污泥的处理方法
1）污泥浓缩
污泥浓缩后含水率可降为95%~97%,近似糊状。浓缩可以达到污泥的减量化。重力浓缩法用于污泥处理是广泛采用的一种方法,已有50多年历史。机械浓缩方法出现在20世纪30年代的美国,此方法占地面积小,造价低,但运行费用与机械维修费用较高。气浮浓缩于1957年出现在美国。此法固液分离效果较好,目前应用已越来越广泛。
污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法、气浮浓缩法、带式重力浓缩法和离心浓缩法,还有微孔浓缩法、隔膜浓缩法和生物浮选浓缩法等。
重力浓缩：利用重力作用的自然沉降分离方式,不需要外加能量,是一种最节能的污泥浓缩方法。重力浓缩只是一种沉降分离工艺,它是通过在沉淀中形成高浓度污泥层达到浓缩污泥的目的,是目前污泥浓缩方法的主体。单独的重力浓缩是在独立的重力浓缩池中完成,工艺简单有效,但停留时间较长时可能产生臭味,而且并非适用于所有的污泥;如果应用于生物除磷剩余污泥浓缩时,会出现磷的大量释放,其上清液需要采用化学法进行除磷处理。重力浓缩法适用于初沉污泥、化学污泥和生物膜污泥。
气浮浓缩：气浮浓缩与重力浓缩相反,是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围,减小颗粒的比重而强制上浮。因此气浮法对于比重接近于1g/cm3的污泥尤其适用。气浮浓缩法操作简便,运行中同样有一定臭味,动力费用高,对污泥沉降性能(SVI)敏感;适用于剩余污泥产量不大的活性污泥法处理系统,尤其是生物除磷系统的剩余污泥。
带式重力浓缩法：带式重力浓缩法是利用带式重力浓缩机的一种机械浓缩法。由于其具有投资适中,运行费适中,效果好,对各种性能的污泥适应性较强等特点,因此近几年被广泛采用;但实际运行中会受到污泥中高分子的影响,运行时湿度大,因而需要仔细操作。带式重力浓缩法适用于各种生物污泥。
离心浓缩法：离心浓缩法的原理是利用污泥中固、液比重不同而具有的不同的离心力进行浓缩。离心浓缩法的特点是自成系统,效果好,操作简便;但投资较高,动力费用较高,维护复杂;适用于大中型污水处理厂的生物和化学污泥。
2）污泥稳定化
稳定处理的目的就是降解污泥中的有机物质,进一步减少污泥含水量,杀灭污泥中的细菌、病原体等,消除臭味,这是污泥能否资源化有效利用的关键步骤。污泥稳定化的方法主要有堆肥化、干燥、厌氧消化等。
厌氧消化 在污泥处理工艺中,厌氧消化是较普遍采用的稳定化技术。污泥厌氧消化也称为污泥厌氧生物稳定,它的主要目的是减少原污泥中以碳水化合物、蛋白质、脂肪形式存在的高能量物质,也就是通过降解将高分子物质转变为低分子物质氧化物。厌氧消化是在无氧条件下依靠各种兼性菌和厌氧菌的共同作用,使污泥中有机物分解的厌氧生化反应,是一个极其复杂的过程。一般可分为酸性发酵阶段和碱性发酵阶段,酸性发酵阶段又可以分为水解阶段和产酸阶段,碱性发酵阶段可以分为酸性衰退阶段(产乙酸阶段)和产甲烷阶段。厌氧分解过程中产生大量气体,主要成分为甲烷和二氧化碳以及少量的硫化氢等。但运行管理要求高,消化池需密闭、池容大、池数多。
好氧消化 好氧消化污泥出现于20世纪50年代，与活性污泥法极为相似。当外来养料被消耗完以后,微生物靠消耗自己的机体来产生能量以维持生命活动。这就是微生物的内源代谢阶段。细胞组织在好氧条件下的内源代谢产物为CO2、NH3、H2O,而NH3会在有氧条件下进一步氧化为硝酸盐。污泥好氧消化的反应可以用下面的方程式表达:
C6H7NO2+7O2→5CO2+NO3-+3H2O+H+
上式中C6H7NO2为细胞组织的元素组成。
此法降解程度高,无臭稳定,易脱水,肥份高,运行管理简单,基建费用低。但运行费用高,消化污泥量少,降解程度随温度波动大。
好氧堆肥 堆肥技术探讨始于1920年,堆肥系统可分为三类:条形堆肥系统、静态好氧堆肥系统和装置式堆肥系统。城市污水处理厂的污泥中含有大量促进植物和农作物生长的氮、磷、钾等营养成分,肥效较好,经过堆肥处理可以达到稳定化、无害化及资源化的目的。堆肥是一个由嗜温菌、嗜热菌对有机物进行好氧分解的稳定过程,其特点是自身可以产生一定的热量,并且高温持续时间长,不需外加热源,即可达到无害化。堆肥的一般工艺流程主要分为前处理,一次发酵,二次发酵和后处理四个过程。经过堆肥化处理后,污泥的性状改善,含水率降低(小于40%),成为疏松、分散、细粒状,可杀灭病原菌和寄生虫(卵),便于贮藏、运输和使用。
石灰稳定技术 石灰稳定技术始于20世纪50年代,在投加石灰的条件下,保持一定pH值及一定时间,可以杀灭传染病菌,并防腐与抑制臭气的产生。该技术操作简单、成本较低,处理后较容易脱水。污泥最终处置可采用农用或者卫生填埋。
污泥湿式氧化 污泥湿式氧化后,难生物降解有机物可被氧化,灭菌率高,反应在密闭系统内无臭,反应时间短,残渣量少,可以达到减量化、无害化、稳定化。但此方法设备昂贵,运行费用高,需要气体脱臭装置。
3）污泥脱水与干化
污泥脱水是整个污泥处理工艺的一个重要的环节,其目的是使固体富集,减少污泥体积,为污泥的最终处置创造条件。为使污泥液相和固相分离,必须克服它们之间的结合力,所以污泥脱水所遇到的主要问题是能量问题。针对结合力的不同形式,有目的采用不同的外界措施可以取得不同的脱水效果。污泥脱水与干化包括自然脱水、机械脱水和热处理干化。
污泥经浓缩、消化后,尚有95%~97%含水率,且易腐败发臭,需对污泥作干化与脱水处理。常用脱水方法有自然干燥和机械脱水两种。利用芦苇等沼生植物也可以进行较好的脱水。
4)干燥
为了进一步降低脱水后污泥的含水率(75%),采用干燥工艺。经干燥后含水率可降至约20%左右。干燥工艺除了最简单的日晒外,常用的是热干燥技术。污泥热干燥开始于本世纪初的英国,此方法可以完全杀灭病原菌,使污泥处于稳定化状态。但干燥过程产生的大量的废气净化费用问题、运行费用,都是使用干燥工艺要考虑的问题。
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