污泥是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等组成的非均质体。它很难通过沉降进行彻底的固液分离。污水处理产生的污泥是典型的有机污泥,其特性是有机物含量高(60%~80%),颗粒细(0.02~0.2mm),密度小(1002~1006Kg/m³),呈胶体结构,是一种亲水性污泥,容易管道输送,但脱水性能差。随着污泥水分的减少,污泥从纯液状流动到粘滞状、塑性性状、半干固体状直到纯固体状这一过程进行变化。通常浓缩可将含水率降到85%(含水状态);含水率在70%~75%时,污泥呈柔软状态,不易流动;通常一般脱水下含水率只可降到60%~65%,此时几乎成为固体;含水率低到35%~40%时,成聚散状态(以上是半干化状态);进一步低到10%~15%则成粉末状。
1、按污水的处理方法或污泥从污水中分离的过程,可以将污泥分为四类:
(1)初沉污泥: 从初沉淀池排出的沉淀物(来自初沉池)。
(2)剩余污泥(剩余活性污泥):由于微生物的代谢和生物合成作用,使得曝气池中的活性污泥生物量增加,经二次沉淀池沉淀下来的污泥一部分回流到曝气池供再处理污水用,多余的排放到系统之外的部分即剩余污泥。(来自活性污泥法后的二沉池)。
(3)腐殖污泥:指生物膜法(如生物滤池、生物转盘、部分生物接触氧化池等)污水处理工艺中二次沉淀池产生的沉淀物。(来自生物膜法后的二沉池)。
(4)化学污泥:用混凝、化学沉淀等化学法处理废水所产生的污泥。
(1)生污泥(新鲜污泥):指从沉淀池(初沉池和二沉池)分离出来的沉淀物或悬浮物的总称,未经任何处理的污泥。
(2)消化污泥(熟污泥):初沉污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥经厌氧或好氧消化后的污泥均称消化污泥。
(4)脱水干化污泥:指经脱水干化处理后得到的污泥;
污泥按其来源分大致可分为给水污泥、生活污水污泥和工业废水污泥三类。
(1)城市污水处理厂污泥的组成及营养物含量
(2)
城市污水处理厂污泥的基本理化成分
(3)城市污水处理厂污泥的燃烧热值表
比较市政污泥来说,其粘度大、含油率高、无机物比例高,有时使得其处理难度更高。
污泥处理技术分为污泥处理和污泥处置两个环节。污泥处理包括浓缩(含水率95%-98%)、脱水(80%)、干化(40%)等。在脱水环节,可以通过厌氧消化或好氧消化进一步提高脱水效率。
污泥处置是污泥处理的后续环节,有填埋、焚烧、堆肥、资源化等多种手段。当前国际上最常使用的是焚烧处置方法。在2014 年活性污泥一百周年时,全世界科学家都一致认为:资源化是污水处理未来发展的方向,污泥的资源化利用是未来需要突破的重要环节。
厌氧消化是指污泥在无氧环境下,通过兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等,使污泥得到稳定的过程。当前行业普遍认为厌氧消化是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。与好氧消化相比具有成本低(不需要鼓风设备、除臭设备)、不良气体排放少、气体回收利用等优势。
按照处理温度不同,厌氧消化可以分为中温消化和高温消化两种。高温厌氧消化相对于中温消化具有产气率高、消化池体积小的优势,但是对耗能要求较高。我国当前普遍使用中温消化。目前认为厌氧消化需要经历四个阶段:分别是水解、酸化(发酵)阶段,乙酸化阶段,甲烷化阶段。各阶段之间既相互联系又相互影响,各个阶段都有各自特色微生物群体。
