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污泥處理處置技術現狀分析及發展趨勢

發布時間:2018-12-11閱讀次數: 次
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                                                                   作者:王興 

       自上世紀末國內第一座污水處理廠污泥消化池落成以來,由于環保和城市用水的需要,污泥消化池的建設數量急劇增多。但是,國內建設的污泥消化處理系統運轉的技術水平至今仍然相對較低,這就要求我們在以后的實際工作中必須對其實現進一步重視研究。基于此,本文將著重分析探討我國污泥處理處置技術現狀及發展,以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

1我國污泥處理處置技術現狀

1.1填埋處置

       將需填埋的污泥,采用高干度離心脫水后,將其含水率降至約65%左右,此時,可按約為5kg/tDS的比例投加絮凝劑的用量;需填埋處置的污泥通過離心脫水后,將其含水率降至80%左右,此時,可按約為2.5kg/tDS的比例投加絮凝劑的用量。

1.2污泥焚燒處置

       通常,采用污泥焚燒處理工藝時,需處理的污泥必須經離心脫水后,含水率降為80%左右,按照2.5kg/tDS的比例投加絮凝劑量用量,污泥經焚燒后,殘余灰分量約為污泥干重的1/3;焚燒煙氣處理需消耗約37kg/tDS的NaOH量(NaOH價格約為3450元/t)。在此過程中,污泥運輸費用按照0.75元/(t·km),運輸距離為40km進行計算,運輸費用為30元/t。污泥所需填埋費用,參照城市生活垃圾填埋運行費用約15元/t計算。各處理流程的耗電量約為:濃縮25kW·h/tDS,脫水75kW·h/tDS,消化150kW·h/tDS,焚燒200kW·h/tDS,電費約為0.7元/(kW·h)。

       根據上述計算結果,污泥干固體處理總成本約為800元/t,以1×104t的污水產生2.0t的污泥計算,1t污水的污泥處理成本,大約為0.16元/t。按照國內大型污水處理廠污水處理部分成本0.3~0.45元/t計算,約占處理成本的35%~50%。將該數據與發達國家相比,測算結果相差不大。

1.3污泥脫水

       目前國內城市污水處理廠常用的污泥脫水方式為機械脫水,常用的機械脫水設備有真空過濾機、離心脫水機、板框壓濾機及帶式壓榨過濾機。使用最廣泛的帶式脫水機和離心脫水機,處理后的污泥含水率一般只能達到78%左右。污泥經過化學藥劑調理后再通過板框壓濾機處理,泥餅的含水率下限可達到60%以下。

1.4厭氧消化

       污泥厭氧消化是一個多級過程階段,利用兼性菌和厭氧菌進行厭氧生化反應,分解污泥中有機質,并產生可以再次利用的甲烷氣體,實現污泥的穩定化、無害化和資源化。污泥厭氧消化是目前國際上常用的污泥生物處理方法,同時也是一種應用于大型污水處理廠中較為經濟的污泥處理方法。厭氧消化工藝分為直接厭氧消化和預處理+厭氧消化兩類。直接厭氧消化工藝即傳統的厭氧消化,不經過任何前期處理而直接進行厭氧消化反應的一種處理模式。通常用于有機質含量較高的污泥或摻有高濃度有機質廢物的混合污泥。

2我國污泥處理處置技術發展

2.1加大對污泥處理處置的資金投入

       政府和相關部門要認識到污泥處理處置對污水處理廠日常工作的重要作用,從根本上加強對污泥處理處置工作的重視和資金的投入力度。政府也應該采用多種融資渠道,確保有充足的資金對污泥處理處置工作進行支持。政府要根據當地發展的實際情況,制定相應的優惠政策,吸引更多的企業對污泥處理進行投資,采用投資、托管、租賃、承包等多種形式完善污泥處理處置基礎設施建設,促進污泥處理處置工作的順利進行。

