等固体废物处理与能源回收属于现代开发的工艺。含油污泥热解技术是在隔氧高温下将蒸馏和热分解溶为一体,将污泥转变成三种相态物质。气相为甲烷、二氧化碳等;液相以常温燃油、水为主;固相为无机矿物质与残碳。
工艺流程如图1所示:
2、含油污泥热解工业应用中存在的问题
在辽河油田欢三联建设了处理规模10t/d的含油污泥处理站,该处理站通过100余天的运行试验,系统工艺与设备设施暴露出不少不完善之处,主要表现在以下及个方面:1)不凝气回收处理问题;2)热解残渣收集问题;3)馏份管道淤积与清理问题。
2.1 不凝气回收处理问题
不凝气是污泥热解过程中的必然产物,其产量和性质与污泥性质有着直接关系,由于污泥的性质(含水量,含油率等)波动较大,导致不凝气的性质和产量波动较大。
在原设计中,不凝气的处理方式是:由罗茨风机从热解炉内筒中把馏份引出来,经过换热器换热,冷却至40℃以下,不凝组分直接返回炉膛内燃烧。在燃烧器点燃的情况下,通过不凝气引入导管直接吹扫到火焰上,利用燃烧器风机提供的剩余氧气进行燃烧。通过工业试验发现该处理方式存在以下两方面的问题:1)由于产量不稳定,不凝气直接回炉燃烧会造成控制系统不稳定,有可能发生局部温度过高的现象;2)不凝气的直接回炉燃烧,没有相应的预处理装置,会导致一些粉尘及大量水蒸气同时进入炉膛,从而导致了较严重的积碳问题,同时也造成了烟气尾气排放不达标(主要是粉尘含量和黑度不达标)。
2.2 热解残渣收集系统问题
原设计中,现场的出渣系统采用湿式出渣,但由于现场工业试验和实验室的产出物料粒径分布和基本形态不同,残渣不能沉积在池底,导致了出料输送器(斜搅龙)不能顺利出渣。
2.3 馏份系统淤积问题
经过3个月的长周期运行试验,并且在运行中进行了较高频率的起停,发现馏份处理的相关管线及设备出现了重质组分冷凝及粉尘淤堵问题,需要适时进行清淤操作,并且需要在适当的部位增加清扫口。
3、含油污泥热解问题的解决策略
该工程针对工业试验中出现的问题进行分析研究并提出整改方案,该整改方案经过专家的讨论,具体解决方法如下:
3.1 热解炉出渣系统改为干式出渣
正常运行时,储渣箱下部的阀门常关,上部的阀门常开;需要清渣时,关闭上部的阀门,打开下部的阀门排渣,将储渣箱内的将近0.5m3的灰渣排出后,用氮气置换空气,然后关闭下部的阀门,打开上部的阀门,阀门采用耐高温的液压电动灰渣阀。最终灰渣通过螺旋输送至地面并人工装袋。
3.2 罗茨风机前增加不凝气卧式三相分离装置
不凝气由热解炉出来,经馏分冷凝器至油水分离箱(-350Pa,40℃)后,通过三相卧式分离器把固态杂质及水分离出来(-250Pa,40℃),再由罗茨风机增压后(6.5kPa,40℃),把引回热解炉燃烧器作为燃料气使用或作为其他加热装置的燃料使用。
3.3 馏份出口管线增加坡度并保温
馏分从热解炉进料仓上部出口,经垂直向上的软连接,进入馏分引出总管(DN250),到达最高点,然后再倾斜向下(角度小于60度)经过三通,经过馏分支管(DN250),分别进入馏分冷凝器。设计温度:200℃,管线保温。
通过对上述问题的整改后的运行,对进料的运行观察和数据分析,大大地改善了系统配套设施设备的使用条件和运行效果。
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关键词:城市污泥;处理;资源化利用
Abstract: There is an important research subject of deepening and utilization mode of disposal of sludge, which is of positive significance to protect environment. To avoid extreme waste of resources and rational use of sludge science has very important practical significance and economic value to society. This article mainly elaborated the city sludge treatment and disposal method for reuse, effectively promoted the process of the environmental protection of city sludge treatment.
