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北京市污泥處理方案比選方案(文件)

2025-08-23 22:51 上一頁面

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【正文】 脂,池內(nèi)保持溫度35177。通過沼氣發(fā)電,可以為運(yùn)營的廠家企業(yè)節(jié)省能源和費(fèi)用,從保護(hù)環(huán)境方面來看,污泥通過消化以后更加安全。通過對不同生石灰添加比例生成的干化污泥及其浸出液的各項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測,結(jié)果均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在污泥中加入一定比例的秸桿、稻草、蘑菇渣、木屑或生活垃圾等膨松劑和調(diào)理劑,也可以添加微生物菌劑,利用微生物群落在潮濕環(huán)境下對多種有機(jī)物進(jìn)行氧化分解并轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)。這部分能量可使物料溫度顯著升高,一般可達(dá)到55攝氏度,最高可達(dá)到70攝氏度以上。其技術(shù)主要分為條垛系統(tǒng)、強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)和發(fā)酵槽系統(tǒng)。實(shí)際中,當(dāng)污泥堆及翻堆操作控制不好的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)通風(fēng)口被堵,進(jìn)而出現(xiàn)局部或全部條堆出現(xiàn)類似堆垛的堆肥形式。另外,由于污泥物料的特點(diǎn),應(yīng)避免物料過高而引起的自壓實(shí)作用。所以污泥堆肥中幾乎沒有例外的要添加結(jié)構(gòu)性物質(zhì)(調(diào)整劑),如秸稈、木屑、園林垃圾等,以保證系統(tǒng)中空氣的流動(dòng)進(jìn)而為生化降解提供氧氣。(3)碳氮比大量文獻(xiàn)將污泥堆肥中添加結(jié)構(gòu)物質(zhì)或調(diào)整劑(如秸稈、木屑、園林垃圾等)歸結(jié)為改善、調(diào)整堆肥物料中的碳氮比,但這種說法并不能得到準(zhǔn)確的證明,因?yàn)樗尤胂到y(tǒng)的這些調(diào)整劑中的碳通常是木質(zhì)素、纖維素這類生化難降解物質(zhì)。(3) 通過獨(dú)特的設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)均勻布?xì)?,通風(fēng)系統(tǒng)簡單、可靠、布?xì)饩鶆颉⒕S護(hù)量低,采用先進(jìn)、獨(dú)特的技術(shù),實(shí)現(xiàn)氧氣、溫度可靠的在線監(jiān)測與聯(lián)合控制。(6) 能耗最低,本技術(shù)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)耗電612度電/每噸污泥。應(yīng)用案例龐各莊堆肥處置分廠北京排水集團(tuán)的龐各莊污泥處置廠原設(shè)計(jì)采用污泥條堆堆置和機(jī)械翻拋工藝,但存在發(fā)酵時(shí)間長、處理能力低等問題。東棚I期升級改造針對東棚的北半部進(jìn)行,設(shè)計(jì)能力每天130噸,2009年3月已投入試運(yùn)行。根據(jù)對北排集團(tuán)下屬龐各莊污泥處置廠堆肥污泥各項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測,指標(biāo)均符合相關(guān)要求,通過與其他原料科學(xué)配比完全可以滿足有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)預(yù)測,歐盟在未來的十年,采用干化的污泥量還將翻一番。熱干化過程相當(dāng)于對污泥作了12小時(shí)的滅菌處理(干燥溫度≥95℃),完全可以達(dá)到殺滅病原菌的衛(wèi)生要求,干燥后污泥含水率在10%左右,微生物活性完全受到抑制,避免了產(chǎn)品發(fā)霉發(fā)臭,其高溫滅菌較為徹底。圖219 間接接觸式熱干化設(shè)備工藝流程圖一般來說,污泥干化后含水率從80%降低至50%時(shí),體積將減少60%,而污泥含水率越低,熱值越高,越適于作為固體燃料焚燒。