污水處理設備處理后污泥的處理處置工藝

污水處理設備處理后污泥的處理處置工藝

由于污泥具有高含水量以及顆粒結構疏松等物理性質和極不穩定的化學性質, 處理難度較高,處理成本較大。因此在最終處置之前,需對污泥進行一系列的處 理以改變其特性。污泥處理和污泥處置是緊密相關的,污泥處理的效果直接影響 污泥的最終處置。污泥的處理工藝主要有污泥濃縮工藝、污泥穩定工藝[18]。

① 污泥濃縮工藝

剩余活性污泥的含水率很高,一般要先進行濃縮處理。污泥濃縮的目的在于, 分離污泥中的水分,獲得高濃度的濃縮污泥。污泥中所含的水分大致可分為四種, 其中顆粒間的間隙水占 70%,顆粒間的毛細管結合水占 20%,顆粒的表面吸附水占 7%,內部水占 3%。濃縮法可以降低污泥中的間隙水,自然干化法和機械脫水法可以脫除毛細水,干燥與焚燒法可以脫除吸附水與內部水。由于間隙水所占比例最大,所以濃縮可以大幅度對污泥進行是減容從而便于后續的處理或處置。污泥濃縮工藝主要包括重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮、板框濃縮、帶壓式濃縮。

1)重力濃縮

重力濃縮主要用于濃縮剩余活性污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。重力濃縮工藝中常用的處理設施為間隙式污泥濃縮池與連續式污泥濃縮池。

2)氣浮濃縮

氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒的黏附作用,使污泥顆粒的密度小于水而上浮并得到濃縮。氣浮濃縮系統主要由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分。

3)離心濃縮

離心濃縮是利用污泥中固相與液相密度的不同,通過高速旋轉的離心機使固相和液相分離,達到濃縮的目的。

4)板框壓濾

板框壓濾機是最早應用于污泥脫水的機械,其具有濾餅固體含量高,濾液清澈,所需藥劑少的優點,但是也具有間歇操作,基建投資大,過濾能力低的缺點。

② 污泥的穩定工藝

目前常用的污泥穩定工藝主要有厭氧消化、好氧消化、堆肥、堿性穩定等工藝。

1)一段式厭氧消化工藝

厭氧消化工藝是將污泥置于密閉的消化設備內,在 30℃下停留 30 天左右,在厭氧條件下通過微生物的降解消化作用使有機物分解,最終生成以甲烷等氣體, 污泥理化性質趨于穩定。

2)兩相厭氧消化

兩相消化工藝是按照厭氧消化過程的不同階段,使其在反應器中依次完成厭氧降解過程。消化第一階段是在水解和發酵細菌的作用下,使碳水化合物、蛋白質和脂肪水解發酵成單糖、氨基酸、甘油及二氧化碳、氫等物質;第二階段是在產氫產乙酸菌的作用下,把第一階段的產物轉化為氫、二氧化碳和乙酸;第三階段是通過產甲烷菌的作用,把氫和二氧化碳和乙酸轉化成甲烷。由于各階段的菌種、消化速度、對環境的要求、分解過程及產物等都不相同,近年來人們研究采用兩相消化法,即根據消化機理把第一階段、第二階段與第三階段分別在兩個消化池中進行,使各自都在最佳環境條件中進行。兩相消化與一段式消化相比,消化池的總容積小,加溫耗熱量少,攪拌能耗少,運行管理方便。

3)好氧消化工藝

污泥的好氧消化工藝是通過好氧生物處理污泥中以使污泥中的膠體或溶解狀態存在的有機物礦化的過程,在此過程中,大部分污泥處于內源呼吸期。

4)堆肥工藝

堆肥是利用污泥中的微生物進行發酵,從而將污泥中有機成分分解的過程。在污泥中加入一定比例的膨松劑和調理劑,利用微生物群落在潮濕環境下對多種有機物進行氧化分解并轉化為類腐殖質。研究表明,經過堆肥的污泥,質地疏松, 容重減小,陽離子交換量(CEC)顯著增加,可被植物利用的營養成分增加,病原菌和寄生蟲卵幾乎全被殺滅。

5)自熱式高溫好氧消化工藝

自熱式高溫好氧消化主要原理是利用有機物在氧化過程中散放的熱量,并采取保溫施,使反應器在沒有外加熱源的情況下自主升溫。與其他生物處理工藝相比,污泥停留時間短、啟動快、投資少、運行穩定、病原菌滅活效果好,且易于管理。

6)堿性穩定工藝

堿性穩定工藝是在污泥中加人石灰或水泥窯灰等堿性物質,使污泥 pH 大于12 并保持一段時間,利用強堿性和石灰放出的大量熱能殺滅病原體、降低惡臭和鈍化重金屬,處理后污泥可直接施用于農田。施用石灰除可固定重金屬外,還能使污泥富集鈣。豐富的鈣可促進土壤的膠體凝聚,增加土壤團聚性,改善土壤結構,常用的石灰性物質有硅酸鈣、碳酸鈣、熟石灰、硅酸鎂鈣等。


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