污泥資源化利用技術及污泥處理處置的“四化”目標
1、污泥處(chu)理行(xing)業概(gai)述(shu)
污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)是(shi)(shi)城市污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠環境功能的(de)保(bao)障(zhang)和深化(hua)。從(cong)原(yuan)理(li)上(shang)(shang)講(jiang),城市污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)是(shi)(shi)將污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)中懸浮態、膠體(ti)(ti)態或溶(rong)解態的(de)物(wu)(wu)質(zhi)(污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)中的(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)或營(ying)養(yang)物(wu)(wu)質(zhi)經微生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為活(huo)性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)等)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為固體(ti)(ti),并從(cong)水(shui)體(ti)(ti)中析(xi)出分(fen)離的(de)過程。活(huo)性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中含有(you)(you)(you)大量有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)質(zhi)及營(ying)養(yang)物(wu)(wu)、病原(yuan)菌、寄生(sheng)蟲卵、重金屬(shu)和某些有(you)(you)(you)毒有(you)(you)(you)害難降解有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)質(zhi)等。國內外污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠常規(gui)配套的(de)離心(xin)機(ji)(ji)、帶式壓濾機(ji)(ji)等設(she)備脫(tuo)水(shui)后污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)含水(shui)率(lv)一般為80%左右(you),這(zhe)類污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)具有(you)(you)(you)含水(shui)率(lv)高、易腐敗、產生(sheng)惡臭(chou)等特點。從(cong)某種(zhong)(zhong)意(yi)義上(shang)(shang)講(jiang),城市污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠只是(shi)(shi)對污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)中的(de)有(you)(you)(you)毒有(you)(you)(you)害物(wu)(wu)質(zhi)的(de)一種(zhong)(zhong)富(fu)集或轉(zhuan)(zhuan)化(hua),而不是(shi)(shi)完全的(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)過程,任何污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)過程都必然會產生(sheng)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)。
因此,污(wu)(wu)(wu)泥處(chu)(chu)理是水污(wu)(wu)(wu)染控制和(he)水環境保護的(de)重(zhong)要部分,也(ye)是污(wu)(wu)(wu)水處(chu)(chu)理廠和(he)城市衛生環境面臨的(de)重(zhong)要問題,與此同(tong)時(shi),污(wu)(wu)(wu)泥也(ye)是國內外固液分離領域公認的(de)最難處(chu)(chu)理的(de)物料(liao)之一(yi)。
2、影(ying)響污泥處理的(de)因素
(1)污泥性質的影(ying)響(xiang)污泥中(zhong)有機質含量、顆粒(li)粒(li)徑、粘度、荷電(dian)性質等(deng)因素都會影(ying)響(xiang)污泥的性質,進(jin)而影(ying)響(xiang)其脫水性能(neng),具體(ti)如下(xia):
