前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的污泥處理的形式主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關(guān)鍵詞】污水處理廠,污泥干化, 工藝
【 abstract 】 due to small and medium-sized town economic level is relatively backward, lack of money, investment shortage, many sewage treatment plant after built because of lack of funds and not normal operation. And in the waste water treatment still lack of suitable technology and equipment manufacturing technology, lack of management experience, seriously affected the development of small city. Sludge drying process is compared with the traditional processing method of environmental protection and more scientific sludge treatment process. Next, we will explore the small city of sludge treatment plants sludge drying process.
【 key words 】 sewage treatment plant, the sludge drying, process
中圖分類號:[TU992.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:
隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高和可持續(xù)發(fā)展觀的逐步深入人心,人們對污泥處理技術(shù)也越來越關(guān)注它的環(huán)保性、資源性和可再利用性, 污泥資源化利用的呼聲越來越高。但由于受到技術(shù)、資金等方面原因的制約,在現(xiàn)有的污泥處理處置技術(shù)水平偏低,存在著技術(shù)瓶頸的問題。污泥處理技術(shù)有很多,其中,污泥干化工藝是一項(xiàng)越來越受到關(guān)注和認(rèn)可的處理技術(shù)。
一、什么是污泥干化工藝
污泥干化工藝就是通過滲濾或蒸發(fā)等作用,從污泥中去除大部分含水量的過程,是能夠?qū)崿F(xiàn)減量化、無害化、穩(wěn)定化的處理工藝, 這種工藝已是處理污泥的主流手段。
污泥干化工藝的分類
污泥干化工藝主要包括:轉(zhuǎn)鼓干化、流化床干化、輸送帶干化、漿式干化、太陽能干化、急驟干化、離心脫水干化等干化方式。它的分類也是多種多樣的,主要有以下這兩種:
(1)按照最終產(chǎn)物的含固率, 有全干化和半干化,污泥干化至固率 9 0 %以上為全干化?;菍⑽勰喔苫梁搪? %~ 9 O %是半干化。
(2)按熱傳遞的形式分, 有直接干化和間接干化兩種形式 , 直接干化工藝是指污泥直接被熱介質(zhì)( 熱空氣或煙氣) 加熱。間接干化是指污泥通過接觸一個(gè)熱的固體表面被加熱, 污泥和熱介質(zhì)( 蒸氣或熱油) 沒有直接觸。
二、我國幾種污泥處理方式的比較分析和污泥干化
目前我國城市污泥 的處理方 式主要有填埋、 焚燒干化三種方式 。由于污泥處理方式的選用要考慮到很多方面的問題,比如環(huán)境的影響 、處理的成本問題、工藝技術(shù)的難易程度等等,所以,不同的處理方式有不同的優(yōu)缺點(diǎn),下面我們就來重點(diǎn)分析比較下比較下我國這三種主要的污泥處理方式。
污泥干化工藝最早出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代,那時(shí)候由于科技不發(fā)達(dá),設(shè)備也不夠先進(jìn),所以,那時(shí)的技術(shù)和設(shè)備就決定了那時(shí)的干化技術(shù)只能用于工業(yè)污泥的處理。幾十年過去了,隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步,再加上科研人員的鉆研和國際間的交流,這項(xiàng)技術(shù)越來越成熟,在設(shè)備上也逐漸克服了以往的性狀不穩(wěn)定、容易產(chǎn)生沼氣、干化過程中難以蒸發(fā)、容易粘結(jié)、可燃、容易爆炸等技術(shù)難點(diǎn)。這種污泥處理方式憑借它高效、靈活、安全、穩(wěn)定的優(yōu)勢逐漸得到人們的認(rèn)可,并在國內(nèi)外得到廣泛的傳播和應(yīng)用。
與填埋和焚燒這兩種處理方式相比較,污泥干化工藝具有這些特點(diǎn):
具有集約化,占地面積小的特點(diǎn)。它的設(shè)備布置緊湊,可以在水廠內(nèi)布置,通過節(jié)省濕污泥的倉儲(chǔ)和運(yùn)輸費(fèi)用來大大降低了成本。除此之外,污泥干化工藝還實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化,目前使用的幾種干化均為自動(dòng)化操作,大大節(jié)省了勞動(dòng)力并提高了工作效率,最重要的是機(jī)械化帶來的是安全、高效和穩(wěn)定,這些優(yōu)點(diǎn)都是符合工業(yè)化的流行趨勢的。另外,污泥干化技術(shù)還具備填埋和焚燒技術(shù)所不具有的無害化、資源化、穩(wěn)定化等優(yōu)點(diǎn)。是一種環(huán)保的科學(xué)的污泥處理技術(shù)。所以,采用污泥干化工藝是現(xiàn)代污水處理廠污泥處理方法的大勢所趨。我國的大多城市,包括北京、上海這樣的大城市都在采用這種污泥處理方式。下面我們就嘉興這個(gè)小城市為例,探討下污水處理廠的污泥干化工藝的優(yōu)勢。
浙江嘉興一個(gè)污水處理打算建設(shè) 1 套污泥資源化裝置 ,并打算應(yīng)用污泥干化技術(shù)中的消化干化系統(tǒng)。按處置污泥含水率為8 0 %的2 4 t 規(guī)模設(shè)計(jì)。 下面是該污水處理廠利用污泥干化工藝中 的消化 一 干化一體化工藝流程圖:
由表可知,采用污泥干化工藝可以利用污泥消化池產(chǎn)生的沼氣 , 用作干化裝置 內(nèi)燃燒 的燃料 ,污泥蒸發(fā) 出的水蒸 汽, 通過抽機(jī)送至冷凝和洗滌吸附系統(tǒng) , 冷凝水和冷卻水混 收集后排至廠區(qū)污水管道, 干化器產(chǎn)生的水蒸氣凝到 100c I = 以下后 , 可用于污泥消化池的加熱化后的污泥, 可返回到消化池 , 進(jìn)行消化反應(yīng) , 循 環(huán)使用污泥 。含水率為 7 5 % 的脫水污泥 消化 , 需 熱量相應(yīng) 為1 108 800 k J / h 。 由此可見 , 僅干化器666.7 k g / h 的水蒸汽就可滿足消化需熱量要求, 沼氣提供的能量大于干化器的總需熱量。所以,這種污泥處理方式是環(huán)保的、是可以節(jié)約成本,可以變廢為寶、資源再利用的,充分體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。這種優(yōu)勢是污泥填埋和污泥焚燒等 其他方式所不能相提并論的。
三、污泥干化工藝應(yīng)用要注意的問題
盡管污泥干化工藝有很多的優(yōu)點(diǎn),但是, 污泥干化工藝全過程存在有不安全因素。在污泥熱干 化、 運(yùn)輸及貯藏過程中, 存在著嚴(yán)重的自燃與粉塵 爆炸的危險(xiǎn)。所以我們要注意污泥干化工藝應(yīng)用過程中的安全問題。比如開展污泥干化工藝的安全性評估.通過降低含固率、降低氧含量等措施來防范風(fēng)險(xiǎn),此外要注意配套設(shè)施的可靠性 ,操 的復(fù)雜性并提高操作人員的素質(zhì),只有考慮周全了,才能使得這項(xiàng)工藝真正發(fā)揮它的作用。
結(jié)束語
隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,污泥的排方量會(huì)越來越多,這就需要各個(gè)小城市的污水處理廠積極采用這種工藝,以便更好的實(shí)現(xiàn)資源再利用,節(jié)約成本,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。同時(shí),小城市做好了,也進(jìn)一步促進(jìn)了城市的進(jìn)程。
【參考文獻(xiàn) 】
[ 1 ] 邊炳鑫 , 張鴻波 , 趙由才. 固體廢物預(yù)處理與分選 技術(shù) [ M].化學(xué)工業(yè)出版社 ,2005, 1.
