污泥資源化利用與發(fā)展前景(編輯修改稿)
2024-08-24 04:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 研究院海南分院設(shè)計，在甘肅省某個污水處理廠已經(jīng)正式運行，并已取得不錯的應(yīng)用效果。 污泥消化制沼氣 污泥厭氧消化不僅是現(xiàn)在，而且也是未來應(yīng)用最為廣泛的污泥穩(wěn)定化工藝。厭氧消化較其他穩(wěn)定化工藝獲得廣泛應(yīng)用的原因是它具有如下優(yōu)點： 產(chǎn)生能量（甲烷），有時超過廢水處理過程所需的能量； 使最終需要處置的污泥體積減少 30%50%； 消化完全時，可消除惡臭； 殺死病原微生物，特別是高溫消化時； 消化污泥容易脫水，含有有機肥效成分，適用于改良土壤 [7]。 但當(dāng)處理廠規(guī)模較小，污泥數(shù)量少，綜合利用價值不大時，也可采用污泥好氧消化。它的主要優(yōu)點是：運行操作比較方便和穩(wěn)定、處理過程需排出的污泥量少。但運行費用大、能耗多。在具體工程實踐中，污泥處理采用哪種工藝，厭氧消化還是好氧消化，應(yīng)視具體情況而定，如污泥的數(shù)量、有無利用價值、運轉(zhuǎn)管理水平的要求、運行管理與能耗、處理場地大小等。 有機污泥經(jīng)消化后，不僅有機污染物得到進一步的降解、穩(wěn)定和利用，而且污泥數(shù)量減少（在厭氧消化中，按體積計約減少 1/2 左右），污泥的生物穩(wěn)定性和脫水性能大為改善。這樣，有利于污泥再作進一步的處置。 專業(yè)資料分享 完美 DOC 格式整理 污泥消化制沼氣的基本原理：利用無氧條件下生長與污水、污泥中的厭氧菌菌群的作用，使有機物經(jīng)過液化、氣化而分解成穩(wěn)定物質(zhì)，病菌、寄生蟲卵被殺死，固體達到減量化和無害化的方法，對污泥進行厭氧消化制取沼氣。污泥消化過程分為兩個階段： 污泥循環(huán)泵初沉污泥 濃縮池 均質(zhì)池 污泥泵 熱交換 厭氧消化池 貯泥池剩余污泥 濃縮機房 熱水循環(huán)泵 脫水機房 廢氣排放 鍋爐房 儲氣室 脫硫塔 泥餅外運 廢氣排放 燃燒塔 圖 2 污泥厭氧消化處理工藝流程 第一階段：酸性消化階段。高分子有機物首先在胞外酶的作用下，水解、液化。這一過程把多糖水解成單糖，蛋白質(zhì)水解成肽和氨基酸，脂肪水解成丙三醇、脂肪酸 [9]。然后滲入細胞體內(nèi)，在胞內(nèi)酶的作用下轉(zhuǎn)化為醋酸等揮發(fā)性有機物和硫化物，其過程中常有大量的氫和少量的甲烷游離出來。 第二階段：堿性消化階段。專性厭氧菌將消化過程第一階段由兼性厭氧菌產(chǎn)生的中間產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物分解成二氧化碳、甲烷和氨。 污泥燃料化技術(shù) 隨著污泥量的不斷增加及污泥成分的變化，現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)逐漸不能滿足要求，例如燃燒含水率 80%的污泥，每噸污泥（干基）的輔助燃料需消耗 304565L 重油，能耗大 [10]；污泥填埋必須預(yù)先脫水到含水率至少小于 70%，而達到這樣的含水率目前的污泥脫水技術(shù)需要消耗大量的藥劑，既增加了成本，也增加了污泥量；土地還原是目前污泥消納量最大的處理方法，但很多工業(yè)廢水中含有重金屬和有毒有害的有機物，不能作肥料或土壤改良劑。