有(you)(you)(you)機質含(han)量(liang):由(you)于(yu)有(you)(you)(you)機質具有(you)(you)(you)一(yi)定的保(bao)水(shui)作(zuo)用,在(zai)過(guo)濾(lv)過(guo)程中形成的可壓縮濾(lv)餅在(zai)受壓情況(kuang)下容(rong)易造成過(guo)濾(lv)通道阻塞,導致脫(tuo)(tuo)水(shui)效率較低。另外(wai),因為胞(bao)外(wai)聚(ju)合(he)物(wu)的含(han)量(liang)是影響污(wu)泥脫(tuo)(tuo)水(shui)性能的重要因素,而胞(bao)外(wai)聚(ju)合(he)物(wu)是菌膠團之間連(lian)接(jie)的媒介,當(dang)有(you)(you)(you)機物(wu)含(han)量(liang)較高時,微生物(wu)的生長(chang)繁殖迅速,胞(bao)外(wai)聚(ju)合(he)物(wu)的含(han)量(liang)增加(jia),使得污(wu)泥菌膠團結構更加(jia)穩定。因此,污(wu)泥中有(you)(you)(you)機質含(han)量(liang)的增加(jia)會使得污(wu)泥脫(tuo)(tuo)水(shui)變得更加(jia)困難。
顆(ke)粒(li)(li)(li)粒(li)(li)(li)徑:污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)顆(ke)粒(li)(li)(li)粒(li)(li)(li)徑分布也(ye)是影響污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)脫(tuo)水性能的重要因素。在機械壓(ya)濾脫(tuo)水過(guo)程中,小(xiao)尺寸的顆(ke)粒(li)(li)(li)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)可(ke)以透過(guo)孔(kong)(kong)隙(xi),大(da)顆(ke)粒(li)(li)(li)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)則會(hui)被濾網(wang)截留在泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)餅層,而顆(ke)粒(li)(li)(li)尺寸和孔(kong)(kong)徑相近的污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)顆(ke)粒(li)(li)(li)往(wang)往(wang)會(hui)阻塞濾布孔(kong)(kong)隙(xi),降(jiang)低(di)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)脫(tuo)水效果。另外,較大(da)的顆(ke)粒(li)(li)(li)粒(li)(li)(li)徑也(ye)有利于污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)脫(tuo)水過(guo)程中形成(cheng)“導流渠道”,使水分易(yi)被導出。對于相同性質的污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)來講,通常顆(ke)粒(li)(li)(li)粒(li)(li)(li)徑越(yue)(yue)小(xiao),污(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)越(yue)(yue)難以脫(tuo)水。
粘度:污(wu)水(shui)處理廠(chang)在污(wu)泥(ni)濃縮過(guo)程(cheng)中通(tong)常會投(tou)加有機(ji)高(gao)分(fen)子絮(xu)凝劑,這些有機(ji)高(gao)分(fen)子絮(xu)凝劑粘性較大,如果(guo)(guo)添加過(guo)量(liang)會導(dao)致污(wu)泥(ni)粘度增加,在壓濾(lv)過(guo)程(cheng)中堵(du)塞濾(lv)布,影響(xiang)脫(tuo)水(shui)效果(guo)(guo)。另外,污(wu)泥(ni)中本身(shen)含有的物質(如浮(fu)油(you)、乳(ru)化油(you)及溶(rong)解油(you)等)也可能導(dao)致其粘度增大,造成(cheng)脫(tuo)水(shui)困難。
荷(he)電(dian)(dian)性(xing)質:污泥(ni)中羧(suo)基(ji)、氨基(ji)和磷酸基(ji)等基(ji)團(tuan)水解電(dian)(dian)離產生帶(dai)負電(dian)(dian)荷(he)的離子基(ji)團(tuan),致(zhi)使污泥(ni)表面(mian)產生靜電(dian)(dian)斥力(li),不利于(yu)污泥(ni)脫穩(wen)。通常(chang)采用(yong)Zeta電(dian)(dian)位(wei)表征污泥(ni)膠體(ti)所帶(dai)電(dian)(dian)荷(he)性(xing)的大(da)小(xiao),Zeta電(dian)(dian)位(wei)值(zhi)越(yue)小(xiao),污泥(ni)所帶(dai)的負電(dian)(dian)性(xing)越(yue)強,污泥(ni)絮體(ti)間的斥力(li)越(yue)大(da),污泥(ni)絮體(ti)越(yue)難沉(chen)降,污泥(ni)狀(zhuang)態穩(wen)定,脫水性(xing)能(neng)差。