厌氧反应流程图
1)提高后续处理的效率并减少后续处理能耗。通常认为厌氧反应可以实现污泥减量化、稳定化。通过厌氧反应,污泥中有机物去除40%-60%,有害病菌减少。此外,厌氧消化提高污泥脱水稳定性,让焚烧等后续处理减少35%以上的能耗。
2)厌氧消化成本较低。根据《中国环境报》统计,单纯厌氧消化投资成本约为20-40 万元/(吨/日),由于不用鼓风曝气等,节约了成本,单纯厌氧消化运行费用约为60-120 元/吨(含水率80%,不包括浓缩和脱水),而好氧发酵运行费用为120-160 元/吨。
按照处理工艺的不同有直接干燥和间接干燥两种。直接干燥是将高温烟气直接引入干燥器,通过气体与湿物料的接触对流进行换热。由于直接干燥会增加污染性气体,污泥处理量小且存在一定的安全隐患,欧洲各国已逐渐放弃直接干燥法,多采用间接干燥。
间接干燥是将高温烟气的热量通过热交换器,传给蒸汽,蒸汽在一个封闭的回路中循环,与污泥没有接触。间接干燥存在一定的热损失,但需要处理的烟气量小,不会产生二次污染。
目前,国内外的污泥干燥设备主要有:三通式回转圆筒干燥机(转鼓干燥机)、流化床干燥机、桨叶式干燥机、盘式干燥机、带式干燥机等。
污泥的卫生填埋始于60年代,是在传统填埋的基础上从保护环境角度出发,经过科学选址和必要的场地防护处理,具有严格管理制度的科学的工程操作方法。到目前位置,已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术,污泥经过简单的无菌处理直接倾倒于低谷地区可制造人工土地。
处理成本低、不需要高度脱水或自然干化、既处理了污泥又增加了城市的建设用地、投资较少、容量大、见效快。
1、污泥中含有的各种有毒有害物质经雨水的侵蚀和渗滤会污染地下水及大气。适宜污泥填埋的大面积场所因城市污泥大量的产出而显得越来越有限,污泥作卫生填埋时,应注意该处的地质,水文条件和土壤条件。
2、应考虑到环境卫生问题,填坑铺设防渗性能好的材料,填埋场还应配设渗滤液收集装置及净化设施。目前我国修建的卫生填埋场中,都用高密度聚乙烯为防渗层,避免了对地下水及土壤的二次污染。
3、远距离的运输费用高昂是制约污泥的卫生填埋的一个重要因素。
焚烧法是一种高温热处理技术,即以一定的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化分解反应,废物中的有毒有害物质在高温中氧化热解而被破坏。焚烧处置的特点是可以实现污泥的无害化、减量化(减容70%,最大可到90%)和资源化。焚烧的主要目的是尽可能地焚烧废物,并将被焚烧的物质变成无害和最大限度的减容,尽量减少新的污染物产生,以避免二次污染。近年来由于采用了合适的预处理工艺和焚烧手段,达到了污泥热能的自足,并能满足越来越严格的环境要求。以焚烧为核心的处理方法是被认为是污泥处置最彻底、快捷和经济的方法。
按照焚烧方式不同分为直接焚烧和干燥焚烧两种。其中直接焚烧是指将高温污泥(含水率85%以上)在辅助燃料的作为热源的情况下直接在焚烧炉内焚烧。由于污泥含水量大、热值低,需要消耗大量的辅助燃料。直接焚烧下,污泥含水量大,焚烧后的尾气量较大,后续尾气处理需要庞大的设备,操作控制难度大。无论从运行成本和设备投资等方面,污泥的直接焚烧正逐渐被干燥焚烧所代替。干燥焚烧是指将污泥通过干化处理后再进行焚烧的技术手段。当前焚烧工艺包括单独焚烧、热电厂协同处置、水泥窑协同处置。