因此尋找一種適合處理所有污泥，又能利用污泥中有效成分，實現(xiàn)減量化、無 專業(yè)資料分享 完美 DOC 格式整理 害化、穩(wěn)定化和資源化的污泥處理技術(shù)，是當(dāng)前污泥處理技術(shù)研究開發(fā)的方向。污泥燃料化被認為是有望取代現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)最有前途的方法之一。 污泥燃料化方法目前有兩種，一種是污泥能量回收系統(tǒng)，簡稱 HERS 法（Hyperion Energy System），第二種是污泥燃料化法，簡稱 SF 法（Sludge Fuel） [11]。 HERS 法 HERS 法工藝流程如圖 1 所示。它是將剩余活性污泥和初沉池污泥分別進行厭氧消化，產(chǎn)生的消化氣經(jīng)過脫硫后，用作發(fā)電的燃料?；旌舷勰嗔帧㈦x心脫水至含水率 80%，加入輕溶劑油，使其變成流動行漿液，送入四效蒸發(fā)器蒸發(fā)，然后經(jīng)過脫輕油，變成含水率 %、含油率 %的污泥燃料。輕油再返回到前端做脫水污泥的流動媒體，污泥燃料燃燒產(chǎn)生的蒸汽一部分用來蒸發(fā)干燥污泥，多余用來蒸汽發(fā)電。HERS 法所用的物料是經(jīng)過機械脫水的消化污泥。污泥干燥采用的多效蒸發(fā)法一般是用蒸發(fā)干燥法，不能獲得能量收益，而采用 CG 法可以有能量收益；污泥能量回收兩種方式，即厭氧產(chǎn)生消化氣和污泥燃燒產(chǎn)生熱能，然后以電力形式回收利用。 專業(yè)資料分享 完美 DOC 格式整理 圖 3 HERS 法工藝流程 SF 法SF 法工藝流程如圖 2 所示。它將未消化的混合污泥經(jīng)過機械脫水后，加入重油，調(diào)制成流動漿液送入四效蒸發(fā)器蒸發(fā)，然后經(jīng)過脫油，變成含水率約 5%、含油率 10%以下，熱值為 23027kJ 的污泥燃料。重油返回作污泥流動介質(zhì)重復(fù)利用，污泥燃料燃燒產(chǎn)生蒸汽，作為污泥干燥的熱源和發(fā)電，回收能量。 專業(yè)資料分享 完美 DOC 格式整理 圖 4 SF 法工藝流程圖 HERS 法與 SF 法不同，一是前者污泥先經(jīng)過消化，消化氣和蒸汽發(fā)電相結(jié)合回收能量。后者不經(jīng)過污泥熱值降低的消化過程，直接將生成污泥蒸發(fā)干燥制成燃料；二是 HERS 法使用的污泥流動媒體是輕質(zhì)溶劑油，黏度低，與含水率 80%左右的污泥很難均勻混合，蒸發(fā)效率低，而 SF 法采用的是重油，與脫水污泥混合均勻。三是 HERS 法輕溶劑油回收率接近 100%，而 SF 法重油回收率較低，流動介質(zhì)要不斷補充。 污泥的建材利用 污泥中除了有機物外往往還含有 2030%的無機物，主要是硅、鐵、鋁和鈣等。因此即使污泥焚燒去除了有機物，無機物仍以焚燒灰的形式存在，需要做填埋處置。如何充分利用污泥中的有機物和無機物污泥的建材利用是一種經(jīng)濟有效的資源化方法。 污泥建材化利用具有廢棄物利用和保護環(huán)境的優(yōu)勢。從 20 世紀 80 年代開始，國內(nèi)外對污泥制建筑材料進行可行性研究，并出現(xiàn)了一些成功的研究成果與工程應(yīng)用。日本大約46%的污泥進行建材化利用，世界上第一個大規(guī)模的生產(chǎn)污泥磚的工廠于 1
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