[ 2 ] 張辰. 污泥處理處毀技術(shù)與工程實(shí)例[M] . 北京化學(xué)工業(yè)出版社 ,2006
[3] 邱兆富. 國內(nèi)城市污水污泥的特點(diǎn)及處理處置對策[ J ] . 中國沼氣, 2004 ,22( 2 )
作者簡介:
關(guān)鍵詞:初中生物;模擬性試驗(yàn);應(yīng)用;教學(xué)
其中實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生從對知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)逐漸過渡到理性認(rèn)識(shí),和新課程改革理念要求相符。和傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)相比,模擬性實(shí)驗(yàn)具有直觀性、創(chuàng)新性、科學(xué)性、易控性、科學(xué)性特點(diǎn),能有效突破生物教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生思維能力和探究能力。最重要是通過模擬性實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物興趣,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展,真正體現(xiàn)生物教學(xué)中學(xué)以致用的教育目標(biāo)。
一、創(chuàng)設(shè)生物模擬性實(shí)驗(yàn)情境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物興趣
相關(guān)教育學(xué)者指出,感官是人產(chǎn)生認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)。創(chuàng)設(shè)模擬性試驗(yàn)情境能促使學(xué)生更快地融入教學(xué)中,最重要是讓學(xué)生直觀形象地了解所學(xué)知識(shí),進(jìn)而引發(fā)對知識(shí)現(xiàn)象的聯(lián)想,激發(fā)求知欲,同時(shí)也能激活思維。再加上情境具有趣味性、形象性、生動(dòng)性等特點(diǎn),學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的情境中更容易理解問題,有利于快速得出知識(shí)結(jié)論。例如某初中生物教師在講解《傳染病的預(yù)防》一課時(shí),教材要求運(yùn)用握手試驗(yàn)對傳染病的傳播進(jìn)行模擬。然而該試驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)過程中操作性較低,一方面男生和女生因羞怯心理而拒絕握手,另一方面則面粉黏在手上十分容易掉,就影響試驗(yàn)效果。此時(shí)該教師就將“握手實(shí)驗(yàn)”變換為“換水試驗(yàn)”,在課前為班級學(xué)生準(zhǔn)備放有無色液體的燒杯,其中只有1名同學(xué)燒杯中不是清水,而是氫氧化鈉溶液,那么該名同學(xué)就是試驗(yàn)中的重點(diǎn)“傳染病菌攜帶者”。之后每名同學(xué)用滴管吸取自己燒杯的液體并找一名同學(xué)相互交換,即將自己滴管中的水滴入所選擇同學(xué)燒杯中。通過數(shù)次換水后運(yùn)用PH試紙進(jìn)行檢測,試紙變色則說明學(xué)生被傳染病菌感染。試驗(yàn)結(jié)果表明很多學(xué)生都被感染了,最后引出知識(shí)點(diǎn),流行性和傳染性是傳染病的基本特點(diǎn),并講解預(yù)防傳染病知識(shí),可以說這種教學(xué)方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)比教師在課堂上枯燥的講解有效果,更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
二、設(shè)計(jì)生物模擬性實(shí)驗(yàn)過程,巧妙化解教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
初中階段學(xué)生的思維和其年齡及心理特點(diǎn)有關(guān),形象思維依舊是主體,但也無法缺少抽象思維,無論是理解知識(shí)能力還是認(rèn)知能力都處于淺層。在學(xué)習(xí)中一旦遇到較難解決或復(fù)雜的問題,就會(huì)陷入困境。如果教師依舊運(yùn)用傳統(tǒng)教學(xué)方法傳授知識(shí),那么學(xué)生只能通過死記硬背記憶,對知識(shí)還是一知半解,知識(shí)的應(yīng)用更不知從何談起,長期以往會(huì)打擊學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。模擬性試驗(yàn)?zāi)芙柚蜗笮院椭庇^性特點(diǎn)幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系,巧妙化解知識(shí)難點(diǎn)和重點(diǎn)。
例如某初中生物教師在講解《尿液的形成》一課時(shí),多數(shù)學(xué)生無法理解尿液形成中的重吸收和濾過作用,由此一來本節(jié)課的關(guān)鍵就在于如何突破這個(gè)知識(shí)難點(diǎn)。該教師就在課堂上將學(xué)生分為若干小組并給每個(gè)小組分發(fā)一包裝有芝麻、綠豆、黃豆、紅豆等各種雜糧實(shí)驗(yàn)包,其中包裹中還放有沙粒,就讓學(xué)生思考用哪種方法能更快地將沙粒去除。不少學(xué)生想到了運(yùn)用過濾網(wǎng)直接篩選,教師則提醒學(xué)生用白紙接好過濾的東西。通過模擬性實(shí)驗(yàn)學(xué)生很簡單的理解濾過是尿液形成第一個(gè)過程知識(shí)點(diǎn)。之后教師又順勢引出說白紙上除了沙粒,還有對人體有利的芝麻,這個(gè)該如何處理?學(xué)生異口同聲回答:‘撿回來!’,最后掌握重吸收知識(shí)點(diǎn)。
三、精心制作應(yīng)用模擬性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生情感綜合能力
新課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出,教師要在課堂上培養(yǎng)學(xué)生正確的價(jià)值觀、知識(shí)和能力,上述目標(biāo)都需要學(xué)生通過多元化學(xué)習(xí)活動(dòng)達(dá)到。生物實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生操作、設(shè)計(jì)、觀察、分析、應(yīng)用知識(shí)等多方面綜合能力等。因此教師要重視試驗(yàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)中的重要作用,能幫助學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)的同時(shí)增強(qiáng)自信心。例如某初中生物教師在講解《神經(jīng)系統(tǒng)組成》一課時(shí),知識(shí)點(diǎn)為讓學(xué)生了解神經(jīng)系統(tǒng)基本單位為神經(jīng)元細(xì)胞。與其他細(xì)胞相比,神經(jīng)元細(xì)胞的機(jī)構(gòu)受其結(jié)構(gòu)影響有一定的特殊性。為了增強(qiáng)學(xué)生理解,教師就先讓學(xué)生深入觀察神經(jīng)元的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖。之后給學(xué)生分發(fā)課前準(zhǔn)備好的剪刀、電線、膠泥等試驗(yàn)工具讓學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力制作神經(jīng)元細(xì)胞。最后利用已經(jīng)做好的神經(jīng)元模型講解其功能和具體結(jié)構(gòu),學(xué)生十分珍惜自己的成果,從而在聽講中也投入極高的興趣,可以說動(dòng)手制作既幫助學(xué)生了解知識(shí)點(diǎn),也培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)等綜合能力。
四、結(jié)語
隨著新課程改革的實(shí)施和素質(zhì)教育的推進(jìn),要求初中生物教師改變以往教學(xué)方法,注重學(xué)生在課堂上的反應(yīng)及對知識(shí)的吸收。教學(xué)實(shí)踐證明,在初中生物教學(xué)中應(yīng)用模擬性試驗(yàn)效果顯著,能巧妙地化解教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn),大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物興趣,培養(yǎng)學(xué)生情感態(tài)度和各方面綜合能力。
參考文獻(xiàn):
[1]劉云.模擬性實(shí)驗(yàn)在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程:中學(xué),2013(11):176-176.
關(guān)鍵詞:膜生物反應(yīng)器;固液分離;污水處理;工藝配置
中圖分類號:X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:1009-2374(2009)16-0033-02
在超濾和微濾取得了市場應(yīng)用之后,Dorr-Oliiver公司于20世紀(jì)70年代末推出了膜生物反應(yīng)器。截至目前,在已派生出的三大類的MBR中親氣膜無氣泡曝氣生物反應(yīng)器和萃取膜生物反應(yīng)器還處在試驗(yàn)室研究階段。而固-液膜分離生物反應(yīng)器在很多國家都有了許多應(yīng)用實(shí)例,在城市污水和某些工業(yè)廢水的處理領(lǐng)域顯示出取代普通活性污泥處理工藝的強(qiáng)勁勢頭。但是活性污泥法已經(jīng)有了100多年發(fā)展歷史,無論在設(shè)計(jì)理論還是運(yùn)行維護(hù)方面都已經(jīng)建立了一套完整的理論體系。另外,利用膜材料截留的功能來實(shí)現(xiàn)固液分離是活性污泥法發(fā)展歷程中最革命性的一次革新。所以在成為一項(xiàng)成熟的水處理技術(shù)之前還有很多問題亟待解決。
一、固液膜分離生物反應(yīng)器及特點(diǎn)
固液膜分離生物反應(yīng)器是利用超濾膜以及微濾膜單元取代傳統(tǒng)污水處理工藝中的二沉池來實(shí)現(xiàn)生物量分離的一種污水處理工藝,一般而言,固液膜分離生物反應(yīng)器按照膜組件的布置形式可分為兩類,既淹沒式固液膜分離生物反應(yīng)器和內(nèi)循環(huán)式固液膜分離生物反應(yīng)器。在內(nèi)循環(huán)式固液膜分離生物反應(yīng)器中,回流泵提供混合液循環(huán)動(dòng)力,在膜分離單元中生物量(污泥)和水在有壓的情況下被分開。而在淹沒式固液膜分離生物反應(yīng)器中膜組件直接浸入到生物反應(yīng)器當(dāng)中,借助真空吸力作用將污泥和水分開。為了保證出水水質(zhì),在活性污泥法污水處理工藝中污泥濃度要控制在6g/l以下,否則出水水質(zhì)會(huì)受到嚴(yán)重的影響。而在MBR處理工藝中分離過程是以截留的形式實(shí)現(xiàn)的,即便在很高的污泥濃度條件下也不會(huì)影響到出水水質(zhì)。近年來隨著反沖洗技術(shù)和化學(xué)清洗技術(shù)的應(yīng)用,使得膜通量在很長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定,同時(shí)也提高了MBR系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。因此大大地降低了日常維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度。
值得注意的是,在MBR系統(tǒng)中污泥的分離過程是靠膜材料截留來實(shí)現(xiàn)的。因此也就不能夠用SVI值作為設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。因此適用于普通活性污泥法的設(shè)計(jì)理論體系就不能應(yīng)用到MBR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中去。截至目前,有關(guān)MBR處理工藝的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法尚沒有公開的文字報(bào)道。
二、MBR處理工藝在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中存在的問題
