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我国污泥处理现状及新工艺

    在城市污水和工业废水处理过程中,产生的污泥量约占总处理量的0.3 %~ 0.5 %(以含水率 97 %计)。污泥成分复杂,含有病原微生物、寄生虫卵及重金属等,必须进行适当的处理,才能避免对周围环境造成二次污染。
    1.1污泥处理现状
    20世纪90年代以后,城市污水处理厂发展迅速,一大批大型城市污水处理厂开始建设并相继投产。但是,近十年来由于没有严格的污泥排放监管,致使许多大中型城市出现污泥嗣城的现象,给生态环境带来隐患。目前,城市污水处理厂污泥处理费用仅占工程投资和运行费用的24%~45%.而发达国家的污泥处理费用占污水处理厂总投资的50%~70%.常用的污泥处理方法有:浓缩、污泥调理、厌氧消化、脱水、堆肥等处理技术。至于好氧消化、湿式氧化、消毒、热干燥、焚烧和低温热解等尚处于研究试验阶段。
    1.2污泥常规处理方法
    (1)浓缩
    污泥浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。污泥浓缩后其含水率可降为95%左右,仍为液体流动状态。重力浓缩法储存污泥能力高,操作简单,是最常用的污泥减容手段之一。
    (2)污泥调节
    污泥调节处理可降低污泥的亲水性和提高脱水效率,常用的调节方法有化学调节法、热力调节法。热力调节法和水冻一熔融法、投加惰性物质等方法处在试验研究阶段。
    (3)污泥脱水
    污泥脱水后的含水率一般可降至70%~80%,减少污泥的体积。常用的脱水方法有自然干燥和机械脱水两种目前常用的机械脱水机有真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机和离心机 .
    (4)厌氧消化
    污泥厌氧消化是目前最常用的污泥稳定处理工艺,有中温消化(32℃-35℃)和高温消化。随着技术的进步,厌氧消化又发展为两相消化和两级消化,在实验研究的两级、两相消化工艺有:厌氧一好氧两相消化;高温酸化一中温甲烷化两相厌氧消化;中温一高温二级处理工艺等。
    (5)堆肥化
    堆肥化是一种无害化、减容化和稳定化的综合处理技术,系由混合微生物群落在潮湿的环境中对有机物进行分解。堆肥过程中产生的高温可以有效地杀死病原微生物及各种寄生虫卵,是一种无害化、减容化、稳定化的综合处理技术。
    2.1污泥减量化技术
    污泥减量化机理目前已成为研究热点,其原则是使污泥尽量消灭在污水处理系统 中。研究的主要方法有:(1) 研究污泥生物减容技术,利用嗜热性细菌或微型动物减少剩余污泥。( 2 ) 利用膜生物口反应器处理剩余污泥 .
    2.2污泥减容化技术
    污泥减容化是从污泥浓缩和脱水方面进行研究,污泥浓缩脱水后其容积大大减少,减少了运输费用和后续的处置费用。在污泥的浓缩方面:
    ( 1 ) 生物絮凝将二沉池剩余污泥与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,同时浓缩剩余活性污泥;
    ( 2 ) 采用气浮、生物气浮法浓缩污泥,如利用污泥的反消化作用产生的气体使污泥上浮而浓缩 ;
    ( 3 ) 改进浓缩设备的结构,提高浓缩效率。
    在污泥脱水方面 :
    (1)对污泥进行脱水前的预处理(化学调理、热处理、冷冻法 、淘洗法等)改善污泥脱水性能;
    (2)利用生物工程方法改善污泥的性状,如用溶菌酶破坏菌胶团,以改善污泥的脱水性能;
    (3)探求新型改善污泥脱水性能的药剂,如加入表面活性剂;
    (4)提高传统的污泥脱水机的工作效率。研究新型的污泥脱水设备 .
    2.3污泥的稳定
    稳定的目的是降解污泥中易腐化发臭的有机物,减少液体和固体数量,减少病原菌,消除臭味。
    污泥稳定的方法主要有 :厌氧消化、好氧消化、湿式氧化、低温热解,以及堆肥等新技术。
    厌氧消化
    研究的趋势是致力于提高污泥消化的整体水平,提高消化池的均匀混合程度、消化池容积利用率,提高产气率与能源的回收率,尽量减少污泥体积,减少污泥运输量。
    (1)利用各种前置处理(碱处理、超声波处理等)改善污泥的厌氧消化性能,探索高效可靠的新型污泥厌氧处理工艺。
    (2)利用生物技术(如酶催化剂技术)进一步提高厌氧消化时污泥的产气量,使污泥固体较大程度地转化为生物气。
    (3)改善消化池的结构及其附属设备的工作方式,以提高消化工艺的稳定性及工作效率。
    (4)对污泥的常温消化进行研究。
    好氧消化
    对污泥好氧消化的研究尚处于起步阶段,设计好氧消化工艺还缺乏经验。研究方向主要在探究好氧消化的生化机理,降解规律以及好氧消化的运行条件,不同运行方式和条件对好氧消化效果的影响。
    湿式氧化
    研究新型的湿式氧化反应器、性能优良的催化剂和次、超临界氧化技术。
    低温热解
    着重研究污泥热解机理、提高能量回收率的反应条件以及反应过程的能量平衡因素。
    污泥堆肥化工艺
    注重污泥堆肥前的预处理,研究堆肥基础理论(动力学、微生物学)及新工艺、反应器、影响堆肥因素、腐熟度指标等,了解生物相的构成及变化情况,弄清堆肥过程中降解有机物能力强的优势菌种及其条件等。

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