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3 市政污泥的处置技术
3.1浓缩工艺
污泥水分主要包含表面粘附水、间隙水、毛细结合水和内部水四类。污泥浓缩的目的是去除其中的自由水和间隙水,方法主要有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩三种,此外还有带式重力浓缩、微孔浓缩、隔膜浓缩和生物浮选浓缩等。重力浓缩是最节能的污泥浓缩方法,不需外加能量,利用污泥自身重力自然沉降分离;气浮浓缩是依靠附着在污泥颗粒周围的微气泡减轻比重,使其强制上浮,达到浓缩目的;离心浓缩与带式重力浓缩均属于机械浓缩。经浓缩后污泥含水率可降至95%左右。
3.2稳定化处理工艺
稳定化处理旨在降解污泥中易腐败发臭的有机营养物,进一步减少污泥含水量,降低病原菌、细菌含量,消除臭味。稳定化处理方法主要有厌氧、好氧和好氧堆肥三种。厌氧消化是我国普遍采用的污泥处理工艺,占污泥稳定化处理技术的38.04%。在无氧条件下,兼性菌与厌氧菌共同作用,将污泥中的有机物通过水解酸化、乙酸化和甲烷化三个阶段分解为甲烷(占60%~70%)、二氧化碳及少量的氮硫化物和硫化氢(占25%~40%)等气体的过程。分解乙酸产生的甲烷约占总量的2/3,由CO2和H2转化的甲烷约占量的1/3。
好氧消化技术占污泥稳定化处理技术的2.81%,在微生物的内源代谢过程中,细胞组织在好氧条件下将自身原生质分解为二氧化碳、水、氨氮和硝基氮等小分子物质。好氧堆肥是在有氧条件下,由好氧菌对部分有机物进行分解以合成新细胞质的稳定过程,其工艺流程分为前处理、主发酵、后发酵、后处理及贮存五个阶段。
3.3干化工艺
污泥干化是利用热能去除脱水污泥水分的过程。根据热源不同,可分为自然干化与热干化两类。自然干化利用太阳能进行脱水。热干化采用的热源按成本由低到高依次为烟气、燃煤、热干气、沼气、蒸汽、燃油和天然气。按热媒与污泥的接触方式可将热干化法分为直接接触加热、间接传导加热及联合加热三种,采用的设备主要有转鼓式、转盘式、带式、螺旋式和离心式干化机。污泥干化过程中要注意污泥粘结问题、尾气处理问题,粘结问题采用干料返混措施可得到减轻。尾气循环回用不仅可降低系统的氧气含量,提高运行安全性能,还可回收热量,降低能耗。尾气需经过除尘、冷凝、水洗、热氧化后排放。
3.4污泥处理新工艺
除上述常规技术外,国内外还研发出多种新型高效污泥处理工艺,如熔化、两相消化、制油、超声波处理等,可对污泥进行深加工,以实现污泥的资源化利用。(1)熔化。污泥处理厂的脱水滤饼经干燥粉碎后,送入1300℃~1500℃的熔化炉中进行燃烧,燃后烟气用于加热新空气和循环蒸汽,熔融炉渣用于建筑材料。(2)两相消化。传统厌氧消化工艺需依次经过发酵、产氢产乙酸和产甲烷三类菌群。后两者属共生互营菌,划为一相称产甲烷菌,发酵菌称为产酸菌。两类菌种特性差异较大,对环境要求迥异,无法同时处于最佳生态环境中。两相消化即将两类菌分别置于串联的两个反应器中单独进行消化,大大提高处理效率。(3)制油。利用污泥中大量有机物及营养元素可取油产品。污泥制油有低温热解油化和直接热化学液化两种技术。(4)超声波处理。超声波处理即利用超声波能量在液体污泥中形成气泡,依靠气泡破灭形成高温高压环境并产生剪切力,从而破坏菌胶团结构,提高污泥的脱水性能,为后续工艺提供有利条件。超声波处理的主要影响因素有声波频率、声强或声密度及作用时间等。
4 结束语
合理有效地对污泥进行资源化利用,在消除二次污染问题的同时,减少一次能源的消耗,已成为各国关注的焦点。作为高速发展的发展中国家,应寻求适合当下国情的污泥处理办法,并不断探索污泥处理新工艺。
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