Key words: city sludge; treatment; resource utilization
中图分类号:[TU992.3]文献标识码:A 文章编号:
城市污泥是一种常见的固态污染物,但是如果将其进行合理的加工,则会成为一种有用的资源。传统城市污泥处理方式并没有一定的规范化的污泥处理工艺以及科学化的污泥治理制度。 但是污泥堆积不仅会影响城市的面貌也会不利于环保工程的建设。 为此,我国推出了一系列的污泥处理处置措施、法规及标准,本文综合讲述了污泥的预处理措施及资源再利用的方式,为污泥处置研究提供了有力的依据。
1.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。
1.1 污泥的稳定化
常用的 3 种污泥稳定的方法有:消化法、碱性稳定化和热处理法。
1.1.1 污泥的消化
污泥的消化是指在人工控制下, 利用好氧或厌氧微生物的代谢作用将污泥中的有机物质分解为气体和残余稳定物, 主要包括好氧消化和厌氧消化。 好氧消化法的降解程度高,易脱水,运行管理简单,但运行费用高,消化污泥量少,随温度波动污泥的降解程度的波动较大,故相较之下厌氧消化较常用,该方法可以显著减少污泥体积,消除恶臭,较易脱水,污泥性质稳定,更宜作肥料。
1.1.2 碱性稳定法
碱性稳定法最主要的目的就是控制污泥的酸碱度,当污泥的 PH 值调节到 11.0~12.0 是,可以直接作为农田中的肥料。 具体的处理方法为:向城市污泥中加入一定量得强碱物质,如石灰、水泥窑灰等。 另外,这种处理方法也能够杀灭污泥中所包含的病原体,抑制微生物的活性,降低恶臭和钝化重金属。
1.1.3 污泥的热处理
热处理方法能够是污泥趋于稳定化,污泥中含有大量的水分,通过热处理工艺的完成能够是污泥固化,破坏污泥中结合水的结构,对污泥的热处理的方式包括常压下 30~75℃和 75~190℃两个处置阶段。 此外,污泥经过热处理工艺后,可以杀灭其中的微生物和寄生虫,且能够除去臭味。 经过热处理后的污泥能够达到减量的目的。 但是经该方法处理后,部分可溶性有机物质、有毒重金属及 NH3-N 易溶出回流到原污水中,从而造成处理出水水质下降。
1.2 污泥的浓缩和脱水
为了便于对污泥的运输管理, 必须对污泥进行必要的浓缩和脱水处理。 污泥的浓缩技术主要包括重力压缩、、气浮浓缩、离心浓缩、转鼓机械浓缩、带式浓缩机浓缩等,经过浓缩后污泥的含水率可达到 95%~97%,经过浓缩处理后的污泥大大降低了自身的质量。
经过浓缩处理后的污泥,污泥大部分的质量源于其中所含的水分,因此脱水处理时污泥减量化的最佳途径。 具体的脱水措施主要包括两种:自然干化和机械脱水。 自然干化需基于气候干燥的条件下才能够发挥作用。 事实上,机械脱水是一种常见的污泥脱水处理方式,相对于自然干化,机械脱水的处理效率较高。
2.污泥的处理处置方法
污泥处置是根据污泥的最终去向,将污泥进行利用或无害化处理,传统上大多采用填埋、投海和弃置堆放、焚烧方式,虽然简单易行,但是会带来占用土地、污染地下水或海洋环境、填埋场渗水等问题,并未从根本上解决环境问题,给生态环境埋下安全隐患,这些方法也逐渐被环境法案和国际公约等制约。 为避免污泥对环境的二次污染,人们已认识到污泥处理的优先顺序是减容、利用、废弃,污泥的利用和资源化成为研究主流。 污泥的有效利用可分为土地利用和热能利用,具体方法主要包括污泥堆肥、焚烧、生物沥浸等。 以下我们以污泥焚烧为例做简要说明。
3.污泥的资源化利用方案
从传统的意义上讲,污泥是一种废弃物,但是清洁生产的理论中没有废物的概念,所谓废物实际是放错了位置的资源。 如果对污泥进行合理的处理利用,污泥也可以成为其他过程的原材料,即污泥的根本出路是化害为利、 实现资源化污泥处理方案时需要因地制宜。 目前污泥的资源化利用方式主要包括土地利用、建材利用、环保材料、热能利用等。
3.1 土地利用