(一)工藝設(shè)計(jì)
在常規(guī)的水處理工藝中,廢水中的污染物約有2/3被轉(zhuǎn)化為新生的生物量(污泥)。因?yàn)檫@些新生的生物量也是一種潛在的污染源,所以在傳統(tǒng)的水處理工藝中污泥的分離過程與降解過程具有同樣重要的地位。
在傳統(tǒng)的處理工藝中,污泥分離是以重力分離形式來實(shí)現(xiàn)的,因此反應(yīng)器混合液污泥容積指數(shù)(SVI)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制過程中占有很重要的地位。
(二)MBR系統(tǒng)的工藝配置
MBR系統(tǒng)可以省去活性污泥法中的初沉池。但是,進(jìn)入到MBR反應(yīng)器的固體顆粒會(huì)聚集在膜纖維之間。過量的積累將導(dǎo)致斷絲的情況發(fā)生使整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行受到影響。因?yàn)槟壳澳そM件的造價(jià)占整個(gè)工程投資的比例較大,所以在MBR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該對預(yù)處理單元進(jìn)行合理的配置。
此外,MBR處理工藝中污泥停留時(shí)間較長,隨著運(yùn)行時(shí)間延長污泥活性下降明顯。污泥中的非活性物質(zhì)在反應(yīng)器中的積累不但對微生物的活性產(chǎn)生抑制使污泥老化,而且這些非活性物質(zhì)還會(huì)在膜表面沉積導(dǎo)致膜通量降低,給反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行帶來麻煩。另外,從固液分離的角度而言膜單元可以取代二沉池,但是它卻很難實(shí)現(xiàn)剩余污泥分離這一功能。在傳統(tǒng)活性污泥法中二沉池污泥含水率在99.8%(相當(dāng)于20g/l),曝氣池混合液污泥濃度在2500~4500mg/l之間。而MBR混合液的污泥濃度在6000~12000mg/l之間。另外,MBR混合液的沉降性能遠(yuǎn)不如活性污泥法中曝氣池混合液的沉降性能好。目前,尚無一種現(xiàn)成的適合于處理MBR剩余污泥的方法。
(三)磷的去除
在MBR系統(tǒng)中污泥的分離過程是靠膜材料截留來實(shí)現(xiàn)的,因此MBR工藝與活性污泥法有很大的不同。其一是在傳統(tǒng)活性污泥法中污泥的回流量通常為進(jìn)水流量的0.5~1.5倍,而在MBR處理工藝中為了保證膜材料的分離性能回流量通常是進(jìn)水流量的2~4倍。其二是在傳統(tǒng)活性污泥法中回流污泥的溶解氧濃度很低,而在MBR處理工藝中回流混合液的溶解氧濃度在2~4mg/l之間。
MBR系統(tǒng)可以很方便的提高系統(tǒng)的污泥齡同時(shí)還可以為前置反硝化提供兼氧的環(huán)境,所以MBR系統(tǒng)具有很好的脫氮效果,而在MBR除磷的過程中則必須要合理的配置厭氧、兼氧和好氧過程或者采用化學(xué)處理的方式。
生物除磷是通過厭氧放磷、好氧過量吸磷以及含有磷元素的剩余污泥排除這樣幾個(gè)過程來實(shí)現(xiàn)的。在MBR系統(tǒng)中回流的是反應(yīng)器混合液而不是像活性污泥法那樣回流的是二沉池沉淀污泥。由于混合液溶解氧濃度較高采用一般布置形式的MBR處理工藝中厭氧放磷效果不理想。因此為了取得理想的除磷效果就要借助于化學(xué)除磷方式。
化學(xué)除磷是依靠投加化學(xué)藥劑(鐵鹽、鋁鹽、石灰等)與混合液中的磷酸鹽形成難溶性的沉淀類物質(zhì)并以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。值得注意的是,在采用化學(xué)除磷的MBR處理系統(tǒng)中必須注意化學(xué)藥劑的投放點(diǎn)以避免所生成的難溶鹽在膜材料表面的沉積。
在MBR反應(yīng)器中為了保證膜材料的通量就應(yīng)該避免磷的難溶鹽的生成以及沉淀過程和膜分離過程在同一個(gè)空間內(nèi)進(jìn)行。因此采用化學(xué)除磷就要對反應(yīng)器進(jìn)行合理、科學(xué)的布置。
三、結(jié)論
采用膜材料截流的方式取代以往活性污泥法中依靠重力沉降來實(shí)現(xiàn)生物量的分離是活性污泥發(fā)展歷程中一次重要的技術(shù)革新。因此,MBR處理工藝和以往的活性污泥法處理工藝在工藝配置、設(shè)計(jì)方法、運(yùn)行和維護(hù)方面都有了很大的不同。目前,MBR處理工藝在很多領(lǐng)域已經(jīng)有了應(yīng)用的實(shí)例。但是這項(xiàng)技術(shù)在逐漸成熟并取廣泛應(yīng)用的過程中還需要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行深入的研究和開發(fā):建立一整套科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)理論;開發(fā)出配套處理單元,為MBR處理工藝的優(yōu)化配置創(chuàng)造條件;找到更合適的營養(yǎng)鹽去除方法,尤其是磷的去除。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:造紙工業(yè)廢水;厭氧反應(yīng)器;轉(zhuǎn)化
1厭氧系統(tǒng)與好氧系統(tǒng)的比較
在污水的好氧處理過程中,大量的好氧微生物被置于污水處理裝置中,因此大量的污染物就成為這些微生物的食物。因?yàn)檫@些微生物是好氧型的,在處理裝置中必須提供足夠的氧氣。好氧處理是細(xì)菌和原生物的作用,這些微生物將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化成CO2,H2O,能量和新的微小物質(zhì)(污泥)。
厭氧處理是一個(gè)微生物降解有機(jī)物的過程,并伴有沼氣的產(chǎn)生,該沼氣主要由60-90%的甲烷(CH4)和10-40%的CO2組成。大多數(shù)經(jīng)厭氧降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成為沼氣,只有一小部分轉(zhuǎn)變成為新的微小物質(zhì)。
下面以葡萄糖的轉(zhuǎn)化為例,來對厭氧和好氧的過程進(jìn)行比較:
厭氧轉(zhuǎn)化:C6H12O63CH4+3CO2(-404KJ)
好氧轉(zhuǎn)化:C6H12O6+6O26CO2+6H2O(-2844KJ)
葡萄糖的厭氧反應(yīng)比好氧反應(yīng)釋放出的能量(自由焓)少7倍,約可獲取85%的能量以甲烷的形式存在,可以在鍋爐以熱的形式回收,或可在發(fā)生器中以熱和電的形式回收。這便是為什么在厭氧過程中厭氧污泥的產(chǎn)生量低的原因。在厭氧處理系統(tǒng)中,厭氧污泥的產(chǎn)量只占被轉(zhuǎn)化有機(jī)物總量的2-5%;而在好氧處理系統(tǒng)中,污泥的產(chǎn)量占被轉(zhuǎn)化有機(jī)物總量的30-50%。
應(yīng)用厭氧系統(tǒng)處理工業(yè)污水有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)以沼氣的形式產(chǎn)生能量。
(2)厭氧污泥的產(chǎn)生量低。
(3)高容積的裝載率。
(4)需要的占地面積小。
(5)厭氧污泥可被長時(shí)間儲(chǔ)存而不會(huì)失去其活動(dòng)性。
應(yīng)用好氧系統(tǒng)處理高濃度工業(yè)廢水有如下缺陷:
(1)能耗高。
(2)厭氧污泥的產(chǎn)生量高。
(3)容積的裝載率低。
(4)需要的占地面積大。
2厭氧系統(tǒng)的有機(jī)降解過程
在厭氧轉(zhuǎn)化過程中起作用的微生物屬于厭氧細(xì)菌類,這類細(xì)菌中有很大一部分能夠且大多數(shù)情況只能在無氧的環(huán)境中。有機(jī)物的厭氧降解是一個(gè)包含多個(gè)步驟的過程,每一步驟包括不同類型的厭氧菌。
所有可生物降解的物質(zhì),通過各種中間體最后都轉(zhuǎn)化成為沼氣,只有在最后一個(gè)步驟有甲烷產(chǎn)生,污染物(COD值)才從污水中被除去。大的有機(jī)分子,如蛋白質(zhì)和淀粉被外酵素轉(zhuǎn)化成為一種同化于酸化細(xì)菌的形式。因此,它們被轉(zhuǎn)化成為簡單產(chǎn)物,如揮發(fā)性的脂肪酸、二氧化碳、氫氣、氨等,這些物質(zhì)又變成生成甲烷的細(xì)菌培養(yǎng)基,有機(jī)碳則變成CH4和CO2而從水中逸出。在此種情況下,甲烷細(xì)菌在整個(gè)轉(zhuǎn)化過程中擔(dān)任著重要的角色,它是產(chǎn)生最后一個(gè)步驟的原因。
超過70%的甲烷產(chǎn)生于細(xì)菌和乙酸,剩余30%的甲烷則產(chǎn)生于細(xì)菌和氫氣及二氧化碳。甲烷轉(zhuǎn)化率的高低取決于如下因素:
(1)有機(jī)物的性質(zhì)(污水成分)。
(2)厭氧污泥的數(shù)量,和它的適應(yīng)性及活動(dòng)性。
(3)有機(jī)物與厭氧污泥接觸的劇烈程度,混合與接觸的時(shí)間。
(4)環(huán)境因素,如溫度、PH值和堿度。
(5)常量與微量營養(yǎng)物的可用性。
3厭氧處理系統(tǒng)工藝及配套裝置(2)配套裝置
①絮凝池和初沉池,除去固體物。絮凝池含一個(gè)快混池和兩個(gè)絮凝混合池,污水靠重力流入附近的初沉池;在初沉池中,固體物質(zhì)從污水中分離出來,并被周邊刮泥機(jī)刮去污泥斗,再靠重力流入后面的污泥處理系統(tǒng),一個(gè)由時(shí)間控制的開關(guān)閥來控制初沉污泥的排放。
②冷卻塔和均衡池,儲(chǔ)存和混合未經(jīng)處理的污水。在冷卻塔內(nèi)水溫由48℃降到38℃,冷卻塔配兩臺(tái)風(fēng)機(jī)來控制出水溫度,出水水溫通過均衡池出口的溫度變送器來控制和監(jiān)測。在均衡池,經(jīng)過預(yù)處理的污水將被攪拌和緩沖,在正常流動(dòng)條件下,水力停留時(shí)間為7-8小時(shí),均衡池配攪拌器來確保均勻的水質(zhì),液位變送器來控制液位,溫度變送器來控制溫度。
③調(diào)節(jié)池。在調(diào)節(jié)池中污水將被調(diào)制,以使厭氧細(xì)菌達(dá)到最理想的生物轉(zhuǎn)化條件,投加酸堿來控制PH值,回流支路上裝有PH值測量儀,來控制酸堿加入量;磷酸和尿素作為營養(yǎng)物N和P投加到調(diào)節(jié)池,營養(yǎng)物的投加時(shí)間間隔是通過時(shí)間控制器來控制,營養(yǎng)物的加入量是基于對有代表性的水樣分析結(jié)果而定的。在溫度過高或PH值不在制定范圍內(nèi)時(shí),反應(yīng)器進(jìn)料將自動(dòng)關(guān)閉,營養(yǎng)物投料將自動(dòng)停止。排出的厭氧污水將循環(huán)回調(diào)節(jié)池里。調(diào)節(jié)池配有液位變送器來檢測液位以防止反應(yīng)器進(jìn)料泵空轉(zhuǎn)。
④厭氧反應(yīng)器,調(diào)制好的污水將被污水進(jìn)料泵打入?yún)捬醴磻?yīng)器中發(fā)生降解反應(yīng),產(chǎn)生沼氣。從底部進(jìn)入反應(yīng)器的污水通過頂部的三相分離器流出,在三相分離器中氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)被分開,經(jīng)過分離后的出水和回流水回到調(diào)節(jié)池。在此轉(zhuǎn)化過程中,厭氧污泥將逐漸增多,多余的厭氧污泥將被從反應(yīng)器中清除,預(yù)留的取樣線可追蹤反應(yīng)器中厭氧污泥的剖面存儲(chǔ)高度,根據(jù)該高度多余的厭氧污泥被移走;轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生的沼氣在沼氣火炬中燃燒;廢氣從三相分離器和調(diào)節(jié)池的頂部由廢氣風(fēng)機(jī)抽出,再在滌氣塔和生物濾床中進(jìn)行處理。
⑤厭氧污泥儲(chǔ)罐及污泥泵,儲(chǔ)存厭氧污泥。
⑥火炬,燃燒生成的沼氣。
⑦堿液儲(chǔ)槽,與藥品投加設(shè)備來對調(diào)節(jié)池的PH值進(jìn)行控制。
⑧鹽酸儲(chǔ)槽,與藥品投加設(shè)備來向調(diào)節(jié)池投料。
⑨尿素儲(chǔ)槽,與混合藥品投加設(shè)備來向調(diào)節(jié)池投料。
⑩磷酸二氫銨儲(chǔ)槽,與藥品投加設(shè)備來向調(diào)節(jié)池投料。
(11)PAV、PAM儲(chǔ)槽,與混合和藥品投加設(shè)備向絮凝池投料。
(12)多個(gè)反應(yīng)步驟產(chǎn)生的廢氣將被廢氣風(fēng)機(jī)收集,并在廢氣滌氣塔和生物濾池中進(jìn)行處理。
參考文獻(xiàn)
[1]殷承啟,洪建國.上流式厭氧污泥床處理造紙工業(yè)廢水的研究[J].中國水網(wǎng)2006,(5).