好氧堆肥是在有氧情况下,通过微生物的发酵作用,将污泥转变为肥料的过程。其中有机物料代谢为二氧化碳、水和热。
4)污泥成品主要用于修复盐碱地、城市绿化、垃圾场覆盖以及建筑等方面用土;
5)并衍生出蚯蚓生物堆肥等来强化堆肥效果,比如兴蓉环境和绿山的合作。
2)需对好氧堆肥运行的不同阶段的合理通风量加强研究;
3)缺少C/N 等控制因素的理论研究,致使存在调理添加剂使用过多的情况。
“碳化”处置技术是通过给污泥加温,使污泥中的微生物细胞裂解,将其中的水分释放出来,同时又最大限度地保留污泥中碳质的过程。碳化工艺特点包括以下几点。1)高温。在高温作用下,部分有机质发生解聚,形成可燃气体;2)低氧。在高温处理过程中,通过限制供氧量,实现有限燃烧;3)低水分。废弃物(如污泥)应首先降低水分(前置干燥),才能进行热解处理。
相对于热力干化和焚烧,碳化技术优势在于:能源消耗低,剩余产物中碳含量高,发热量大,炭质利用价值大。这类工艺可能有不同的名称,如碳化、炭化、热解、裂解、干馏、焦化、气化、热裂、热裂解、高温裂解等。
污泥建材利用是指将污泥作为制作建筑材料的部分原料的处置方式,应用于制砖、水泥、陶粒、活性炭、熔融轻质材料以及生化纤维板的制作。
污泥的土地利用是将经过妥善处理至符合一定标准的污泥或其产品作为肥料或土壤改良材料,用于农田利用、园林绿化利用或土地改良等场合,是一种积极、可持续的污泥最终处置模式。土地利用在发达国家取得了良好的效果,主要是与农业实现了紧密联系。反观国内,污泥土地利用的道路走得异常艰难,由于以前工业污水和生活污水长期混同处理,出于对污泥中重金属风险的考虑,污泥制成的“有机肥”被农业部禁止进入农田,只能用作绿化土、填埋土、路基土等。
污泥土壤化技术介于污泥卫生填埋及污泥土地利用之间,其技术近年来在欧洲迅速发展,已经在德国、瑞士、美国等国开始进行广泛应用。污泥在自然形态的土壤化池经过植物的腐蚀,被转化为一等级的腐植土(自然堆肥),再次循环至大自然当中,同时堆肥中不存在重金属等有害物质,非常适合用于堆肥或土地改良剂。
(1)可重复使用,设备的再投资费用低、运行费用极为低廉、防止二次污染、工艺简单、不依赖于掌握高技术的技术人员。
(2)污泥土壤化技术指,通过自然能量转换,利用植物对土壤的腐蚀作用,把污泥转化为优质土壤。污泥中含有丰富的氮、磷等肥料元素,通过污泥土壤化可减少化肥使用量,有利于农作物栽培,是污泥稳定性与保护土壤集于一体的处理技术。
(3)建筑适宜的污泥土壤化池,在污泥土壤化池倒入污泥,倒入之后种植芦苇,利用芦苇的强分解能力,经过数年的培养,把污泥转换为优质的腐植土,不仅减少污泥,同时生产出优质的腐植土。
(4)填坑铺设防渗性能好的材料,用高密度聚乙烯为防渗层,避免了对地下水及土壤的二次污染。
(4)污泥转换为优质腐植土,非常适合用于堆肥或土壤改良剂。
(5)解决污泥土地利用时所担忧的重金属、病原体对土壤的侵害。
(1)占地面积较大,不宜用于大城市市内,在土地供应充足的地区广受欢迎。
(2)远距离的运输费用高昂是制约污泥土壤化技术的一个重要因素。
工业污泥根据其来源,有着非常大的差异。这些差异主要表现在其粘度、吸湿性、污染物性质、含油率、含水率、有机质比例、无机物比例等多方面。
来源:网络。本号对转载、分享、陈述、图片、观点保持中立,图片文字均来自网络,目的仅在于传递更多消息。版权归原作者。有版权方面不当之处,欢迎回消息告知删稿事宜,本号将尽快处理。谢谢!