污泥的土地利用是一种积极、安全有效的污泥资源化处置方式,主要有农田利用和城市园林绿化或林地利用。
3.2 建材利用
污泥是一种黏土质资源, 同时含有大量的 Si,Al,Ca,Fe 等成分,将其干化、磨细后与黏土或粉煤灰按一定比例掺和,在高温下烘焙烧结可使污泥稳定化,并用于制成建筑材料。 该法可达到处置污泥和创造经济效益的双重目的。 以污泥制砖为例,其原理是利用污泥焚烧灰的成分与黏土的化学成分相似。 目前,国内外比较常见的城市污泥制砖技术主要有两种,一种是城市污泥焚烧灰添加适量辅料成型烧结制砖;另一种方法是直接将城市污泥干燥、 利用方式主要包括土地利用、 建材利用、环保材料、破碎后与黏土或粉煤灰等辅料以一定比例混合,烧结制砖,同时还可利用污泥的潜在热值,节约制砖成本。
3.3 环保材料
3.3.1 污泥制吸附剂
对于含碳较多的生化污泥, 在一定高温下, 以污泥为原料通过化学途径将其制成含碳吸附剂, 为生化污泥的处置和利用提供了一条新途径。 制得的吸附剂可用于去除污水中的悬浮物和有机物,COD 去除率高,是一种性能良好的有机废水吸附凝聚剂。 吸附饱和的吸附剂若不能再生,还可以在一定条件下用作燃料进行燃烧,污泥中有害成分被彻底氧化分解。 如日本以脱水污泥滤饼为原料,经过高温碳化脱水, 酸洗去杂质, 碱活化后制成了高性能的活性炭,其细孔比常规活性炭比表面积大, 吸附能力强。 也有研究者利用石化污泥成功制备用于吸附溢油的吸附剂,经过碳化和活化处理后,去油率可达 99.6%。
3.3.2 污泥制絮凝剂
从剩余活性污泥中提取一些可絮凝的微生物菌种, 通过微生物技术对其进行发酵、抽取、精制,合成一种生物高分子化合物,此种高分子絮凝剂能够将城市污水处理厂的剩余活性污泥消化掉, 此种物质不仅能够容易加工处理,而且具有很好的经济性。
4.结 语
污泥经过处理处置后,可以根据不同的情况进行资源化利用。 上述的几种污泥处理与资源化方法基本上囊括了现今主流的资源化利用处理方法,涵盖面广,对各种不同组分组成的污泥具有很强的适应性。 此外污泥的处理还应兼顾环境生态、社会和经济效益平衡,尽可能地提高污泥处理与资源化利用的效率。 所以今后在开发污泥处理处置与资源化方法的同时应考虑环境的承载能力、 工程施工的可能性和经济上的可行性,尽可能使污泥被资源化利用。
【参考文献】
李兵,尹庆美,张华等.污泥的处理处置方法与资源化[J].安全与环境工程.2004,11
谭江月,龙炳清,朱明等.城市污水处理厂污泥的处理处置及有效利用[J].新疆环境保护,2003,25
篇8
【关键词】污水处理厂;污泥;综合利用;资源化
目前,我国污水处理率达到80%,污泥产生量随之越来越多。根据《中国污泥处理处置市场分析报告(2013)》预测,到2015年,全年城镇污水处理厂湿污泥(含水率80%)产生量将达到3359万吨,即日产污泥9.2万吨。现阶段,我国污水处理厂污泥处置仍以原始粗放的填埋为主,数以千亿的污水处理的投资是否换来“污染转移”备受各界媒体关注,由此,污泥的安全处置引来热议。污泥处理不当排入环境,不仅造成资源浪费,也会产生二次污染,危害人类。
全国范围内污泥的处置方式主要有污泥土地利用、焚烧与协同处置、建材利用、填埋。填埋是我国当前处理污泥的常见方法,污泥是一种资源,如何加以利用变废为宝,实现污泥资源化将成为污泥处置领域的重点发展技术。污水处理厂污泥不含Pb、Ag、Hg、Cd、Cu、Pb、Bi、As、Cr、Ni、Co、Ba等,其组成成分具体如表1:
表1 污水处理厂污泥组成成分表
1 污泥土地利用资源化
几十年来受重金属风险影响,污泥制成的有机肥曾一度被农业部禁止施用农田,只能用作填埋土、路基土、绿化土。我国污水处理厂污泥处理方式技术成熟,经过高温好氧发酵后各项指标是经得起考验的,而且转化成有机肥后腐殖质、有机质能有效改善土壤。污泥的土地利用能促进土壤有机质的回归。
2 缩减污泥处理处置成本