[2]李佩芳,萬金泉,唐霞等.廢紙?jiān)旒垙U水生化處理生物相的研究[J].中華紙業(yè).2007,(2).
關(guān)鍵詞:城鎮(zhèn)污水處理廠;污泥;處理;處置
引言
近些年來,我國污水處理技術(shù)發(fā)展迅速,我國對于污水處理廠等設(shè)施的建設(shè)工作也越來越重視。在我國發(fā)達(dá)地區(qū)之中已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了一鎮(zhèn)一污水處理廠的建設(shè),我國城鎮(zhèn)污水問題得到了有效治理。但是同時(shí)也凸顯出了另外一個(gè)問題,那就是污泥的處理,如何有效處理污泥就成為當(dāng)前我國環(huán)境保護(hù)工作之中的一個(gè)難題,亟待有識(shí)之士進(jìn)行研究。
1 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理技術(shù)
1.1 污泥濃縮技術(shù)
從污水處理系統(tǒng)之中產(chǎn)生的污泥含有大量的水分,同時(shí)體積也非常大,無論是的運(yùn)輸、處理還是處置起來難度都比較大。因此城鎮(zhèn)污水處理廠可以應(yīng)用污泥濃縮技術(shù)來對初始污泥進(jìn)行處理,借此縮小污泥的體積,為后續(xù)的處理、處置工作提供便利。污泥濃縮技術(shù)主要包含三種形式,分別是重力濃縮、氣浮濃縮以及離心濃縮。其中重力濃縮應(yīng)用最為廣泛,另外兩種濃縮方式主要是應(yīng)用在氧化溝、A2O 等工藝為主的污水處理工作之中應(yīng)用。重力濃縮屬于沉淀工藝,其具備占地面積大、處理時(shí)間長等特點(diǎn);氣浮濃縮主要在濃縮活性污泥以及生物濾池之中進(jìn)行應(yīng)用,應(yīng)用該方式對污泥進(jìn)行處理需要消耗較高的成本;離心濃縮主要是利用離心力對污泥進(jìn)行處理,該方式占地面積小,同時(shí)處理時(shí)間也比較短。
1.2 污泥消化技術(shù)
污泥消化技術(shù)主要分為厭氧消化以及好氧消化兩個(gè)類型,應(yīng)用該技術(shù)的主要目的就是穩(wěn)定污泥,為污泥后續(xù)處理工作提供便利。
厭氧消化技術(shù)是當(dāng)前我國污泥消化之中應(yīng)用最多的方法,其主要原理就是在無氧環(huán)境之下,通過兼性菌以及厭氧菌將污泥之中蘊(yùn)含的可生物降解有機(jī)物分解成為二氧化碳、甲烷以及水等元素,從而讓污泥穩(wěn)定下來。通過應(yīng)用厭氧消化能夠有效減少污泥之中的有機(jī)物含量,去除污泥本身的臭味,并將污泥之中存在的寄生蟲卵殺死。這種方式具備占地面積大、應(yīng)用成本高等多方面的特點(diǎn),因此一般在規(guī)模比較大的污水處理廠之中應(yīng)用。
好氧消化主要就是通過生物污泥內(nèi)微生物的有機(jī)體的內(nèi)源代謝,也就是細(xì)胞原生質(zhì)在有氧條件之下發(fā)生的生物氧化。通過這一方式處理污泥取得的效果非常好,這主要是因?yàn)槠鋵τ谟袡C(jī)物的降解程度非常高,產(chǎn)泥量少。并且在應(yīng)用該方式進(jìn)行工作的過程當(dāng)中,污泥不會(huì)產(chǎn)生臭氣,也不需要工作人員進(jìn)行過多的復(fù)雜操作。但是該方式消耗的成本非常高,同時(shí)消化污泥的規(guī)模也十分有限,并且還會(huì)受到周邊溫度環(huán)境等方面因素的影響,因此不適合用來進(jìn)行大規(guī)模污泥處理。
1.3 污泥脫水技術(shù)
污泥脫水技術(shù)是當(dāng)前我國污泥處理工作之中應(yīng)用比較廣泛的一個(gè)方法,該方法主要是去除掉污泥之中蘊(yùn)含的水分,將污泥轉(zhuǎn)化成為固態(tài)或者半固態(tài)的形式,便于后續(xù)進(jìn)行運(yùn)輸和處理。一般情況下脫水處理分為干化法以及機(jī)械脫水法兩種類型。其中干化法又可以進(jìn)一步細(xì)分化分為自然干化法、石灰石穩(wěn)定干畫法以及熱干化法這三個(gè)類型。此外,還可以用微波技術(shù)來讓污泥微生物細(xì)胞水在低溫狀態(tài)之下沸騰,借此有效破壞細(xì)胞壁,同時(shí)可以將取出難度比較大的結(jié)合水轉(zhuǎn)變成為容易取出的外部水,之后再應(yīng)用機(jī)械脫水裝置將污泥的含水量講到 60%-70%左右,有效降低污泥脫水工作的總體成本;又比如可以用用熱泵干燥技術(shù),將污泥在發(fā)酵的過程當(dāng)中所產(chǎn)生的熱量有效利用起來,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的,大大降低干燥成本。
2 城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置
2.1 衛(wèi)生填埋法
衛(wèi)生填埋法是當(dāng)前我國用用比較多的一種污泥處置方法,該方法具備成本低、見效快等多方面的優(yōu)點(diǎn)。但是應(yīng)用該方法會(huì)占據(jù)較大的面積,同時(shí)該方法應(yīng)用地區(qū)非常容易出現(xiàn)惡臭,并且還會(huì)造成地下水源污染問題。因此在應(yīng)用該方法之前,相關(guān)工作人員必須要對周邊地區(qū)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,酌情應(yīng)用衛(wèi)生填埋法。
2.2 焚燒法
污泥之中蘊(yùn)含多種有機(jī)成分,因此可以采用焚燒法進(jìn)行處理。該方法的優(yōu)點(diǎn)就是能夠減少污泥的量,同時(shí)降低其中的重金屬等有害物質(zhì)的含量,經(jīng)過焚燒法處理后的污泥無論是填埋還是再次利用都不會(huì)出現(xiàn)二次污染。但是焚燒法在應(yīng)用的過程中會(huì)產(chǎn)生有毒氣體以及爐渣等物質(zhì),會(huì)對周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染。焚燒法主要分為兩個(gè)部分院第一,干化焚燒是將機(jī)械脫水后的污泥先進(jìn)行干燥處理,借此有效降低其含水率,大幅度提高焚燒效率。第二,直接焚燒。焚燒干化污泥不但可以對污泥進(jìn)行徹底處理,有效將其中的病原體殺死,同時(shí)還可以對熱能進(jìn)行回收再利用。結(jié)語
隨著時(shí)代的發(fā)展,我國對于生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作也隨之變得越來越重視。在這樣的時(shí)代背景之下,我國有識(shí)之士應(yīng)當(dāng)對城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置進(jìn)行分析,借此有效保護(hù)我國生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:回流污泥,變頻器,套筒閥,集水池
中圖分類號: TN773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
Transformation and design of return sludge pump room in sewage treatment plant
Yang xue ,Zhang jiwei
Shandong Guoxin Environmental Systems Co,.Ltd, Dezhou 253034,China
Abstract:Return sludge pump room is one of the important link in the wastewater treatment engineering, who has great influence to the biological treatment facility's running effect .Therefore, how to reasonable design return sludge pump is very important.This paper discusses problems of the return sludge pump the actual sewage treatment plant and content of Optimization and transformation in detail,and puts forward the matters needing attention in the design process of the return sludge pump.