干化的污泥顆粒直徑可控制在1~4mm,這主要考慮了把干化的污泥用作肥料或園林綠化的可能性。該干化系統(tǒng)特點(diǎn)是:在無氧環(huán)境中操作,不產(chǎn)生灰塵,干化污泥呈顆粒狀,粒徑可以控制,采用氣體循環(huán)回用設(shè)計(jì)減少了尾氣的排放和處理成本。轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿同向或反向旋轉(zhuǎn)污泥可連續(xù)前移進(jìn)行干化,轉(zhuǎn)鼓沿長度方向分布為三個(gè)燃燒爐溫度區(qū)域,分別為370℃、340℃和85℃翼片螺桿內(nèi)的熱油溫度為315℃。(3)離心干化技術(shù)離心干化技術(shù)即脫水干化一體技術(shù)。因?yàn)槲勰嗖恍枰獌Υ?,整個(gè)系統(tǒng)可以迅速的啟動(dòng)和關(guān)閉,而且干化和運(yùn)輸在幾秒鐘內(nèi)即可完成,故在污泥進(jìn)入系統(tǒng)后不久干化污泥顆粒就可從排料閥排出。通過與中央旋轉(zhuǎn)主軸相連的耙臂上的耙子的作用,污泥顆粒在上層圓盤上做圓周運(yùn)動(dòng)。污泥干化過程所需的能量由熱油傳遞,溫度介于260~230℃的熱油在干化機(jī)內(nèi)中空的圓盤內(nèi)循環(huán),從干化機(jī)排出的接近115℃的蒸汽冷凝,經(jīng)熱交換器冷凝后的熱水溫度為50~60℃。(5)流化床污泥干化技術(shù)流化床污泥干化機(jī)主要分為風(fēng)箱、中間段和抽吸罩三部分。通常蒸汽或者熱油可作為熱交換的熱介質(zhì)。其特點(diǎn)是:直接將脫水污泥送入流化床,無需返料系統(tǒng);最終產(chǎn)品是無塵的,含固率大于90%的干固體;干化溫度為85℃,通過熱交換器非直接供熱???4小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,為自動(dòng)控制系統(tǒng)無需全天值班。水熱干化技術(shù)可以提高污泥的脫水性能,滅菌并分解有機(jī)物,并可以回收生物質(zhì)能,實(shí)現(xiàn)了減量化、無害化和資源化的目的,同時(shí)又大大降低了運(yùn)行成本和處理能耗。(2)傳熱介質(zhì)采用蒸汽(飽和蒸汽或過熱蒸汽),料腔溫度控制在200℃以下,沒有粉塵爆炸危險(xiǎn)。(6)污泥裝置可采用微機(jī)自動(dòng)化操作,減少工作人員。通過流化床熱干化工藝,處理清河污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥,使污泥含水率降到10%,從而達(dá)到減量目的。固液分離的基本原理依據(jù)的是膠粒的雙電層理論,在電場中由于膠粒和擴(kuò)散層所帶電荷不同,滑動(dòng)面產(chǎn)生滑動(dòng),膠粒和擴(kuò)散層相分離,擴(kuò)散層將液體帶走。但電滲析耗能低,脫水效率高,有很強(qiáng)的實(shí)用性。(2)自然風(fēng)通氣干燥電滲透過程中發(fā)生的布朗運(yùn)動(dòng)及摩擦產(chǎn)生的熱能源,使污泥含水固形物的細(xì)胞膜破裂,把細(xì)胞內(nèi)的水分及PAM等分離出來,都變成了游離水,采用普通的通風(fēng)干燥,含水率可以達(dá)到20%。電滲析脫水技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:脫水效果好,脫水污泥含水率可降至40~60%;耗電省,~ kwh/kg干物質(zhì);衛(wèi)生化水平高,在脫水過程中,能夠有效殺滅病原菌,經(jīng)脫水后的污泥也不再滋生病菌;運(yùn)行穩(wěn)定性好,即便進(jìn)水污泥性質(zhì)、含水率有較大波動(dòng),脫水效果均能夠穩(wěn)定在較好的水平。超聲波(頻率在16kHz以上的聲波)具有較高的能量,能在水中急劇放電,產(chǎn)生高溫和高壓等極端條件,能改變構(gòu)成疏水膜物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì),破壞菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu),提高污泥的脫水性能,同時(shí)釋放到水體中的有機(jī)質(zhì)還可作為厭氧發(fā)酵的營養(yǎng)源。