(2)處置要求
污泥(ni)處理與處置是兩個(ge)相互影響(xiang)的(de)環(huan)節,不(bu)(bu)同的(de)污泥(ni)處置路徑對污泥(ni)的(de)性質有不(bu)(bu)同的(de)要求,也(ye)即對污泥(ni)處理技術有不(bu)(bu)同的(de)要求。以(yi)衛生填埋、土地利(li)用、焚燒和水泥(ni)窯綜(zong)合利(li)用為例:
衛(wei)生填埋對污泥的橫(heng)向剪(jian)切(qie)強度有較高(gao)的要求,因而要求在(zai)(zai)污泥處理過程中加(jia)入更多能(neng)夠使得(de)污泥固(gu)結的藥劑。土地利(li)用(yong)對污泥的含(han)水(shui)率(lv)、養(yang)分(fen)指(zhi)(zhi)標(biao)、種子發芽(ya)指(zhi)(zhi)數以及(ji)污染物指(zhi)(zhi)標(biao)等有較高(gao)的要求,并且有相關法(fa)律、法(fa)規與標(biao)準限制,因而要求在(zai)(zai)污泥處理過程中加(jia)強穩定(ding)化、降低污泥含(han)水(shui)率(lv)。
干泥(ni)性(xing)能需滿足后續協同(tong)(tong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)、單獨焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)處置的(de)要求主要有(you)以(yi)下(xia)方面:①避免(mian)對(dui)(dui)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)系統設(she)備(bei)造成腐蝕與(yu)影(ying)響煙(yan)氣處理,主要是(shi)要嚴(yan)格控制污泥(ni)中的(de)Cl-、S等含量。②適合不(bu)同(tong)(tong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)溫(wen)度要求,如流化(hua)床900℃與(yu)粉煤爐1400℃協同(tong)(tong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)、水(shui)泥(ni)窯1500℃協同(tong)(tong)處理等不(bu)同(tong)(tong)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)溫(wen)度對(dui)(dui)干泥(ni)的(de)泥(ni)質要求不(bu)同(tong)(tong),,主要是(shi)防止污泥(ni)中的(de)無機鹽成分高(gao)溫(wen)分解后對(dui)(dui)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)煙(yan)氣產生影(ying)響及焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)粉塵對(dui)(dui)后續設(she)備(bei)、煙(yan)道等產生磨損與(yu)堵(du)塞(sai)情況。③須(xu)確保(bao)焚(fen)(fen)(fen)(fen)燒(shao)(shao)灰(hui)渣后續可資源化(hua)利用。
(3)其他影響因素
溫(wen)度(du)是影響(xiang)微生(sheng)物(wu)生(sheng)長繁殖(zhi)的(de)(de)(de)重要因素,具體(ti)而言,會影響(xiang)酶(mei)活(huo)性(xing)(xing)、細胞(bao)(bao)(bao)膜(mo)的(de)(de)(de)流(liu)動性(xing)(xing)、物(wu)質的(de)(de)(de)溶解度(du),因而同一(yi)污(wu)(wu)(wu)水處理(li)(li)廠不(bu)同季(ji)(ji)度(du)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫(tuo)水效果也(ye)存(cun)在差(cha)異(yi)。春季(ji)(ji)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)中的(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)生(sheng)長繁殖(zhi)速度(du)較快(kuai),胞(bao)(bao)(bao)外聚合物(wu)含(han)(han)量(liang)提高,污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)脫(tuo)水性(xing)(xing)能下(xia)降(jiang)。