Key words:Return sludge;The inverter;Sleeve valve;collecting tank
引言:
在污水處理活性污泥法工藝流程中,污泥泵房已成為不可或缺的必要環(huán)節(jié)之一。污泥泵房包括初沉污泥泵房、回流污泥泵房、剩余污泥泵房、濃縮污泥泵房等等。其中回流污泥泵房和剩余污泥泵房(一般二者合建)更是必不可少,特別是在一些具有脫氮除磷功能的處理工藝中。本文將根據(jù)對具體工程中回流及剩余污泥泵房的改造,探討其設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)。
一、改造實(shí)例
1、改造前現(xiàn)狀
某工程為處理規(guī)模1.5萬m3/d的污水處理廠,生物處理采用AAO工藝,建有2座中進(jìn)周出輻流式二沉池,2座二沉池中間設(shè)置回流及剩余污泥泵房1座,收集二沉池排出污泥,一部分作為回流污泥由回流污泥泵提升至厭氧池,另一部分作為剩余污泥由剩余污泥泵提升至貯泥池。
回流污泥泵數(shù)量為2臺(tái),1用1備,回流比設(shè)計(jì)值為100%,剩余污泥泵2臺(tái),1用1備,每臺(tái)泵出水管上均設(shè)有止回閥和手動(dòng)閘閥。污泥泵房與二沉池之間的連接管上均設(shè)有手動(dòng)閘閥,以防檢修時(shí)切斷泵房與二沉池之間的連通。所有閥門均設(shè)置在閥門井中。
2、存在問題
目前該工程回流污泥泵房主要存在以下兩大方面的問題:
第一方面,回流泵設(shè)計(jì)流量按回流比100%設(shè)計(jì),而污水廠運(yùn)行過程中由于處理水量及水質(zhì)的變化,實(shí)際需要的回流量并非總是一個(gè)固定值,一般要少于設(shè)計(jì)值,這就需要調(diào)節(jié)回流污泥量。而本工程回流泵為2臺(tái),1用1備,要么開一臺(tái),要么開兩臺(tái),要么全停,其他值則無法調(diào)節(jié)。
但為滿足運(yùn)行要求,有時(shí)只能通過調(diào)節(jié)泵出口閥門來實(shí)現(xiàn)對回流量的改變。但由于泵出口閥門設(shè)置在閥門井內(nèi),經(jīng)常調(diào)節(jié)很不方便。調(diào)節(jié)閥門是通過增加阻力達(dá)到控制流量的目的,同時(shí)也增大了泵的能耗,而且不能準(zhǔn)確計(jì)量實(shí)際回流量。對生物處理工藝的運(yùn)行效果產(chǎn)生一定影響。
第二方面,當(dāng)一座二沉池檢修需要放空時(shí),為不影響另一座二沉池工作,也防止回流污泥倒流入放空池,需將要檢修的二沉池與回流污泥泵房之間連通管上的閥門關(guān)閉。但由于污水處理廠運(yùn)行時(shí)間較長,且污水污泥侵蝕和雜質(zhì)的積累等原因,各種設(shè)備及管件均有不同程度的生銹及老化現(xiàn)象,導(dǎo)致閥門關(guān)不緊,使得回流泵房中的部分回流污泥仍然有倒流現(xiàn)象,給檢修帶來很多不便。
3、改造措施
針對以上存在的兩方面問題,本著充分利用原有設(shè)備、盡量減少投資的原則,對回流污泥泵房進(jìn)行改造,改造措施主要有:
(1)改變回流污泥量方法,除采用調(diào)節(jié)出口閥門外,還可以將大流量泵變成多臺(tái)小流量泵,通過改變開啟泵的臺(tái)數(shù)實(shí)現(xiàn);也可以給泵設(shè)置變頻器,通過改變泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)出流量。
調(diào)節(jié)出口閥門,需要人工調(diào)節(jié),操作不便,既增加工人工作,又使設(shè)備能耗增加;將大流量泵改成多臺(tái)小流量泵,由于泵房已經(jīng)建成,泵的基礎(chǔ)、出水管道、閥門等均以鋪設(shè),要改成多臺(tái)小泵,工程量較大,不宜實(shí)現(xiàn);而安裝變頻器較為容易,且控制方便,調(diào)節(jié)流量的同時(shí)還可節(jié)省能耗。
所以,設(shè)計(jì)增設(shè)一臺(tái)變頻器,以一拖二的方式控制一用一備的兩臺(tái)泵,以根據(jù)運(yùn)行需要調(diào)節(jié)回流污泥量的大小。
(2)污水廠的進(jìn)水量和水質(zhì)在廠區(qū)進(jìn)水口處均有計(jì)量,隨著水量或水質(zhì)的變化,為達(dá)到處理要求,需要回流量有所變化,這就要用變頻器調(diào)節(jié)。那么調(diào)節(jié)后的回流量具體是多少呢?可以根據(jù)泵的轉(zhuǎn)速變化計(jì)算出數(shù)值。但這與實(shí)際情況仍有誤差,而且不直觀。
所以,在回流污泥泵出水總管上增設(shè)電磁流量計(jì),這樣就可以實(shí)時(shí)顯示回流污泥量的多少,給運(yùn)行人員提供更準(zhǔn)確、更直觀、更快捷的數(shù)據(jù),以確保生物池安全、高效運(yùn)行。
(3)連通二沉池與污泥泵房之間的管道中間不管設(shè)置何種形式的閥門,比如蝶閥、閘閥等等,時(shí)間長了,都難免出現(xiàn)關(guān)不嚴(yán)的現(xiàn)象,影響運(yùn)行維護(hù)。那么如何從根本上解決這個(gè)問題呢?
本次設(shè)計(jì)采用在連通管道出口端設(shè)置套筒閥的方法。具體就是將二沉池向回流污泥泵房排泥管道的出口端焊接一段垂直向上的豎管,豎管上端設(shè)置套筒閥。套筒閥最高閥位標(biāo)高比二沉池液位高50mm,最低閥位比二沉池液位低1150mm,閥門操作盤設(shè)置在池頂,操作簡單、方便。利用套筒閥代替其他形式的閥門,控制靈活、閥門關(guān)閉效果好,而且可以節(jié)省閥門井,節(jié)省平面占地。
二、設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、回流及剩余污泥泵的配置:①回流污泥泵:一般活性污泥法的回流比20%―100%,不同的處理工藝有不同需要,根據(jù)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。故選擇回流污泥泵時(shí),要考慮以后對回流量的調(diào)節(jié)。根據(jù)具體的工藝需要,采用至少2用1備的配置方式,或采用1用1備,但設(shè)置變頻器調(diào)節(jié)的方式。②剩余污泥泵:剩余污泥泵的作用是將剩余污泥提升排入貯泥池、消化池或直接排入脫水機(jī)房脫水,故剩余泵的配置主要根據(jù)污泥量的大小,以及配合脫水機(jī)工作的時(shí)間決定,一般采用1用1備。
2、閥門及閥門井設(shè)置:回流污泥泵和剩余污泥泵的出水管上均應(yīng)設(shè)置止回閥和調(diào)節(jié)閥,以便需要時(shí)切斷水流和防止水錘對泵的影響。止回閥和調(diào)節(jié)閥均應(yīng)放置在閥門井內(nèi)。為避免閥門井過深過寬,所選閥門應(yīng)盡量少占空間。由于閘閥閥桿較長,會(huì)加大閥門井的深度,而且操作不如蝶閥靈活,所以一般宜選擇碟閥。閥門井總高度不宜過高,以不超過2米為宜,井內(nèi)需設(shè)置集水坑,閥門井較深時(shí)還應(yīng)設(shè)置爬梯。
3、集水池設(shè)計(jì):集水池的有效容積應(yīng)滿足不小于最大一臺(tái)泵5分鐘的出流量,最低液位滿足污泥泵的設(shè)備要求,最高液位根據(jù)有效容積及平面尺寸,并結(jié)合最低液位確定。由于二沉池與集水池連通,當(dāng)泵停止工作時(shí),二沉池與集水池將形成U型連通管,此時(shí),集水池液位與二沉池液位相平,故集水池的頂標(biāo)高要高于二沉池的最高液位,一般采用和二沉池頂標(biāo)高一致。
4、排泥閥的設(shè)置:二沉池內(nèi)的污泥由污泥管道排入集水池,為便于構(gòu)筑物單獨(dú)檢修,一般在排泥管道上設(shè)置閥門,此閥門宜為套筒排泥閥,以避免閥門故障時(shí)檢修困難等問題。套筒排泥閥設(shè)置在污泥管道豎直向上的出口端,閥門調(diào)節(jié)的最高點(diǎn)一般為最高液位(儀二沉池設(shè)計(jì)最高液位)以上50―100mm,最低點(diǎn)為最高液位以下950―1150mm,即調(diào)節(jié)范圍為1000mm―1200mm。
5、起吊裝置:為安裝及檢修方便,泵房內(nèi)可根據(jù)需要設(shè)置起吊裝置,一般采用電動(dòng)葫蘆。電動(dòng)葫蘆應(yīng)根據(jù)需起吊的污泥泵的重量選型。為便于將吊出的污泥泵及時(shí)運(yùn)走維修,電動(dòng)葫蘆的導(dǎo)軌一般要伸出集水池壁外1.5m。
結(jié)束語:
污泥回流泵房在污水處理過程中起著重要的作用,合理設(shè)計(jì)、優(yōu)化選型,可有效降低投資,提高設(shè)備利用率,簡化操作程序,方便維護(hù)管理,是整座污水處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行中重點(diǎn)之一,需要認(rèn)真對待。
參考文獻(xiàn):
1、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50014―2006(2011版)) ,中國計(jì)劃出版社,2011
2、呂東方,污泥回流泵站的設(shè)計(jì)要點(diǎn),城市建設(shè)理論研究,2012,(6)
關(guān)鍵詞: 城市污水污泥; 濃縮; 穩(wěn)定; 脫水; 堆肥
中圖分類號: U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1 我國城市污水污泥的特性
1.1 重金屬以及營養(yǎng)物含量
城市污水廠中的工業(yè)廢水的含量以及水質(zhì)直接決定了污水中重金屬的含量。城市的工業(yè)布局、地理位置、城市的性質(zhì)等都會(huì)導(dǎo)致其重金屬含量的差異。污水經(jīng)二級處理后,其重金屬離子50%以上轉(zhuǎn)移到污泥中,因此污泥中的重金屬離子含量一般都較高。我國城市居民食品結(jié)構(gòu)與發(fā)達(dá)國家不同,居民住宅的衛(wèi)生設(shè)施還不十分完善,城市公共廁所所占比例較大,這部分污水大多未接入下水道,因此造成城市污水廠污泥的有機(jī)物含量較低。表2為我國城市污水污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)含量。從表2可以看出,我國8個(gè)城市的14座污水處理廠污泥中的有機(jī)物質(zhì)平均含量約為36.63%。除了有機(jī)物外,污泥中還含有大量植物生長所必需的肥分、微量元素及土壤改良劑(有機(jī)腐殖質(zhì))。上述14座污水處理廠污泥中所含的氮、磷、鉀的平均含量約為2.75%、1.03%和0.74%
1.2 碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的含量以及熱值