2.2完善基礎設施建設和污泥處理處置技術

       目前,我國污泥處理處置工作的相關基礎設施建設仍然不健全,相關部門應該根據城鎮污水處理廠的相關情況完善城鎮污泥處理處置的基礎設施建設。

       對污泥處理處置設施進行淘汰、整改、配套和完善等,確保污泥處理處置的合理性和科學性。同時,相關部門也要不斷完善污泥處理處置技術,對污泥深度脫水、余熱干化、厭氧消化等技術進行合理的選擇和應用,在對污泥進行減量化和穩定化處理的過程中也要加強對污泥的無害化和資源化處置。針對污泥廠的不同情況采用不同的技術和工藝對污泥進行科學有效的處理和處置。

2.3進一步明確防爆區域的安全范圍

       確定污泥消化處理系統中的防爆區域十分重要,因為該區域的確定會對總體的平面布置、工藝設備等各方面的設計、施工造成較大的影響,要進行科學、全面的布局和設計,提高整體系統建設以及運行過程中的安全性,要對污泥消化處理系統的防爆區域進行界定,畫出科學合理的安全范圍。在沼氣系統的防爆區域內,相關建筑、設施的設計必須符合甲級防爆要求。另外在防爆區域內,相關建筑、設施的設計要按照國家相關安全管理部門制定的相關文件進行實施。比如,在防爆區域內防爆電氣設備符合GB3836.1~4—2000《爆炸性氣體環境用電氣設備》、GB3836.9—2006《爆炸性氣體環境用電氣設備第9部分:澆封型“m”》等一系列的文件的要求,確保設備的安全運行。

2.4加強對污泥處理處置工作的監管

       政府和環保部門都應該加強對污泥處理處置工作的監管力度,對污泥的處理和運輸過程進行有效監管,促進污泥的合理科學處理,減少污泥處理過程中的環境污染和大氣污染。依據相關法律法規對非法傾倒或者違法處置污泥的行為進行嚴厲的打擊和懲治。污水處理廠在日常的污泥處理過程中也要落實相關的環境管理規章制度,設置專門的監督人員對污泥處理過程進行日常的監督和監管,并對污泥處理情況進行明確的記錄和備份,定期向環保部門和有關部門報備,對日常污泥處理處置信息進行公開化和透明化管理。

3未來技術發展趨勢

3.1傳統活性污泥法

       活性污泥法是有一百年歷史的污水處理方法,其缺點表現為:以傳統概念“消除污染物”為主導;基本原理無重大突破;效率低、能耗高(每人年降解COD和N需電耗約2O一25kWh);溫室氣體排放(CO2、N20等);污染物C、N、P等)資源化利用水平低。污泥問題未能解決,滯后于現有科技發展水平。活性污泥法高能耗問題無論在中國還是全球,都沒有得到解決,污泥也沒有達到其應有的資源化水平。在2014年活性污泥一百周年時,全世界科學家都一致認為:資源化是污水處理未來發展的方向,污泥的資源化利用是未來需要突破的重要環節。

3.2污泥處理處置資源化背景

       過去很多東西,我們認為是污染物,隨著大數據時代的到來,對資源和能源的期望也增加了。在此背景下,現在污泥中的污染物,將來會實現最大程度的“資源化”。從處理處置為目標轉變觀念為以資源化利用為導向,實現科技創新服務可續發展。

3.3歐盟的污泥管理原則

歐盟的廢棄物框架指令(2008/98/EC)提出“五層倒金字塔”原則,指導成員國按照五層優先順序制定各自的政策法規。國家發展階段,以處理處置為主,然后是資源利用,最后是源頭控制的方式,調整為源頭控制、減量為主,資源化利用處理,循環利用,其他途徑再利用,最后才是處理處置的“五層倒金字塔”原則。“五層倒金字塔”原則的提出也充分反映了全球對污染物資源化利用的需求和期待。

3.4污泥資源化能源化研究的熱點

       未來技術都要遵循五個方面的原則:第一,以資源循環為主導的可持續發展趨勢;第二,污泥生物質能源的最大化回收;第三,污泥營養物質(磷和氮)的回收;第四是溫室氣體排放的控制;第五,健康安全保障。