“重水轻泥”思想仍然存在,污泥的处理处置是每个污水处理厂正常运营过程中的一项重要难题,由于污泥处理未列支于污水处理费用,一般的污水处理厂能够实现正常运转主要依靠政府补贴。降低污泥处理处置成本方式是考虑辅料的选择,行业内先后选择锯末、花生壳、玉米须以及加工粉碎后的玉米棒等均不理想,最终采用腐熟物料作为新的辅料,成本降低了将近三分之一。
3 污泥产品及应用
由于下游产业链不完善,业外人士对污泥产品认识不清,污泥产品的去向令人堪忧。实际上,污泥的高温好氧发酵处理有效的杀灭病虫卵、杂草种子、稳定有机质、脱除水分,而且各项指标均符合《城镇污水处理厂污泥处置 林地用泥质》标准,可以用于园林绿化和处理,根据需要进一步处理也可用于生产有机复混肥料用于农业生产。随着各项合作,污泥作为绿化土,作为肥料,得到有效推广使用,实现了增收。2014年世界园艺博览会也采用了污泥产品作为栽培基质,尤其是名贵苗木的栽培基质各项指标要求较高,污泥完全符合该指标要求,世园会的植物栽培、育种都选择了污泥产品作为栽培基质,并给与了充分肯定,植物长得好,又节约了资源,可谓经济效益、社会效益和环境效益的大丰收。
污泥产品已经得到广泛使用,污泥与垃圾混合堆肥具有经济简便的优点;污泥消化制沼气有效减少了污泥数量;污泥燃料化技术主要采取HERS与SF法制成燃料;污泥的建材利用减少了建设焚烧炉的投资,利用自身的热值节能了能耗;污泥产品作为粘结剂将无烟煤加工成型煤,降低了灰渣中的残炭,防治了污染;污泥制成可降解塑料,有效地解决了“白色污染”;污泥低温热解制成燃料油是一个能量自给有余的过程,有客观的发展前景;污泥生产灭火剂是经济效益很好的项目得到了推广及应用。
污泥资源化技术也不免存在各种各样的问题,因此,污泥产品在使用过程中要注意一些问题,比如土地利用方面,利用前应进行无害化处理,不能在同一地点长期超量施用污泥。
4 结语
污泥的处置一直是处理处理厂正常运行的障碍,在资源和能源日益短缺的今天,能够将污泥综合利用资源化将是一件利国利民的重大举措。土地利用是符合我国现状的主要利用方式,因此,污泥成分中对重金属等各项指标的控制尤为重要,各种有机肥的生产能够消化大量的污泥,亦能够产生较好的经济效益。在实际应用过程中应污泥处置标准的出台将能够带动污泥综合利用产业的规范化、规模化发展,从而实现污泥的集约化处理。
【参考文献】
[1]邹琳.城市污水处理厂污泥最终处置方法研究[J].中机国际工程设计研究院有限责任公司,2011.
篇9
为解决大量堆放的含油污泥可能造成的环境隐患问题,塔里木石油勘探开发指挥部沙漠运输公司(以下简称沙运司)对现有含油污泥处理技术进行改进升级,自主研发“热洗+萃取+超声波集成技术(以下简称HEU集成技术)”,不仅简单易行,还能有效回收石油资源,使含油污泥中的石油类含量从处理前的10%~50%降低至处理后的1%以下,达到了标准化、资源化的处理要求。
HEU集成技术目前已在塔里木含油污泥处理厂得到实际应用,年处理能力1万立方米/年。项目自2011年5月底投入运行以来,运行正常,各项处理数据稳定,截至2012年12月,已达标处理含油污泥两万多立方米。
热洗效率怎么才能最优化?
现有的含油污泥热洗技术是将含油污泥加水稀释后再加热,使油从固相表面脱附并聚集分离的污泥除油方法,在含油量较高、乳化较轻的落地原油和油砂的原油回收处理中应用较多。
为提高热洗效率,HEU集成技术在前置处理单元,采用摔打式洗涤原理,设计了一二级粗料洗涤装置,增加了含油污泥热洗的接触面积及效率。当一二级粗料洗涤机在旋转时,热水通过洗涤喷淋管道进入装置内与污泥充分混合,并受到水平方向和垂直方向的两个作用力。由于洗涤剂与污泥之间的摩擦力,两个力的作用方向与大小均不断变化,它们的合成作用力就形成了污泥在洗涤剂内的强烈翻滚,在污泥之间、热水、洗涤机之间产生了摩擦力与撞击力。这样反复的机械运动,使含油污泥的热洗效果达到了最大化,从而达到洗净、系统提温的作用。
如何达到最佳的萃取效果?