眾所周知,我國目前只是一個(gè)發(fā)展中國家,肉類和奶制品在城市居民的日常消費(fèi)中所占比例較小,致使污泥所含有機(jī)物中淀粉、糖類、纖維素等碳水化合物含量高(>50%),而脂肪和蛋白質(zhì)含量低(脂肪為20%,蛋白質(zhì)為30%)。污泥厭氧消化時(shí),分解單位質(zhì)量有機(jī)物的沼氣產(chǎn)量從大到小為脂肪y碳水化合物y蛋白質(zhì),沼氣中CH4含量從大到小為脂肪y蛋白質(zhì)y碳水化合物。我國的某污水廠污泥厭氧消化時(shí),有機(jī)物的分解率、沼氣的產(chǎn)量和沼氣中CH4的含量分別為30%~50%、6~12 m3Pm3污泥和45.0%~55.9%。我國5座污水廠的污泥厭氧消化沼氣成分見表3。由于污泥的含水率因生產(chǎn)與處理狀態(tài)而有較大差異,故其熱值一般均以干基或干燥無灰基形式給出。我國城市污水污泥含有較高的熱值(見表4),在一定含水率以下具有自持燃燒(不需要添加輔助燃料)及干污泥用作能源的可能。
1.3 CPN值和pH值和酸堿度
污泥厭氧消化的適宜CPN值為(10~20)B1。我國城市污泥雖屬高碳水化合物型,但由于城市污水中工業(yè)廢水所占比重較高,含氮量較高,所以污泥CPN值仍可保持(10~20)B1的水平。pH值與酸堿度也是厭氧消化的重要影響因素,我國城市污水污泥pH值為6.5~7.0,總堿度為16~26 mgPL,基本屬于正常范圍,不會(huì)對消化等反應(yīng)產(chǎn)生太大的影響。
2 污泥處理、處置現(xiàn)狀
2.1 污泥處理現(xiàn)狀及分析
根據(jù)國家環(huán)??偩?提供的數(shù)據(jù)顯示,目前我國的污水處理率為百分之二十五左右,污水排放量為401@108m3Pa,已建成運(yùn)轉(zhuǎn)的城市污水處理廠有400余座,處理能力為2 534@104m3Pd。按污泥產(chǎn)量占處理水量的0.3%~0.5%(以含水率97%計(jì))計(jì)算,我國城市污水廠污泥的產(chǎn)量為(7.602~12.670)@104m3Pd。
2.1.1 污泥濃縮
污泥濃縮主要是降低污泥中的孔隙水,通常采用的是物理法,主要包括重力濃縮法、氣浮濃縮法、離心濃縮法等,其處理性能如表6所示。
從表6給出的數(shù)據(jù)可以得出,最為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方法就是用重力濃縮法來處理初沉污泥。對于剩余污泥來說,由于其濃度低、有機(jī)物含量高、濃縮困難,采用重力濃縮法效果不好,而采用氣浮濃縮、離心濃縮則設(shè)備復(fù)雜,費(fèi)用高,也不合適。所以,目前推行將剩余污泥送回初沉池與初沉污泥共同沉淀的重力濃縮工藝,利用活性污泥的絮凝性能,提高初沉池的沉淀效果,同時(shí)使剩余污泥得到濃縮。對此進(jìn)行的試驗(yàn)研究表明這種工藝的初沉池出水水質(zhì)好于傳統(tǒng)工藝。我國污水廠所采用的污泥濃縮方法的情況見圖1。圖1 幾種污泥濃縮法在我國所占的比例。限于我國的經(jīng)濟(jì)狀況,且污泥中有機(jī)物含量低,所以重力濃縮法仍將是今后主要的污泥減容手段。我國現(xiàn)有的污泥脫水措施主要是機(jī)械脫水,而干化場由于受到地區(qū)條件的限制很少被采用。圖3為幾種污泥脫水技術(shù)在我國所占的比例。污泥經(jīng)濃縮、消化后含水率尚為95%~97%,體積仍然很大。這樣龐大體積的污泥如果不經(jīng)過干化脫水處理,不但會(huì)造成環(huán)境污染,也將為運(yùn)輸及后續(xù)處置帶來許多不便。從圖3可以發(fā)現(xiàn),我國將近50%的污泥沒有經(jīng)過脫水,說明我國的污泥脫水還是比較落后,還存在很大的問題。
2.1.2污泥穩(wěn)定
我國目前常用的污泥穩(wěn)定方法是厭氧消化,好氧消化和污泥堆肥也有部分被采用,并且污泥堆肥正處于不斷研究階段,而熱解和化學(xué)穩(wěn)定方法由于技術(shù)的原因或者是由于經(jīng)濟(jì)、能耗的原因而很少被采用。圖2為上述幾種污泥穩(wěn)定方法在我國所占的比例。從圖2可以看出,我國城市污水污泥中有55.70%沒有經(jīng)過任何穩(wěn)定措施,大量的未經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥必然會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。就我國現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)技術(shù)情況來看,由于經(jīng)過厭氧消化后的污泥具有易脫水、性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn),所以今后污泥穩(wěn)定將仍是以厭氧消化為主,而污泥好氧堆肥是利
用微生物的作用將污泥轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)的過程,堆肥后污泥穩(wěn)定化、無害化程度高,是經(jīng)濟(jì)簡便、高效低耗的污泥穩(wěn)定化無害化替代技術(shù),也將在我國擁有廣闊的應(yīng)用前景。
2.2 污泥處置現(xiàn)狀及分析
現(xiàn)今我國城市污水污泥的處置方式有比較多途徑。其中包括土地利用、衛(wèi)生填埋、焚燒處理和水體消納等方法,這些方法都能夠容納大量的城市污水污泥。我國自1961年北京高碑店污水處理廠的污泥大多被當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民施用于土地,其后的天津紀(jì)莊子污水處理廠的污泥也均用于農(nóng)田。隨著城市污水污泥產(chǎn)量和污水處理廠的逐漸增多,目前我國已開始將污水處理廠污泥用于土地填埋和城市綠化,并將污泥作為基質(zhì),制作復(fù)合肥用于農(nóng)業(yè)等。但在國內(nèi),總的狀況還是以土地利用的形式將污泥用于農(nóng)業(yè)。但由于我國在污泥管理方面對污泥所含病原菌、重金屬和有毒有機(jī)物等理化指標(biāo)及臭氣等感官指標(biāo)控制的重視程度還不夠,因此限制了對污泥的進(jìn)一步處置利用,圖4為幾種污泥處置技術(shù)在我國所占的比例。
我國在污泥處置時(shí)出現(xiàn)最嚴(yán)重的問題的地方就是在最終出路這一方面,從圖4可以看到仍有13.79%的污泥未經(jīng)任何處置,這將給環(huán)境帶來巨大危害。污泥散發(fā)的臭氣污染空氣,病原菌對人類健康產(chǎn)生潛在威脅,重金屬和有毒有害有機(jī)物污染地表和地下水系統(tǒng)。造成這種現(xiàn)象的原因可以歸納如下:由于我國污泥處理處置起步較晚,許多城市沒有將污泥處置場所納入城市總體規(guī)劃,從而造成很多處理廠難以找到合適的污泥處置方法和污泥棄置場所;我國污泥利用的基礎(chǔ)薄弱,人們對污泥利用的認(rèn)識(shí)存在嚴(yán)重不足,對污泥的最終處置問題缺乏關(guān)注,給一些有害污泥的最終處置留下了隱患;污泥的利用率不是很高,仍有一部分污水廠污泥只經(jīng)貯存即由環(huán)衛(wèi)部門外運(yùn)市郊直接堆放(南方很多城市采用這種方式)。這樣的處置方式既影響了污水廠的正常運(yùn)行,同時(shí)污泥的隨意堆放又可能產(chǎn)生二次污染,也造成污泥資源的浪費(fèi)。因此,我國當(dāng)前面臨的問題是盡快發(fā)展污泥處置技術(shù)來應(yīng)付不斷增長的污水污泥。傳統(tǒng)的污泥土地處理不僅可利用土壤的自凈能力對污泥作進(jìn)一步無害化處理,而且污泥中的有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)可改善土壤結(jié)構(gòu),也可回收利用有機(jī)質(zhì),促進(jìn)植物生長,污泥土地利用使生產(chǎn)費(fèi)用降低。無論從經(jīng)濟(jì)因素還是特別是污泥農(nóng)用都是一種符合我國國情的處置方法。
結(jié)語
我國城市污泥雖然是一種排放物,但實(shí)際上是一種潛在資源,由于我國工業(yè)不斷的發(fā)展,其產(chǎn)量也一定會(huì)越來越大,因此現(xiàn)今污水處理工作中的重中之重就是如何妥善地利用和處理處置污水污泥。我國城市污泥的處理處置落后于污水處理,但是為了能夠節(jié)約資源,減少環(huán)境污染,應(yīng)該采取切實(shí)可行解決污泥的處理處置中存在的問題,
參考文獻(xiàn):
[1] 張自杰,林榮忱,金儒霖.排水工程(第3版) [M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1996.
[2] 袁守軍,朱宛華.合肥市污水處理廠污泥處置途徑探討[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,24(4):538 -542.
[3] 金儒霖.中國城市污水廠污泥處理的綜述[J].武漢城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào),1994,11(2):1 -12.
[4] 嚴(yán)煦世.水和廢水技術(shù)研究[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1992.
關(guān)鍵詞: 污泥處理處置,污泥干化,轉(zhuǎn)盤式干化機(jī),循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。
中圖分類號:[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:
Abstract: our way out of the sludge has a very prominent, the relevant state departments are actively carry out of sludge treatment and disposal of research and related technologies develop policies work. In this paper, the sludge treatment and disposal of linfen city in project planning ideas, according to harmless and recycling and low carbon energy saving to the principle of combining, and according to local conditions, scientific selection of technical route and the construction project, meet the country's energy consumption and pollution reduction in overall requirements of strategies, realize the comprehensive utilization of sludge treatment and disposal, to finally realize the sludge "zero emission of recycle economy mode.