冬季(ji)(ji)低(di)溫(wen)條件下(xia)絲狀菌的(de)(de)(de)大(da)量(liang)出現(xian)會導致(zhi)(zhi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)絮體(ti)疏松、密度(du)減(jian)小,進一(yi)步(bu)導致(zhi)(zhi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)比(bi)阻(zu)和沉降(jiang)指數增大(da)。與常溫(wen)條件相比(bi),低(di)溫(wen)條件下(xia)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)有更高的(de)(de)(de)親(qin)水性(xing)(xing),污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)胞(bao)(bao)(bao)外分(fen)(fen)泌(mi)物(wu)粘性(xing)(xing)更強,使得污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)壓縮性(xing)(xing)降(jiang)低(di)、處理(li)(li)難(nan)度(du)上(shang)升。此外,不(bu)同污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)來(lai)源、污(wu)(wu)(wu)水處理(li)(li)工藝及不(bu)同含(han)(han)水率(lv)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)性(xing)(xing)質、成分(fen)(fen)各(ge)有不(bu)同,處理(li)(li)所需的(de)(de)(de)適用(yong)藥劑或工藝也(ye)有所差(cha)異(yi)。因此,污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)混合后(hou),污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)成分(fen)(fen)、顆粒(li)粒(li)徑、污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)比(bi)阻(zu)等污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)特性(xing)(xing)均(jun)將發生(sheng)一(yi)定變化,對應的(de)(de)(de)處理(li)(li)難(nan)度(du)也(ye)有所不(bu)同。
3、污(wu)泥的(de)處理處置目標(biao)
污泥(ni)(ni)(ni)含(han)有(you)一(yi)定(ding)量(liang)的(de)資(zi)源(yuan)(yuan)性成(cheng)分,若能得到(dao)妥(tuo)善(shan)處理(li)可(ke)成(cheng)為(wei)一(yi)種(zhong)良(liang)好的(de)資(zi)源(yuan)(yuan),否(fou)則將會對環境造成(cheng)污染(ran):一(yi)方面,污泥(ni)(ni)(ni)中(zhong)通常含(han)有(you)病(bing)原微生(sheng)(sheng)物、寄生(sheng)(sheng)蟲卵、重(zhong)金(jin)屬和難(nan)降解(jie)有(you)機污染(ran)物質,如果不能得到(dao)妥(tuo)善(shan)的(de)處置,容易造成(cheng)水(shui)(shui)體(ti)、土壤(rang)和大(da)氣的(de)二次污染(ran),對生(sheng)(sheng)態環境構(gou)成(cheng)威脅;另一(yi)方面,生(sheng)(sheng)活污泥(ni)(ni)(ni)中(zhong)含(han)有(you)種(zhong)類(lei)復雜的(de)有(you)機物以(yi)及(ji)氮、磷等營(ying)養物質,經過適當(dang)的(de)資(zi)源(yuan)(yuan)化處理(li)后(hou)可(ke)以(yi)用作土壤(rang)改良(liang)劑,促進植物生(sheng)(sheng)長。此外,脫水(shui)(shui)干(gan)泥(ni)(ni)(ni)還(huan)含(han)有(you)一(yi)定(ding)的(de)熱值,可(ke)作為(wei)燃料(liao)或建材原料(liao)。
為提高(gao)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)處(chu)理處(chu)置水平、保(bao)(bao)護(hu)和(he)改善生(sheng)態環(huan)(huan)境、促進(jin)經(jing)濟(ji)社會和(he)環(huan)(huan)境可持(chi)續發展,根據《城鎮污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理廠污(wu)(wu)(wu)泥(ni)處(chu)理處(chu)置及(ji)污(wu)(wu)(wu)染防(fang)治技術政(zheng)策(試行)》,污(wu)(wu)(wu)泥(ni)處(chu)理處(chu)置的(de)(de)目標是實(shi)現污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