通过前置处理环节还不能达到标准化处理的要求,为此,后续还需选择合适的萃取剂及运用超声波促进分离技术进行进一步除油。
萃取剂必须能溶解含油污泥中的原油,包括胶质物、沥青,而且沸程要与含油污泥中污油的沸程无重叠或尽量少重叠,以利于萃取剂通过蒸馏回收。根据“相似相溶”原则,萃取剂在性质上需要与原油相近,但又必须适度的应用“相似相溶”原则。
沙运司自主研究并选用了以有机溶液为主要原料配置的四种药剂作为含油污泥的萃取剂,通过对不同萃取剂除油率、萃取剂回收率等优缺点的综合考量,以及对温度、萃取剂用量比例等进行反复试验比较,选定了萃取剂及最佳萃取条件,即在温度保持为60摄氏度左右,与油泥质量比为1:1情况下反复三次萃取。同时,再结合超声波促进分离技术,选取40kHz作为处理含油污泥的最佳频率,除油率可以达到98.2%。
篇10
关键词:污水厂;污泥处理;现状;进展研究
前言
为了更多地增大污水处理率,我国相关部门在全国范围内广泛的开展了关于污水处理的革命性建设,不仅改善了原有的处理设备及技术,也从根本上实现了污水处理的又一次革新,同时其污水处理程度的深化也引起了社会各界人士的普遍关注。如此一来,污水厂的污泥产量必然会产生本质的增长,由此而来的环境污染将逐渐发展成为我国现阶段面临的主要发展问题。相关技术部门对其发展现状进行可行性分析,并在原有污泥处理方法的基础上做出必要的改善,从而促进我国污泥处理事业的可行性发展
1.新时期我国污水厂污泥处理的发展现状分析
1.1目前污水厂产生的污泥分类及其特点
由于我们通常的污水处理方法一般为物理法或生物法,这些方法的实施往往不会改变污水中残留的漂浮物、胶体、微生物等颗粒状物质的存在。我们平时所说的污泥中的成分也大抵如此。确切的说,污水厂中产生的污泥可定义为含水量丰富,多种有机物、重金属物质与微生物并存的呈粘稠胶状物质。其中,需要明确指出的是这里所说的有机物不仅包括蛋白质、淀粉、纤维等可降解的成分,同时也极大地包含了具有苯成分的很长时间难以被降解的有机化合物。而微生物往往指的是各种病原体及细菌的存在,这些都严重威胁着人们生产与日常生活活动的进行,阻碍了社会主义和谐社会的稳定发展。就另外一个角度而言,污水厂处理污水产生的污泥中仍保留着氮、钾等可被我国目前普遍种植的农林作物最大程度利用的元素。同时,由于污泥中有机物的存在使得微生物的降解成为了极大的可能,其降解过程中会产生极高的热量同时其含水化合物本身也具有较高的可燃性。因而从广泛的发展角度来讲,污水处理中污泥的产生对人类的发展又存在着不可或缺的积极作用。
1.2污水厂污泥的现行处理方法及其实施现状
作为污水处理的核心环节,我国污泥处置方法的利用在很大程度上决定了其污水处理的可行性及其发展的可操作性。一旦污泥处理方法不当或者其处理技术存在某种程度的欠缺,那么必然会对人们赖以生存的环境,诸如水资源、空气等,产生不可磨灭的影响,从而恶性循环,进而导致我国污水处理技术停滞不前,大大影响着社会经济的进一步发展。因此,以全局的观点来看,污水厂污水处理方法的选取与实施应不仅注重资金、设备等资源的投入产出比,生态环境及社会环境的长期有效发展,同时也要考虑到人们赖以生存的本土区域经济整体规划的实施与传承,平衡经济、环境及社会三方面的关系,力争实现三者总体效益的全方位多角度提升。此外,还要利用污泥中的有效成分,扬长避短的进行可持续资源的回收与再利用。考虑到这些因素,目前我国污水厂对污泥进行处理的方法主要为土地覆盖、焚烧进行能源利用、污泥填埋及对其进行科学合理的加工使其应用于建筑物材料中等方面。
