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国内外污泥处理处置方法对比

发布时间:2021-02-03
 

国内外污泥处理处置办法比照

 来历:环保学院  作者:陈剑      关键词:污泥处理处置 污水处理设备 污泥安稳化处理      

 跟着污水处理设备的遍及,处理率的进步和处理深度的深化,污水厂污泥产值将有较大的增加,由此引起的二次污染已不容忽视。污水处理厂污泥安稳化处理,安全处置及合理运用,已成为我国污水处理职业开展的瓶颈。据统计,我国现在仅有10%的污泥通过堆肥,制肥回用到土地,少数被燃烧,或用于制造建材,仍有超越75%的污泥需求完成安稳化和安全妥善处理处置。

现在常见的污泥处理处置办法如下:

一、厌氧消化

污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下,由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分化成二氧化碳、甲烷和水等,使污泥得到安稳的进程。污泥厌氧消化首要有高温厌氧消化、中温厌氧消化和两相厌氧消化。现在的研讨热点在预处理高温热水解和高含固厌氧消化,国外均有老练的技能。

1、工艺长处:

1)可杀死部分病原菌和寄生虫卵,使污泥得到安稳化,不易腐臭;

2)发生沼气,可完成生物质能的有用收回;

3)可降解污泥中35%~50%的挥发性固体,削减污泥干固体量。

2、缺陷:

1)保持厌氧消化所需温度需耗费很多热能;

2)污泥厌氧消化工艺停留时刻较长,一般要到达20~30d,构成厌氧消化池体积巨大,操作办理杂乱;

3)厌氧消化之后污泥的含水率仍较高,有必要进行后续处理。

3、单位处理量出资额:

50-60万元/吨日(含水率80%)

4、工艺运转本钱:

150-250元/吨(含水率80%)

5、国内外相关企业:

挪威Cambi公司、芬兰Envor Protech、普拉克、德国帕萨旺-洛蒂格、中持水务、安阳艾尔旺、大连利浦。

二、好氧发酵

好氧发酵是在有氧条件下,微生物通过吸收、氧化、分化等活动,把一部分被吸收的有机物氧化成简略的无机物,一起开释出可供微生物成长活动所需的能量;而另一部分有机物则被合成为新的细胞质,使微生物不断成长繁衍,发生出更多的生物体的进程。污泥高温好氧发酵的产品称为堆肥,能够用作土壤改良剂和有机肥料。现在污泥堆肥选用的首要工艺办法分为静态和动态两种,又可依据物料堆积办法分为条垛式和仓式两种。

1、工艺长处:

1)好氧发酵工艺能杀灭污泥中病原菌和杂草种子,到达无害化;

2)好氧发酵工艺能降解污泥中大部分有机物,并且使污泥的含水率降到40%,到达减量化;

3)好氧发酵后制成的肥料可运用于土地,到达资源化;

4)不需外加热源,运转本钱相对较低。

2、缺陷:

1)污泥泥质不安稳,其间重金属难以安稳化,运用面较窄,只能用作园林绿化用肥;

2)占地面积较大;

3)堆肥进程中发生很多的臭气,污染周边环境。

3、单位处理量出资额:

30-50万元/吨日(含水率80%)

4、工艺运转本钱:

120-150元/吨(含水率80%)

5、国内外相关企业:

机科开展、北京中科博联、中持水务等。

三、深度脱水

选用污泥药剂调度+机械脱水的技能,在湿污泥原泥中参加污泥调度剂损坏污泥絮体微生物结构并溶胞,别离出物理性结合水。使微生物的生物体的水别离离,终究使污泥中的结合水大部分转化为自由态水,再通过机械脱水设备将自由态水别离离。污泥的 调质处理是污泥深度脱水的关键环节和核心技能。常用的调质药剂为氯化铁(或硫酸铁、聚合硫酸铁)加生石灰。污泥深度脱水设备首要是高压隔阂板框压滤机。

1、工艺长处:

1)减量效果好;

2)动力耗费低;

3)占地面积小;

4)建造周期短;

5)处理时刻短。

2、缺陷:

1)三氯化铁具有强腐蚀性,生石灰简略结垢,导致高压隔阂板框压滤机运转保护费用较高;