Keywords: sludge disposal, the sludge drying, turn disc dry HuaJi, recycle economy mode
1. 合理安全處理處置污泥的必要性
作為污水處理過程中的副產(chǎn)物,污水處理廠產(chǎn)生的污泥富含寄生蟲卵、病原體、病毒、重金屬等,具有較強(qiáng)的污染性質(zhì),如果隨意棄置,這些污染物質(zhì)會(huì)通過雨水沖刷、地表滲入、空氣擴(kuò)散等多種途徑進(jìn)入地表水、地下水、大氣、食物鏈直至人體本身,嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境和人體健康。脫水后的污泥含水率仍較高,一般在75%以上,這部分水份難以焚燒,運(yùn)輸成本高,堆放占地面積大,直接填埋則會(huì)使填埋場提前報(bào)廢。污泥散發(fā)出的惡臭和排放氣體是污染嚴(yán)重的溫室氣體,可能影響相當(dāng)大的一片周邊壞境。
根據(jù)估算,我國目前城市污水處理廠每年排放的污泥量(干重)大約為130萬噸,而且年增長率大于10%,特別是在我國城市化水平較高的城市與地區(qū),污泥出路問題已經(jīng)十分突出。如果城市污水全部得到處理,每年將產(chǎn)生污泥量(干重)約為840萬噸,占我國總固體廢棄物的3.2%。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家,污泥處理處置是城市污染控制中極為重要的環(huán)節(jié),其投資約占污水處理廠總投資的50%~70%。而我國用于污泥處理處置的投資約占污水處理廠總投資的20~50%,可以看出,污泥處理處置處于滯后狀態(tài)。現(xiàn)在許多污水處理廠對污泥的做法僅僅是通過簡單的濃縮、脫水處理后就直接外運(yùn)堆放或填埋,遠(yuǎn)未達(dá)到安全處理處置的要求。國家有關(guān)部門正積極開展污泥處理處置的研究和相關(guān)技術(shù)政策的制訂工作,中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)于2011年下發(fā)了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》(試行)。
可以看出,在“十二五”期間,我國的環(huán)保重點(diǎn)將放在污泥處理處置等方面,因此合理安全處理處置污泥符合我國環(huán)保設(shè)施建設(shè)規(guī)劃的要求 。
2.本項(xiàng)目污泥處理處置方式的選擇
污泥處理時(shí)為滿足污泥最終處置方式的要求,對污泥進(jìn)行以"減量化、穩(wěn)定化、無害化"為目標(biāo)的全過程。一般包括濃縮、脫水、厭氧消化、好氧消化、石灰穩(wěn)定、堆肥、干化和焚燒等。污泥處置是污泥處理后的消納過程,一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚燒。污泥處置制約著污泥的處理方式,因此在確定污泥處理目標(biāo)前首先需確定本項(xiàng)目的污泥處置方式。
對于本項(xiàng)目而言,厭氧消化、好氧堆肥及焚燒工藝雖然可取得一定的減量化、穩(wěn)定化及無害化效果,繼而實(shí)現(xiàn)資源化目標(biāo),但厭氧消化后含水率高,體積大,臭味重,所以對于農(nóng)田和綠地施肥利用率較少。好氧堆肥存在資源化途徑較少且受地域影響較大,占地較大,堆肥后產(chǎn)品量較大處理困難等問題。污泥石灰穩(wěn)定脫水方法是一種新的污泥處理方式,適合有長期大量回填土要求的地區(qū),應(yīng)用受到一定的限制。焚燒雖為最徹底的處理方式,但也存在其投資費(fèi)用高,后繼資源化途徑少等因素。
而無論是填埋、焚燒、農(nóng)業(yè)利用還是工業(yè)利用,污泥干化都是重要的一步。污泥干化是污泥處置最基本的步驟,通過干化加焚燒全系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營,可以徹底解決污泥問題,無需為污泥顆粒另外尋找途徑,同時(shí)可以回收一些能量,但是單獨(dú)的污泥焚燒運(yùn)行成本較高,所以可以考慮干化后的污泥通過臨汾熱電廠與煤混燒,既能實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、資源化,又不需要建造單獨(dú)的焚燒系統(tǒng)和配置單獨(dú)的管理人員,是污泥處置的較好的一條途徑。
污泥的熱干化處理采用熱能進(jìn)行,可將污泥從含水率80%降低到60%甚至10%以下,減量50%~78%。主要優(yōu)點(diǎn)是占地相對較小,減量效率高,處置出路較具靈活性。熱干化是最有效的減量方式,從目前國際上污泥處理處置的趨勢看,由于其能耗方面的支出低于直接焚燒,而效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于堆肥和風(fēng)干,所以,熱干化目前已成為一種發(fā)展最快且最適合于城市污水處理廠污泥大規(guī)模減量要求,并可加以后繼利用的處理形式。污泥不管是作為建材利用、土地利用還是焚燒,首先都需要進(jìn)行干化處理。干化工藝可以作為任一處置策略的中間步驟,適合目前處置多樣化導(dǎo)向的要求。污泥干化處理后可與煤混燒,熱電廠一般要求的污泥含固率為50%-60%,另外還存在作為綠化用土、垃圾填埋場覆蓋土添加料等多種可能。近年來,污泥低溫、中溫干化工藝的普遍應(yīng)用,使得設(shè)備投入及處理成本大為降低,可利用的熱源范圍不斷擴(kuò)大,使得大量的低品質(zhì)熱源得以充分利用,符合節(jié)能減排政策要求,干化工藝的減量化、穩(wěn)定化、無害化效果顯著及后繼資源化途徑成多樣化方式。
污泥干化具有以下特點(diǎn):
1)顯著兼容各種污泥,經(jīng)過烘干處理后的污泥其含水率可減至5%~40%,體積可減少2~5倍,實(shí)現(xiàn)了污泥的減量。
2)在干燥的過程中,可以有效的殺滅各種有害菌,其產(chǎn)品無臭和無病原體,使處理后的污泥更宜被接受。
3)產(chǎn)品適用于多種途徑的最終處置,可根據(jù)泥質(zhì)情況,用于制作復(fù)合肥、建筑材料、土壤改良劑、工程回填土、替代能源等。
4)污泥的熱干燥過程可快速實(shí)現(xiàn)污泥的減量化,過程中通常不外加其它輔助物料進(jìn)入污泥,因此對污泥的性質(zhì),尤其是污泥的熱值等方面影響極小。
臨汾市現(xiàn)已建成污水處理廠兩座,臨汾郭村污水處理廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為7萬m3/d,臨汾第二污水處理廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為8萬m3/d,均未考慮污泥處理處置措施,污泥經(jīng)濃縮脫水后外運(yùn)到垃圾處理場作填埋處理。根據(jù)兩座污水處理廠最終設(shè)計(jì)規(guī)模和進(jìn)出水水質(zhì)預(yù)計(jì)每天將共產(chǎn)生約279噸(含水率80%)污泥。直接填埋一方面占用了垃圾處理場大量的填埋庫容,另一方面也會(huì)造成垃圾處理場滲濾液排放及沼氣收集系統(tǒng)的堵塞,不利于垃圾處理場沼氣的資源化利用。如果進(jìn)行污泥干化,干化后的污泥仍含有一定的熱值,可作為臨汾市熱電廠的低熱值燃料,增加發(fā)電量。這樣干化污泥的含水率應(yīng)低于35%可與煤混燒。因此污泥干化處理即要達(dá)到含水率的要求,又要保證在污泥處理過程中盡可能不使污泥的熱值降低,也即盡可能不使干污泥中的有機(jī)物含量降低,無機(jī)物的含量增加。一方面污泥干化后(含水率35%)的低位熱值約為1300kcal/kg,可與發(fā)電廠的煤混燒發(fā)電。另一方面干化后的污泥根據(jù)有關(guān)資料顯示其橫向剪切強(qiáng)度及臭氣濃度均可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》(GB/T 23485-2009)中用作覆蓋土添加料的泥質(zhì)指標(biāo)的要求。因此干化后污泥,可不再作為垃圾進(jìn)行衛(wèi)生填埋,而是可以作為垃圾處理場的覆蓋土添加料進(jìn)行填埋處理,即可作為污泥應(yīng)急處置的備選方案。
3.本項(xiàng)目污泥干化方式的確定
本污泥干化項(xiàng)目處理規(guī)模為279t/d(按80%含水率計(jì))。目前暫按普通污泥泥質(zhì)考慮,進(jìn)泥含水率為80%,進(jìn)泥中有機(jī)物含量為55%。根據(jù)調(diào)研,目前可接納污泥的主要為臨汾熱電廠,與煤混燒發(fā)電。干化后污泥含水率小于35%,另外還存在作為綠化用土、垃圾填埋場覆蓋土添加料等多種可能。
干化后污泥含水率為35%,其低位熱值為1,200-1,800Kcal/kg,與煤混燒可增加熱電廠的發(fā)電量。污泥干化項(xiàng)目可利用臨汾市熱電廠的蒸汽作為熱源,從而達(dá)到互惠互利,既解決了污泥的處置問題,又適當(dāng)降低了工程運(yùn)行的成本。因而本工程的建設(shè)既達(dá)到了節(jié)能減排及以廢治廢的目標(biāo),又實(shí)現(xiàn)了工程的循經(jīng)濟(jì),雙方的共贏的可持續(xù)發(fā)展。本工程惡臭污染物排放廠界標(biāo)準(zhǔn)按二類區(qū)執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GBl4554-93的二級標(biāo)準(zhǔn)。廠內(nèi)排放的廢水、污水通過污水管線可送到污水處理廠進(jìn)行處理。
污泥干化處理工程主要包括以下系統(tǒng):污泥接受儲(chǔ)存和干化系統(tǒng),輔助系統(tǒng)有熱源系統(tǒng),臭氣處理系統(tǒng)以及其它輔助系統(tǒng)等。污水處理廠的脫水污泥輸送到污泥干化項(xiàng)目處,進(jìn)行計(jì)量后,卸至接料倉內(nèi),經(jīng)卸料螺旋和污泥泵送至污泥干化機(jī)。本項(xiàng)目污泥干化可采用的熱源為臨汾市熱電廠提供的1MPa飽和蒸汽。
目前污泥干化根據(jù)熱媒是否與污泥直接接觸可分為二類:一類是用燃燒煙氣直接進(jìn)行干化,另一類是用蒸汽或熱油等熱介質(zhì)進(jìn)行間接干化。