首先,一些污水处理厂将污水处理后剩余的污泥进行土地的二次覆盖或者将农业使用肥料置于其上。这样做的目的在于利用微生物将土地中的多种有机物进行适当的发酵与分解的同时也将这层覆盖物转化为可供植物直接吸收的相对自然、无污染、有效的肥料,供给其在自然界中的生存与发展。其次,将污泥进行焚烧使其作为能源充分利用,从而不断将碳化的有机肥料以百分之百热量的形式释放出来,采用相关的装置将其收集起来从而真正实现污泥的二次重复利用。据相关调查显示表明,一些污水治理厂已成功研发出一种将污泥中的有机物裂解为小分子化合物,并在此基础上对其进行燃烧进而达到再次利用的方式。这些处于中间的介质即小分子化合物往往呈现为液态或者气态,相比较直接将污水进行燃烧而言其燃烧面积更广,燃烧率也会随之增加,燃烧率提升的同时其污染程度也会相对减少。此外,由于污泥填埋耗时小、成本低且实施起来较为简便,因而逐渐发展成为各个地区的主流污泥处理方式。从长远角度来看,我国在目前发展阶段甚至未来的几十年仍会以这种处理方式为主进行污泥的治理。但污泥填埋的过程直接与地面接触,物理渗透的存在使得我国水资源受到了严重的污染,且污泥量的不断增大使得土地面积占用的增多也影响到了我国土地面积的有效利用。同时需要我们做到明确认知的是污泥中水的含量也决定了我国污泥处理中填埋法实施的不可靠与不合理性。最后,将污泥中的部分物质脱水并烘干使其作为建筑物的原材料运用于施工建设中,这种方法的实施正在不断完善且更有发展前景。
2.我国污水厂污泥处理未来的进展状况
一个地区的水资源问题关系着这个地区居民生活质量的好坏同时也决定着其地区整体发展水平的高低。因此,要想进行水资源的可持续利用就必须针对水资源利用中污水及污泥的处理问题进行定向的规划,选取合理有效的方法,遵循一定的科学化的指导方针,同时借助科学技术的主要生产力,从源头上降低污泥的释放,尽最大努力防止由污泥引发的一系列负面问题的产生。
2.1进行污泥源头量减少的研究
任何事物的发展与演变过程都要遵循先防治后治理的方针,污水厂的污泥治理也不例外。因此,针对现阶段污泥的处理问题,从根源上对其产生量进行有效的控制,这将不可避免的成为我国污泥治理的又一研究方向。
2.2注重污泥处理的技术研发
科学技术的发展及经济实力的不断增强,使得我国工业与城市化进程推进的同时产生了更多的污水排放途径。然而据相关资料显示表明,百分之八十的社会企业部门只是针对污水的治理方式做出了改善,而忽略了对污水处理后产生的污泥的处置,从而导致了二次污染的产生。因此,我国应加大力度进行污泥治理制度的实施,并广泛发动广大人民群众的力量,结合政府的号召及法律法规制度的强制力进行污水厂污泥的治理工作,逐渐发展其为规模化的产业,注重其技术研发的实现。
2.3努力实现污泥的高速循环治理
在现行经济发展模式下,资源的浪费与过渡利用严重制约了我国社会主义经济制度的进一步发展。因此,有必要开展节能节源模式,进行资源的循环利用,并将资源的回收与利用贯穿到整个污泥治理的过程中,使其逐步发展为产业链式的经营模式。其中主要表现为采用具有循环经济效益的污泥治理方法,结合建筑建材的应用、微生物的降解及热量的有效积累等,从而做到我国污泥治理与生态环境的平衡式发展。
3.结束语
综上所述,对外开放以来,我国经济发展的同时整体综合国力与国际地位也有了很大程度的提升。但也正是因为工业经济的发展使得工业废水、污水、污泥等问题产生的同时阻碍了人们生活的正常进行及身心的愉悦发展。因此,我国要针对现阶段污泥问题的产生进行本质的变革,总结我国污泥治理过程中出现的各种弊端,并参考污泥自身的分类及特点,对其处理方法与发展现状研究与探讨的基础上进行污泥源头量减少的研究、注重污泥处理的技术研发、努力实现污泥的高速循环治理。
参考文献:
[1] 杜佐兵 刘平波.城市污水厂污泥处理与处置现状及进展[J].科技创新导报,2012,17(21):43-44.
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