還有人研究發(fā)現(xiàn),在污泥的厭氧發(fā)酵過程中,用適當(dāng)強(qiáng)度的超聲波對污泥進(jìn)行適當(dāng)時(shí)間的處理,能促進(jìn)微生物的生長,提高有機(jī)物的去除能力。微波輻射脫水技術(shù)(1)工作原理微波熱調(diào)質(zhì)是近年來在微波化學(xué)的基礎(chǔ)上快速發(fā)展起來的技術(shù),通過微波快速加熱的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)殺菌、細(xì)胞破碎和破壞膠體結(jié)構(gòu)。微波加熱與傳統(tǒng)加熱方式的最大區(qū)別在于,能直接在樣品內(nèi)部均勻產(chǎn)生熱量,能量利用率高,加熱速度快。整體上微波輻射的能耗要比常規(guī)加熱高出很多,如何減少過程能量損失和降低預(yù)處理強(qiáng)度是微波輻射技術(shù)需要解決的關(guān)鍵問題。絮凝劑一般分為人工合成絮凝劑和天然絮凝劑。絮凝沉淀在水處理中的應(yīng)用較為廣泛,特別是給水處理,在污泥處理中的應(yīng)用還較少。如果污泥很熱(內(nèi)部較大的水蒸發(fā)壓力)和空氣干燥(外部較小的水蒸發(fā)壓力),則可以獲得最大的水蒸發(fā)效果。空氣能夠吸收水分的能力被稱之為非飽和程度或吸水能力。太陽輻射能量會(huì)在黑色污泥表面大量被吸附,從而導(dǎo)致污泥內(nèi)部的溫度上升,污泥和環(huán)境空氣之間的水蒸發(fā)能力差也會(huì)相應(yīng)變大。從3月至11月排出的水份占全年總量約70%,而在冬季排出水分約占總量的30%。蚯蚓捕食含有碳素類、氮素類和無機(jī)類,還有纖維性的物質(zhì),可把全部的物質(zhì)活用為飼料,要將這些物質(zhì)直接加以利用,雖然從技術(shù)上來說有點(diǎn)難度,但經(jīng)濟(jì)效益非??捎^。優(yōu)先選擇可以對園林綠化或林地利用、農(nóng)用和廢棄礦場進(jìn)行改良的技術(shù)方案,鼓勵(lì)將城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生的污泥經(jīng)厭氧消化或好氧發(fā)酵處理后進(jìn)行土地利用。當(dāng)無法土地利用,且不具備焚燒和建材利用條件,可采用填埋處置。同時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際,進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià),經(jīng)有關(guān)主管部門批準(zhǔn)后實(shí)施,尤其對污泥農(nóng)用,更要確定合理的施用范圍、施用量、施用方法和施用時(shí)間。土壤改良污泥中的有機(jī)質(zhì)可以改善土壤的物理性質(zhì),可以用作土壤改良劑。農(nóng)業(yè)制肥污泥制肥料曾是污泥利用的主要途徑,其實(shí)質(zhì)是利用污泥中的好氧微生物菌對污泥中的多種有機(jī)物進(jìn)行氧化分解,轉(zhuǎn)化為植物容易吸收的類腐殖質(zhì),因此生物能得到利用,能源得以節(jié)約。此外,源于對重金屬、洗滌添加劑污染等方面的顧慮,使得此種處置方式日益萎縮。目前,污泥的建材利用已經(jīng)被看做是一種可持續(xù)發(fā)展的污泥處置方式而在日本以及歐美國家逐漸發(fā)展起來。污泥制磚污泥制磚主要有兩種方法,一種是用污泥焚燒灰制磚;另一種使用干化污泥直接制磚。污泥焚燒灰制磚技術(shù)操作簡單,產(chǎn)品可銷往市場,從而平衡污泥處理成本,因此,污泥焚燒灰制磚技術(shù)在日本收到了越來越多的重視。通過對產(chǎn)品的密度、吸水率、收縮性等參數(shù)的對比,表明干化的污泥與粘土混合制磚的最大攙和比例是40%。由于陶粒特別是輕質(zhì)陶粒有點(diǎn)多、需求量大,因此,開辟新的陶粒原料,開發(fā)新的請制陶粒有重要意義。經(jīng)高溫焙燒后,蘇州河底泥中的重金屬將大部分被固溶于陶立中,不會(huì)對環(huán)境造成二次污染。德國有人對利用制革廠污泥制陶瓷產(chǎn)品的可行性做了研究,在制陶器的粘土中加入一定比例的制革污泥,對制成的樣品進(jìn)行了吸水率、多孔性、線性收縮和橫向斷裂強(qiáng)度等物理性能和浸出液的測試。日本的一條日產(chǎn)50噸生態(tài)水泥的干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線,垃圾焚燒灰和污泥及含鋁的工業(yè)廢料占原料的60%,燒成溫度只在10001200℃,節(jié)省了大量原料、燃料消耗。