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我國污泥處理現狀及新工藝

    在城市污水和工業廢水處理過程中,產生的污泥量約占總處理量的0.3 %~ 0.5 %(以含水率 97 %計)。污泥成分復雜,含有病原微生物、寄生蟲卵及重金屬等,必須進行適當的處理,才能避免對周圍環境造成二次污染。
    1.1污泥處理現狀
    20世紀90年代以后,城市污水處理廠發展迅速,一大批大型城市污水處理廠開始建設并相繼投產。但是,近十年來由于沒有嚴格的污泥排放監管,致使許多大中型城市出現污泥嗣城的現象,給生態環境帶來隱患。目前,城市污水處理廠污泥處理費用僅占工程投資和運行費用的24%~45%.而發達國家的污泥處理費用占污水處理廠總投資的50%~70%.常用的污泥處理方法有:濃縮、污泥調理、厭氧消化、脫水、堆肥等處理技術。至于好氧消化、濕式氧化、消毒、熱干燥、焚燒和低溫熱解等尚處于研究試驗階段。
    1.2污泥常規處理方法
    (1)濃縮
    污泥濃縮方法有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮。污泥濃縮后其含水率可降為95%左右,仍為液體流動狀態。重力濃縮法儲存污泥能力高,操作簡單,是最常用的污泥減容手段之一。
    (2)污泥調節
    污泥調節處理可降低污泥的親水性和提高脫水效率,常用的調節方法有化學調節法、熱力調節法。熱力調節法和水凍一熔融法、投加惰性物質等方法處在試驗研究階段。
    (3)污泥脫水
    污泥脫水后的含水率一般可降至70%~80%,減少污泥的體積。常用的脫水方法有自然干燥和機械脫水兩種目前常用的機械脫水機有真空過濾機、板框壓濾機、帶式壓濾機和離心機 .
    (4)厭氧消化
    污泥厭氧消化是目前最常用的污泥穩定處理工藝,有中溫消化(32℃-35℃)和高溫消化。隨著技術的進步,厭氧消化又發展為兩相消化和兩級消化,在實驗研究的兩級、兩相消化工藝有:厭氧一好氧兩相消化;高溫酸化一中溫甲烷化兩相厭氧消化;中溫一高溫二級處理工藝等。
    (5)堆肥化
    堆肥化是一種無害化、減容化和穩定化的綜合處理技術,系由混合微生物群落在潮濕的環境中對有機物進行分解。堆肥過程中產生的高溫可以有效地殺死病原微生物及各種寄生蟲卵,是一種無害化、減容化、穩定化的綜合處理技術。
    2.1污泥減量化技術
    污泥減量化機理目前已成為研究熱點,其原則是使污泥盡量消滅在污水處理系統 中。研究的主要方法有:(1) 研究污泥生物減容技術,利用嗜熱性細菌或微型動物減少剩余污泥。( 2 ) 利用膜生物口反應器處理剩余污泥 .
    2.2污泥減容化技術
    污泥減容化是從污泥濃縮和脫水方面進行研究,污泥濃縮脫水后其容積大大減少,減少了運輸費用和后續的處置費用。在污泥的濃縮方面:
    ( 1 ) 生物絮凝將二沉池剩余污泥與原水混合回流到初沉池,利用活性污泥的絮凝性能提高初沉池的沉淀效果,同時濃縮剩余活性污泥;
    ( 2 ) 采用氣浮、生物氣浮法濃縮污泥,如利用污泥的反消化作用產生的氣體使污泥上浮而濃縮 ;
    ( 3 ) 改進濃縮設備的結構,提高濃縮效率。
    在污泥脫水方面 :
    (1)對污泥進行脫水前的預處理(化學調理、熱處理、冷凍法 、淘洗法等)改善污泥脫水性能;
    (2)利用生物工程方法改善污泥的性狀,如用溶菌酶破壞菌膠團,以改善污泥的脫水性能;
    (3)探求新型改善污泥脫水性能的藥劑,如加入表面活性劑;
    (4)提高傳統的污泥脫水機的工作效率。研究新型的污泥脫水設備 .
    2.3污泥的穩定
    穩定的目的是降解污泥中易腐化發臭的有機物,減少液體和固體數量,減少病原菌,消除臭味。
    污泥穩定的方法主要有 :厭氧消化、好氧消化、濕式氧化、低溫熱解,以及堆肥等新技術。
    厭氧消化
    研究的趨勢是致力于提高污泥消化的整體水平,提高消化池的均勻混合程度、消化池容積利用率,提高產氣率與能源的回收率,盡量減少污泥體積,減少污泥運輸量。
    (1)利用各種前置處理(堿處理、超聲波處理等)改善污泥的厭氧消化性能,探索高效可靠的新型污泥厭氧處理工藝。
    (2)利用生物技術(如酶催化劑技術)進一步提高厭氧消化時污泥的產氣量,使污泥固體較大程度地轉化為生物氣。
    (3)改善消化池的結構及其附屬設備的工作方式,以提高消化工藝的穩定性及工作效率。
    (4)對污泥的常溫消化進行研究。
    好氧消化
    對污泥好氧消化的研究尚處于起步階段,設計好氧消化工藝還缺乏經驗。研究方向主要在探究好氧消化的生化機理,降解規律以及好氧消化的運行條件,不同運行方式和條件對好氧消化效果的影響。
    濕式氧化
    研究新型的濕式氧化反應器、性能優良的催化劑和次、超臨界氧化技術。
    低溫熱解
    著重研究污泥熱解機理、提高能量回收率的反應條件以及反應過程的能量平衡因素。
    污泥堆肥化工藝
    注重污泥堆肥前的預處理,研究堆肥基礎理論(動力學、微生物學)及新工藝、反應器、影響堆肥因素、腐熟度指標等,了解生物相的構成及變化情況,弄清堆肥過程中降解有機物能力強的優勢菌種及其條件等。