)(de)減(jian)量化、穩定化和(he)無害化,鼓(gu)勵回收和(he)利用(yong)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中的(de)(de)能(neng)源和(he)資源,堅持(chi)在(zai)安(an)全、環(huan)(huan)保(bao)(bao)和(he)經(jing)濟(ji)的(de)(de)前提下(xia)實(shi)現污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)(de)處(chu)理處(chu)置和(he)綜合利用(yong),達(da)到節能(neng)減(jian)排和(he)發展循(xun)環(huan)(huan)經(jing)濟(ji)的(de)(de)目的(de)(de)。
污(wu)泥的(de)處理處置目標
(1)污泥的(de)減量(liang)化
減量化處理的目的是大幅縮減污(wu)(wu)泥的質量和體(ti)積。污(wu)(wu)泥中水(shui)(shui)分的減少,污(wu)(wu)泥的形態會逐步從(cong)半(ban)流(liu)動狀(zhuang)變(bian)化到粘(zhan)滯狀(zhuang)、塑性(xing)性(xing)狀(zhuang)、半(ban)干固(gu)體(ti)狀(zhuang)直到純固(gu)體(ti)狀(zhuang),含(han)水(shui)(shui)率較低的污(wu)(wu)泥有利于運輸、貯存和后(hou)續(xu)處置(zhi)。
若無(wu)法(fa)在污(wu)泥處(chu)(chu)理(li)(li)環節(jie)大幅減小污(wu)泥的質量和體(ti)積,將(jiang)會(hui)面(mian)臨污(wu)泥難(nan)以(yi)存(cun)放、運輸(shu)困難(nan)以(yi)及易造(zao)成(cheng)二次污(wu)染的問(wen)題(ti),且不論后續采取(qu)何種處(chu)(chu)置方式,都會(hui)增加污(wu)泥處(chu)(chu)置過程所需的人工、設(she)備(bei)、投資和運行成(cheng)本。因此,污(wu)泥的減量化(hua)是污(wu)泥處(chu)(chu)理(li)(li)處(chu)(chu)置過程中必要的步驟。
(2)污(wu)泥的穩(wen)定化(hua)和無害(hai)化(hua)
污(wu)(wu)(wu)(wu)泥的(de)穩定(ding)化(hua)和無(wu)害化(hua)是指(zhi)降解污(wu)(wu)(wu)(wu)泥中(zhong)的(de)易腐有機物質,減(jian)少或固化(hua)、鈍(dun)化(hua)重金屬(shu)成分,消(xiao)(xiao)除惡臭(chou)異味,殺滅(mie)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥中(zhong)的(de)細菌、寄生(sheng)蟲卵、病毒及(ji)病原體等,減(jian)輕或消(xiao)(xiao)除污(wu)(wu)(wu)(wu)泥對(dui)環境(jing)可能造(zao)成的(de)二次污(wu)(wu)(wu)(wu)染,通過處理(li),使其不對(dui)環境(jing)造(zao)成二次污(wu)(wu)(wu)(wu)染,不對(dui)人(ren)體健康產(chan)生(sheng)危(wei)害。
(3)污泥的資源化
污(wu)泥(ni)“四化(hua)(hua)”之(zhi)中,無(wu)害化(hua)(hua)處(chu)(chu)理是(shi)(shi)基本要(yao)求,減量化(hua)(hua)處(chu)(chu)理是(shi)(shi)基礎,穩定(ding)化(hua)(hua)處(chu)(chu)理是(shi)(shi)核(he)心(xin),資源(yuan)化(hua)(hua)利用是(shi)(shi)終極目標,是(shi)(shi)實現循環(huan)經濟(ji)和生態文明(ming)建設的(de)重(zhong)要(yao)舉措(cuo),是(shi)(shi)污(wu)泥(ni)處(chu)(chu)理處(chu)(chu)置技術(shu)發展的(de)重(zhong)要(yao)目標和未(wei)來繼續前進的(de)動力與方向。
探索(suo)污(wu)泥資(zi)源化(hua)(hua)利用(yong)技術是污(wu)泥處理(li)處置(zhi)行業創(chuang)新突破(po)的必經之路,污(wu)泥資(zi)源化(hua)(hua)作(zuo)為(wei)污(wu)水處理(li)的“最后(hou)一(yi)公里”,只有為(wei)污(wu)泥尋到(dao)一(yi)條科學合理(li)的資(zi)源化(hua)(hua)出路才能有效解決污(wu)水污(wu)染問題。
聲(sheng)明:本(ben)(ben)文轉(zhuan)自(zi)普華有策,本(ben)(ben)文版權歸原作者所有,不代表本(ben)(ben)網(wang)站觀點(dian),僅(jin)供學習交流(liu)之用(yong),不做商業用(yong)途。如(ru)文中的內容、圖片、音頻、視頻等(deng)存在第(di)三方的在先(xian)知(zhi)識(shi)產權,請及(ji)時(shi)聯系(xi)我們刪除。