圖32 污泥制成的建筑板材三、衛(wèi)生填埋污泥的衛(wèi)生填埋是從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)在傳統(tǒng)填埋的基礎(chǔ)上,經(jīng)過科學(xué)選址和必要的場地防護(hù)處理,具有嚴(yán)格管理制度的科學(xué)的操作方法。經(jīng)過40余年的發(fā)展,污泥衛(wèi)生填埋已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的污泥處置技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)是投資省、處理費(fèi)用較低、實(shí)施快、操作相對簡單、處理規(guī)模大、適應(yīng)性強(qiáng),而且經(jīng)過消化后的污泥有機(jī)物含量減少、性能相對穩(wěn)定、總體積減小,脫水后再進(jìn)行填埋也就成了一種比較經(jīng)濟(jì)的污泥處理方式。國家將逐步限制未經(jīng)無機(jī)化處理的污泥在垃圾填埋場填埋。這將是一條很有前途、有利于水泥工業(yè)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的途徑。污泥制水泥世界上發(fā)達(dá)國家利用水泥窯處理廢棄物生產(chǎn)生態(tài)水泥已有20余年的歷史,擁有成熟的經(jīng)驗(yàn),而我國利用垃圾焚燒灰、下水道污泥等危險(xiǎn)廢棄物來生產(chǎn)水泥尚屬起步階段,有待于進(jìn)一步的發(fā)展。將手機(jī)的污泥焚燒灰經(jīng)研磨后與水及一酒精廠的廢液混合,將混合物顆粒化并在1050℃焙燒。同濟(jì)大學(xué)的研究人員對蘇州河底泥的化學(xué)成分、礦物成分等性能進(jìn)行了分析,探索了以底泥為主要原料燒制粘土陶粒的工藝參數(shù),分析了底泥原料及陶粒制品中有害成分的來源,并對其進(jìn)行了定量的測試。如果加10%的污泥焚燒灰,得到的強(qiáng)度就跟普通的粘土磚一樣,焚燒灰與粘土混合制磚的最大摻加比例是50%。如,在新加坡,從1984年開始,就有將污泥與粘土混合制磚的報(bào)導(dǎo)。圖31 污泥制磚樣品日本的污泥焚燒灰制磚技術(shù),走在世界前列。污泥的建材利用,總的來說,多項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟,其應(yīng)用前景良好。因此污泥在處置前進(jìn)行危害物的降低是不可或缺的環(huán)節(jié),常用的方法有堆肥、厭氧消化和堿性穩(wěn)定化。具備了農(nóng)用的可能性,可以作為肥料或土壤調(diào)節(jié)劑,從而可降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。這類土地一般已失去土壤的正常特性,無法直接進(jìn)行種植。園林綠化污泥中含有豐富的微量元素Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等,可以促進(jìn)植物生長。(污泥填埋處置應(yīng)考慮填埋氣體收集和利用,減少溫室氣體排放。應(yīng)首先考慮北京的垃圾焚燒、水泥及熱電等行業(yè)的窯爐狀況,優(yōu)先利用窯爐資源對污泥進(jìn)行協(xié)同焚燒。臭氧氧化預(yù)處理能很好地分解污泥中的細(xì)胞體,但臭氧氧化費(fèi)用較高,處理成本較大,目前尚不具備廣泛應(yīng)用的條件。生物處理技術(shù)利用蚯蚓處理易腐有機(jī)垃圾是一項(xiàng)古老又年輕的生物技術(shù)。水分隨著空氣或以看不見的形式,或以水霧形式排出室外。太陽能干化裝置的主要目的是通過太陽輻射能量和空氣非飽和程度,將污泥水蒸發(fā)出來。理論計(jì)算,這些能量當(dāng)量相當(dāng)于100升至110升熱油/m2。為了克服或消除各種水份結(jié)合力,必須輸入能量形成蒸發(fā)驅(qū)動(dòng)力。絮凝劑的脫水性能主要與碳鏈長度和所帶電荷有關(guān),絮凝劑投加過量時(shí),污泥吸附絮凝劑上的正電荷,由于靜電斥力,污泥沉淀性能反而會(huì)降低,所以投加時(shí)要注意劑量。