2)安稳与灭菌缺少,略臭;

3)污泥中有机质含量未下降。

3、单位处理量出资额:

15-25万元/吨日(含水率80%)

4、工艺运转本钱:

60-150元/吨(含水率80%)

5、国内外相关企业:

意大利迪芬巴赫压滤机有限公司、德国安德里茨过滤技能有限公司、景津环保、兴源环境、上海同臣环保。

四、热干化

污泥的热干化是指通过污泥与热媒之间的传热效果,脱除污泥中水分的工艺进程。按污泥被枯燥的程度不同,分为全干化和半干化两种。按污泥枯燥的办法,将污泥干化分为直接干化和直接干化两种。现在污泥干化所选用的干化机首要有:流化床干化机、转筒干化机、带式干化机,转盘式干化机、浆叶式干化机、对流与涡轮薄膜干化机等。

1、工艺长处:

1)污泥明显减容,体积可削减约4倍;

2)干化处理后污泥性状大大改进;

3)减轻了污泥有关的负面效应,使处理后的产品更易被承受;

4)干化处理制品具有多种用处,如作肥料、土壤改良剂、代替动力等。

2、缺陷:

1)出资大,能耗高,运转本钱高;

2)高温干化进程及产品遇水后易发生恶臭;

3)干化进程粉尘操控要求严厉,存在安全隐患。

3、单位处理量出资额:

20-50万元/吨日(含水率80%)

4、工艺运转本钱:

200-300元/吨(含水率80%)

5、国内外相关企业:

INTEC(德国)公司、Swiss Combi公司、维奥技能瓦巴格(德国)公司、北京艺科天和(德国Buss-SMS-Canzler)、天圣环保

五、太阳精干化

太阳能污泥干化工艺凭借传统温室枯燥技能,结合今世自动化技能的开展,将其运用于污泥处理范畴,首要意图是运用太阳能这种清洁动力作为污泥干化的首要能量来历。其实践商业化运用最早见于1994年德国南部的污水处理厂IST AnlagenbauGmbH。近几年,跟着污泥产值的不断攀升以及相关环境卫生方针的出台约束了传统的污泥处置途径(如:填埋、农用等),在欧洲特别在法国和德国,该技能得到了进一步推行和运用,如威立雅和得利满等水处理公司都相继开发了自身的专利技能Solia工艺和Helantis工艺。

1、工艺长处:

1)能耗小,运转办理费用低;

2)处理后污泥体积削减可达3~5倍,完成安稳化并仍保存其原有的农业再运用价值;

3)系统运转安稳安全,温度低,尘埃发生量小;

4)操作保护简略,运用寿命长;

5)系统通明程度高,环境协调性好;

6)可一起处理污泥存储的需求;

7)运用可再生动力太阳能作为首要动力来历,满意可继续开展的需求。

2、缺陷:

1)占地面积大;

2)处理效果受气候和季节性条件束缚;

3)大多在密闭空气条件下作业,对密闭性要求高;

4)需求设置除臭设备。

3、单位处理量出资额:

20-50万元/吨日(含水率80%)

4、工艺运转本钱:

20-50元/吨(含水率80%)

5、国内外相关企业:

威立雅水务集团、得利满水处理系统有限公司、德国HUBERSE公司、德国IST Anlagenbau公司、德国Thermosystem公司。

六、石灰安稳

通过向脱水污泥中投加必定份额的生石灰并均匀掺混,生石灰与脱水污泥中的水分发生反响,生成氢氧化钙和碳酸钙并开释热量。石灰安稳技能可有用起到除臭、灭菌、按捺堕落、脱水、钝化重金属离子等效果。

1、工艺长处:

1)出资小,运转本钱低,占地面积小,操作办理简略;

2)能够有用消除细菌,且无细菌再生的危险;

3)石灰安稳污泥pH值较高,可作为燃烧设备的脱硫剂;

4)特别适宜应急或阶段性处置。

2、缺陷:

1)因为增加石灰量大,减量化程度相对其他工艺不高;

2)处理后污泥呈强碱性,土地运用价值低且面窄;

3)药剂运用费高。

3、单位处理量出资额:

10-30万元/吨日(含水率80%)

4、工艺运转本钱:

90-150元/吨(含水率80%)

5、国内外相关企业:

上海施维英机械、法国索得曼公司、万若(北京)环境、北京市奥利爱得、中持水务。

七、燃烧

污泥燃烧是指污泥在必定温度,充沛有氧的条件下,使污泥中的有机物质转化为CO2、H2O、N2等,反响进程中开释出来的热量用于保持反响的温度条件。污泥燃烧是最完全的污泥处理办法,它能去除悉数有机物,杀死悉数病原体,最大极限地削减污泥体积。污泥燃烧一般选用流化床工艺,分为固定(鼓泡)流化床燃烧炉、循环流化床燃烧炉和回转式流化床燃烧炉等。

1、工艺长处:

1)选用燃烧法处理后,可最大程度地完成污泥的“减量化、安稳化”;

2)燃烧后的灰渣依据重金属含量可挑选直接或运用重金属螯合剂处理后进入填埋场,也可用作建筑材料或铺路等。

2、缺陷:

1)出资大,运转本钱高;

2)污泥自身热值低,需与日子废物、煤等掺烧;

3)运转办理要求高,燃烧尾气处理不妥,易发生二噁英,构成二次污染。

3、单位处理量出资额:

30-50万元/吨日(含水率80%)

4、工艺运转本钱:

400-500元/吨(含水率80%)

5、国内外相关企业:

威立雅水务、奥地利安德里茨集团、日本美得华水务、天通控股股、北京京城环保

八、热解碳(炭)化

污泥碳化工艺分为高温碳化、中温碳化和低温碳化三类,现在运用较多的是中温文低温碳化。通过将污泥在无氧条件下加温发生热分化,发生裂解气体为工艺燃烧供热,然后构成循环热能运用。热化分化反响时,污泥中的有机物被分化,二氧化碳气从固体中被别离,一起又最大极限地保存了污泥中的碳值,使终究产品中的碳含量大幅进步。低温碳化技能首要由EnerTech(动力技能)公司研制推行,技能名称为SlurrycarbTM,该工艺是接连式的,将污泥加压至6-10MPa,通过热交换器,加温至400-450°F(204-232℃)即可发生碳化。

1、工艺长处:

1)通过热解完成污泥大幅度减量;

2)能耗比传统枯燥技能低50%,比直接燃烧低80%;

3)发生的废气较少,削减了对环境的二次污染;

4)污泥热值得以最大极限保存,为后续资源化处置发明了有利的根底。

2、缺陷:

1)污泥碳化技能是2000年今后才真实产业化的工艺,碳化设备的安稳性、耐久性、可靠性等还有待时刻的检测;

2)工艺出资及运转本钱相对较高,对工艺的推行有必定的影响;

3)污泥碳化产品尚无国家规范,仍需依照污泥相关规范对其成分进行检测后挑选适宜的运用处径。

3、单位处理量出资额:

35-60万元/吨日(含水率80%)

4、工艺运转本钱:

180-300元/吨(含水率80%)

5、国内外相关企业:

日本巴工业、澳大利亚ESI公司、美国EnerTech公司、太原正阳环境、中节能博实(湖北)环境、九洲环境科技(天津)有限公司。

九、其它资源化处置

发达国家通过几十年开展,污泥处理处置技能道路已相对老练,相关的法律法规及规范规范已比较完善。现在,发达国家污泥处置现状及趋势如下所述。

1、美国

美国尽管土地资源足够,但卫生填埋整体较少,污泥处理处置道路一直是农用为主,且为污泥农用做了很多安全性点评作业。现在,美国约16000座污水处理厂的污泥中约60%经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体,用做农田养分土,其他用于填埋、燃烧等。

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从1992年起《制止海洋倾倒法》(1988)和《清洁水法》(即第503部分)制止污泥海洋搁置

美国的污泥处置途径改变趋势具有如下特色:

(1)土地运用呈逐渐增加的趋势,1976~1995的25年间土地运用的份额增加了一倍多;

(2)填埋曾是美国首要处置办法之一,而现在呈逐渐下降的趋势;