危废事业部:
危废技术网聚焦危废领域会议培训、政策咨询、产业研究咨询、科技成果转化、区域综合治理、产业示范项目调研提升、投融资等相关业务。
王欣:15120037260(微信同)
尾矿事业部:
专项负责尾矿综合利用创新论坛,尾矿专项会议、尾矿及重金属专项培训,全面面向矿山企业提供尾矿固废管家咨询服务+矿山企业尾矿综合利用技术解决方案+尾矿综合利用技术选型方案+尾矿产业规划询,面向行业提供尾矿综合利用科技技术成果转化等。深度提供尾矿产业政策,洞悉产业走向,服务矿山企业。
王芳:13911273359(微信同)
科技成果转化标准部:
中国工业合作协会资源综合利用分会将以全面提高资源利用效率为目标。加强政、产、学、研、用、金、介系统创新合作模式,构建资源的规模化、高质化利用模式,形成多元化技术及产业体系,紧跟碳中和、碳达峰发展政策契机,开展无废城市建设统筹山水林田湖草沙系统治理方式,以绿色发展为主线,助力生态文明建设。开展标准制修订、科技成果评价、固废医生、职业培训等工作。
高蓉:17361645491
(微信同)
规划咨询部:
工业固废网规划咨询部专门为地方政府提供工业固废“十四五”专项规划、产业园规划、碳达峰实施方案,部委无废城市/无废园区/大宗固废/工业资源综合利用基地申报/EOD项目包装/无废城市项目打造、精准招商引资等服务;为产废、利废企业提供整体固废管家、固废一体化技术解决方案(检测试验、中试、工业试生产、可行性研究、项目建议书)、ESG评级报告、骨干企业/无废工厂/绿色制造体系/“专精特新”小巨人/单项冠军/能效领跑者等申报。
杜建磊:18730449128(微信同)
工业固废事业部:
大宗固废全产业链服务:
中国工业固废网作为北京固废通固废资源化有限公司旗下的核心产品,专注于推动尾矿、煤矸石、粉煤灰、工业副产石膏、钢铁冶金渣、有色冶炼渣、赤泥、建筑垃圾等工业固废综合利用产业进步和发展的综合性服务平台。包括信息集成与宣传推广、会议会展培训、产业咨询、科技成果转化与投融资、产业示范培育、区域资源循环产业规划等。
范海华:13718984266(微信同)
建筑垃圾、赤泥事业部:
专项负责建筑垃圾相关创新论坛会议、专项培训,面向政府和企业提供建筑废弃物管家咨询服务+技术解决方案+产业规划,面向行业提供建筑废弃物科学技术成果转化等。深度提供建筑废弃物产业政策,洞悉产业走向,服务相关企业。
刘龙飞:15011463588(微信同)
煤矸石、煤基固废事业部:
煤矸石综合利用专项会议,全面提供煤矸石咨询服务、煤矸石综合利用技术解决方案、煤矸石产业规划、提供煤矸石综合利用科技成果转化;全方位解析煤矸石行业政策,全方位服务煤炭企业综合利用难等问题
罗靖宇:15701670706(微信同)
会员服务:
工业固废网以“以实现工业固废资源综合利用全产业链健康持续发展”为使命,以“卓越、品质、专注、精准”的服务理念为指导,以六大子平台为支撑,为企业提供“一站式”咨询服务、科技成果转化服务、区域综合治理服务、投融资服务,助力企业成长,培育先进示范,推动区域产业生态链,打造互联网+产业新模式。特邀请相关固废单位加入我们,期待我们携手同行,共同助力固废综合利用产业发展。
范海华:13718984266(微信同)
新能源固废事业部:
聚焦废旧锂电池、光伏板、风电叶片等新能源废物循环利用。为固废产出单位、处置单位、技术单位等搭建合作交流平台,促进产业链上下游协同合作;提供产业政策研究、市场咨询、成果转化等专业化服务;开展先进技术选型对接、示范工程参观考察、组织召开全国性新能源产业废弃物循环利用行业论坛;充分发挥平台作用,宣传优秀项目和典型案例,推广先进经验,宣传新能源产业废物循环利用的重要性和紧迫性,助力行业双碳目标实现。
王文军:13522009005(微信同)
产业咨询 | 规划编制 | 可研报告 | 实施方案
| 投融资服务 | 招商引资|
地址:
北京市丰台区丰管路16号(优橙创新中心B座)2号楼3层3003