絮凝脫水技術(shù)(1)工作原理污泥帶負(fù)電,加入帶正電基團(tuán)的高分子聚合物,通過壓縮污泥膠粒雙電層、電荷中和、吸附架橋和網(wǎng)掃捕作用使污泥膠體脫穩(wěn),固液相相互分離,同時(shí)重力沉降又能進(jìn)一步降低污泥含水量。在考察水解率的指標(biāo)下,仍然需要有較高的溫度,反應(yīng)時(shí)間是可以大幅度縮短,對比常規(guī)加熱有顯著的優(yōu)勢。微波是指頻率在300~300000MHz范圍內(nèi)的電磁波。(3)優(yōu)劣分析優(yōu)點(diǎn):提高污泥的脫水性能,處理時(shí)間短,沉淀性好,能促進(jìn)微生物的生長,提高有機(jī)物的去除能力。高強(qiáng)度、短時(shí)間(幾十秒至幾分鐘)的處理效果較好,處理后污泥顆粒粒徑約80μm左右,污泥的脫水性能提高,沉淀性好;經(jīng)高強(qiáng)度、長時(shí)間(幾個(gè)小時(shí))處理,污泥顆粒粒徑約5Lm左右,表面積大大增加,但周圍吸附大量的自由水,使污泥的脫水性降低,污泥顆粒相互粘聯(lián)成松散的絮狀,難沉降;高頻(1000kHz)超聲波的化學(xué)效應(yīng)較強(qiáng),低頻(100kHz)超聲波的物理效應(yīng)較強(qiáng)。自由水的去除較為容易,毛細(xì)管水和結(jié)合水雖然較難去除,但含量很少,可以忽略。污泥固體顆粒和水在電場的作用下,做定向運(yùn)動(dòng),在通過多孔固體濾膜時(shí),因固體顆粒粒徑較大,而被截流,水分子則能夠通過濾膜,從而實(shí)現(xiàn)固、液分離。污泥餅進(jìn)入電滲透干化設(shè)備的滾筒和履帶之間,通電后,滾筒(帶正極)和履帶(負(fù)極)之間產(chǎn)生電位差,這導(dǎo)致強(qiáng)制遷移性的現(xiàn)象發(fā)生,因此使得污泥顆粒向正極移動(dòng)而水向負(fù)極移動(dòng),在污泥細(xì)胞上開始電刺激 、電解水的負(fù)極和正極移動(dòng)、電解水開始布朗運(yùn)動(dòng),布朗運(yùn)動(dòng)開始后,細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生高壓污泥細(xì)胞破碎后細(xì)胞水流出來。電滲析脫水過程受電場強(qiáng)度、溶液pH、絮凝劑、電極材料和形狀、濾布等因素的影響。污泥干化廠可采用全干化處置部分泥餅,或采用后混半干對全部脫水泥餅進(jìn)行半干化處置。應(yīng)用案例(1)清河熱干化廠清河污泥干化廠位于清河污水處理廠西北側(cè)。(4)采用密封設(shè)計(jì)廢棄容易被收集處理。優(yōu)劣分析總體上來講,熱力干化法具有設(shè)備成熟、干化效果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。(6)污泥水熱干化技術(shù)水熱干化污泥處理技術(shù)是一種新型的處理技術(shù),目前國內(nèi)有少量研究者在進(jìn)行試驗(yàn)研究。干化系統(tǒng)氣體惰性化,,氧含量3 Vol%,具有高安全性。顆粒在床內(nèi)流態(tài)化并同時(shí)混合。該板具有設(shè)計(jì)堅(jiān)固的優(yōu)點(diǎn),其壓降可以調(diào)節(jié),保證了循環(huán)氣體能適量均勻地導(dǎo)向整個(gè)干化機(jī)。其特點(diǎn)是:干化和造粒過程氧氣濃度2%,避免了著火和爆炸的危險(xiǎn)性。污泥顆粒逐盤增大,最終形成堅(jiān)實(shí)的顆粒。其特點(diǎn)是:流程簡單,省去了污泥脫水機(jī)及從脫水機(jī)至干化機(jī)的存儲、輸送、運(yùn)輸裝置。干化后的污泥顆粒經(jīng)氣動(dòng)方式以70℃的溫度從干化機(jī)排出,并與濕廢氣一起進(jìn)入旋流分離器進(jìn)行分離。污泥經(jīng)轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿推移和加熱被逐步烘干并磨成粉末狀在轉(zhuǎn)鼓后端低溫區(qū)經(jīng)過S形空氣止回閥由干泥螺桿輸送器送至儲存?zhèn)}。干化機(jī)由轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿組成,轉(zhuǎn)鼓通過燃燒爐加熱。分離器將干化的污泥和水汽進(jìn)行分離,水汽幾乎攜帶了污泥干化時(shí)所耗用的全部熱量,需要充分回收利用。~,溫度為
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