(3)燃烧在近年来呈稳步开展趋势,保持在20%左右。

上述改变趋势的原因大致可归结为:一方面对环境规范和环境要求越来越高,另一方面对于物质的循环化运用方针越来越优惠。

2、欧洲

欧洲污泥处置开始的首要办法是填埋和土地运用。二十世纪90年代以来,可供填埋的场所越来越少,污泥处理处置的压力越来越大,欧洲建了一大批污泥干化燃烧设备。因为污泥干化燃烧出资和运转费用较高,一起污泥中的有害成分又逐渐削减,近年来,污泥土地运用从头遭到重视,成为污泥处置计划的重要挑选。

欧洲污泥处置途径改变趋势见下表。

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爱尔兰,英国及西班牙曾盛行该处置办法,三国曾别离到达35%、30%和10%。1999年1月1日起,《城市污水处理法则》(91/271/EEC)制止成员国向海洋倾倒污泥。

欧盟污泥处置改变趋势具有如下特色:1)污泥土地运用呈逐渐增加的趋势;2)污泥填埋处置呈下降趋势;3)燃烧在近年来呈稳步开展趋势。

3、日本

日本因为土地与资源的约束,污泥处理处置的首要技能道路是燃烧后建材运用为主,农用与填埋为辅。

综上所述,欧美等发达国家污泥处理处置的办法大致以土地运用和燃烧为主,而卫生填埋因为环境负面影响较大,呈削减的趋势。

国内城市水污染操控普遍存在“重污水处理,请污泥处置”,现在污泥尚无安稳合理的出路。在我国城市水污染办理中,污泥处置费用约占工程出资和运转费的24-45%,而发达国家如美国和欧洲,已占污水处理厂总出资的50-70%。我国污泥污泥大多仅通过简略浓缩和脱水处理就进行填埋,污泥中的生物质能未得到有用资源化运用,以污泥终究安全处置为导向的科学处理技能道路系统没有构成,缺少适宜我国国情的污泥处理处置技能道路运用实践。

现在污泥的处置办法首要以制成养分土还田和送入废物场填埋为主。污泥堆肥因为办理简略、本钱较低,所以值得大力推行。但关于混有工业废水的城市污水厂污泥,其间所含的重金属和有毒有害有机物可能会构成环境污染,这类污泥不宜选用堆肥农用的处置办法。并且因为新规范对污泥进入废物场做了严厉的规则(含水率<60%),并往往遭到周边居民的激烈对立,污泥的处置面对更大的困难。

我国的污泥处置以填埋为主。堆肥、复合肥研讨不少,但生产规模很小。国内污泥综合运用实例不多,大规模污泥的处置问题提上日程,但是仍停留在技能层次,尚须政府部门跨职业协作。不管何种处置办法,减小体积、进步含固率都是污泥处置难以逃避的重要环节。

污泥处理处置的方针是完成污泥的减量化、安稳化和无害化;鼓舞收回和运用污泥中的动力和资源。坚持在安全、环保和经济的前提下完成污泥的处理处置和综合运用,到达节能减排和开展循环经济的意图。

近年来,我国投入了很多的资金对污泥处理处置技能进行研讨和开发,在污泥处理处置技能范畴取得了必定的科技成果,并逐渐拟定和完善了《污水处理厂污泥处理处置最佳可行技能导则》、《乡镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技能方针》等一系列方针、法规。

相关方针法规中规则污泥处置分类包含:

1)土地运用;

2)填埋;

3)建筑材料运用。

近年来,填埋办法因为不行继续以及二次污染等危险要素,越来越遭到约束,而建材和土地运用处置办法的长处是可将污泥产品完成资源化、发明价值。缺陷是:建材运用有必要操控污泥产品增加量,以保证终究资源化产品质量;土地运用处径则对污泥产品的有机质、污染物等含量有较高的要求,有必要契合国家相关规范。

因而,依据处理污泥的性质、数量、所在区域方针、环境、经济水相等要素,量体裁衣,挑选恰当的处置途径,多措并重,可真实完成污泥处理处置与资源化循环运用无缝联接,处理现阶段污泥转化产品的消纳和循环产业链的闭环,一起契合国家开展循环经济的纲要要求,然后发明杰出的环境效益、社会效益。