(1) 直接干化:將高溫?zé)煹罋庵苯右敫稍锲?,通過氣體與濕物料的接觸、對流進(jìn)行換熱。這種做法的特點(diǎn)是熱量利用的效率高,但是如果化的物料具有污染物性質(zhì),也將帶來排放問題,因高溫?zé)煹罋獾倪M(jìn)入是持續(xù)的,因此也造成同等流量的、與物料有過直接接觸的廢氣必須經(jīng)特殊處理后排放,代表設(shè)備有轉(zhuǎn)鼓、帶式、流化床等干化方式,由于本工程采用蒸汽作為熱源,因此該方式不適用于本工程。
(2) 間接干化:將高溫?zé)煹罋獾臒崃客ㄟ^熱交換器,傳給某種介質(zhì),這些介質(zhì)可能是導(dǎo)熱油、蒸汽或者空氣。介質(zhì)在一個(gè)封閉的回路中循環(huán),與化的物料沒有接觸。熱量被部分利用后的煙道氣正常排放。代表設(shè)備有轉(zhuǎn)盤式、薄層、帶式等等干化方式。
污泥干化根據(jù)運(yùn)行溫度的高低大致可分為兩類:一類是采用帶式低、中溫干化,另一類是利用熱爐進(jìn)行高溫干化。
第一類干化工藝主要適用于氣溫較高的地區(qū),能耗為電能及熱能,其特點(diǎn)是干化設(shè)備相對較少,干化度調(diào)節(jié)靈活,可間隙性連續(xù)運(yùn)行,但占地相對較大、適合用于處理量較小的情況,不適用于本項(xiàng)目。
第二類干化工藝適用于各類物料的干化,不受地區(qū)和氣候的影響,自動(dòng)化程度較高,運(yùn)行較穩(wěn)定可靠,能量消耗主要為電能及熱能,運(yùn)行費(fèi)用相對較高,適用于較大處理量的情況。目前污泥熱爐干化工藝有帶式干化工藝、轉(zhuǎn)筒干化工藝(屬直接干化方式)、污泥“珍珠工藝”、流化床干化工藝、臥式轉(zhuǎn)盤干化工藝、渦輪薄層干化工藝及組合式兩級干化工藝等。其中全干化的有:流化床干化、轉(zhuǎn)盤干化、帶式干化、組合式兩級干化,半干化方式有:轉(zhuǎn)盤干化、帶式干化。
污泥處理處置途徑較多,而不同處置途徑對污泥干化度的要求也不盡相同,本項(xiàng)目干化后污泥主要途徑為運(yùn)至發(fā)電廠與煤混燒發(fā)電,含水率要求小于35%,屬半干化。從上面分析可知,通常用于半干化的工藝有:轉(zhuǎn)盤干化和帶式干化兩種形式。
帶式干化機(jī):
帶式干化機(jī)由若干個(gè)獨(dú)立的單元段組成。每個(gè)單元段包括循環(huán)風(fēng)機(jī)、加熱裝置、單獨(dú)或公用的新鮮空氣抽入系統(tǒng)和尾氣排出系統(tǒng)。對干燥介質(zhì)數(shù)量、溫度、濕度和尾氣循環(huán)量操作參數(shù),可進(jìn)行獨(dú)立控制,從而保證帶式干化機(jī)工作的可靠性和操作條件的優(yōu)化。帶式干化機(jī)操作靈活,濕物進(jìn)料,干燥過程在完全密封的箱體內(nèi)進(jìn)行,勞動(dòng)條件較好,避免了粉塵的外泄。但其缺點(diǎn)是占地面積相對較大,能耗相對較高,臭氣處理量也較大。
帶式干化機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖
轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)
轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)主體由一個(gè)圓筒形的外殼和一組中心貫穿的轉(zhuǎn)盤組成。轉(zhuǎn)盤組是中空的,熱水蒸氣從這里流過,把熱量通過轉(zhuǎn)盤間接傳輸給污泥。污泥在轉(zhuǎn)盤與外殼之間流過,接受轉(zhuǎn)盤傳遞的熱,蒸發(fā)水分。污泥水分形成的水蒸氣聚集在轉(zhuǎn)盤上方的穹頂里,被少量的通風(fēng)帶出干燥機(jī)。轉(zhuǎn)盤有兩個(gè)作用:一是它給污泥提供足夠大的換熱面積;二是它緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),它上面的小瓣片推動(dòng)污泥向指定的方向流動(dòng)并起到很好的攪拌作用。轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)具有能耗較小,占地小,設(shè)備數(shù)量少的優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是污泥與槳葉有接觸,因此存在磨損現(xiàn)象,要求采用優(yōu)質(zhì)鋼材或特殊耐磨鋼材。
轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖
通過比較分析,本污泥干化項(xiàng)目采用轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)。因?yàn)檗D(zhuǎn)盤式干化機(jī)是一種傳導(dǎo)式干燥機(jī),傳熱媒質(zhì)與物料不直接接觸,而通過固定的傳熱面換熱。比起對流傳熱方式,這種方法工藝氣體量小得多,粉塵少甚至無粉塵,固體與氣體不混合,輔助設(shè)備少,系統(tǒng)簡潔,更節(jié)省熱能和電能。轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)運(yùn)行可靠,年工作時(shí)間在8000小時(shí)以上,維護(hù)量很小。由于采用傳導(dǎo)式換熱工藝,轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)安全性能非常優(yōu)異,粉塵含量低,氧濃度低,熱介質(zhì)溫度一般不超過200°C。值得一提的是,當(dāng)轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)半干化(出泥含固率范圍35%-45%)時(shí),則不需考慮安全問題,因?yàn)榘敫苫に嚤旧聿豢赡苄纬勺匀蓟蚍蹓m爆炸的條件。
轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)的特點(diǎn)如下:
1. 設(shè)置空氣補(bǔ)給口使尾氣排放更加順暢,系統(tǒng)負(fù)荷變小。
2. 可靠性高,持續(xù)運(yùn)行性好,可晝夜運(yùn)轉(zhuǎn),適用于長時(shí)間大處理量的物料干燥。
3. 運(yùn)行時(shí)氧含量、溫度和粉塵量低,安全性好。
4. 臥式轉(zhuǎn)盤干化機(jī)每個(gè)豎立轉(zhuǎn)盤的左右兩面?zhèn)鳠幔瑐鳠崦娣e大,結(jié)構(gòu)緊湊,外形尺寸小。
5. 輔助設(shè)備少,系統(tǒng)簡單。
6. 可采用低溫?zé)嵩矗ā?80℃)加熱,轉(zhuǎn)盤上的污泥在停車時(shí)不會(huì)過熱。
7. 所需輔助空氣少,尾氣處理設(shè)備小。
8. 臥式轉(zhuǎn)盤干化機(jī)可應(yīng)用于半干化工藝,也可應(yīng)用于全干化工藝。
9. 可采用蒸汽,導(dǎo)熱油等多種傳熱介質(zhì)。
10. 機(jī)身上部的蓋子可以完全打開,便于保養(yǎng)。
11. 維修少,持續(xù)運(yùn)行性好,可晝夜運(yùn)轉(zhuǎn),保證每年8000 小時(shí)運(yùn)行。
12. 停電狀態(tài)能夠緊急啟動(dòng),運(yùn)行穩(wěn)定。
13. 構(gòu)造牢固,持久耐用。
4.本項(xiàng)目污泥干化工藝設(shè)計(jì)
4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)盤式污泥干化系統(tǒng)圖
工藝流程如下:污水處理廠脫水污泥輸送至本項(xiàng)目污泥接料倉中,再由污泥泵送至干化機(jī)進(jìn)行干化處理。干化熱源來自臨汾熱電廠的蒸汽。經(jīng)過污泥干化機(jī)后的污泥由出料口出料,可輸送至臨汾熱電廠與煤進(jìn)行混燒。干化污泥所排放的尾氣主要是水蒸汽,但也含有副產(chǎn)品氣體和溶解在污泥水中的氣體。尾氣被送至噴淋塔,通過噴淋和冷凝液循環(huán)冷凝,釋放出的廢水約為193t/d,可排放到市政污水管道至污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。干化后的剩余氣體將通過引風(fēng)機(jī)抽離噴淋塔,與濕污泥接料倉間及干化車間內(nèi)產(chǎn)生的惡臭氣體等一起進(jìn)行化學(xué)除臭及生物除臭。本項(xiàng)目的噪聲來自各類機(jī)泵,如泥泵、風(fēng)機(jī)等,噪音滿足 (GB12348-2008)的要求。
4.2工藝及設(shè)備參數(shù):
工藝參數(shù):
進(jìn)泥:污泥量279t/d,污泥含水率80%
出泥:污泥量86t/d,污泥含水率35%
干化機(jī)蒸發(fā)水量:193 t/d,8t/h
1)濕污泥料倉
污泥倉為方形或柱形碳鋼結(jié)構(gòu),碳鋼防腐。污泥倉由倉體、液壓站、液壓缸等部分組成,矩形大口徑出料口位于底部。倉頂蓋板設(shè)有進(jìn)料口,即可自動(dòng)進(jìn)料又無污染。
有效容積:100m3;
數(shù)量:3臺(tái);
單體規(guī)格:Φ6700×3500mm。
額定功率: 22kw。
破拱功能:移動(dòng)滑架可防止污泥起拱、板結(jié)等現(xiàn)象的發(fā)生。
附件:料位顯示,控制柜,并有事故報(bào)警和系統(tǒng)緊急停功能。
2)污泥輸送泵
濕污泥料倉的預(yù)壓螺旋輔助喂料給螺桿泵。螺桿泵配備一個(gè)矩形進(jìn)料斗和增大橫截面的物料擠壓區(qū),同時(shí)帶有直徑和長度增大的帶狀進(jìn)料推進(jìn)螺旋。開放料斗的長度可以根據(jù)相應(yīng)的工況條件作調(diào)整。螺桿泵采用變頻調(diào)速、雙軸變螺距齒形結(jié)構(gòu),可以根據(jù)設(shè)定給料壓力自動(dòng)調(diào)整輸送量。
數(shù)量:6臺(tái);
功率:15kw;
流量:4.5t/hr;
3)轉(zhuǎn)盤干化機(jī)
污泥干化系統(tǒng)設(shè)置3臺(tái)轉(zhuǎn)盤式干化機(jī),單機(jī)干化能力為100t/d(含水率由80%至35%)。干化機(jī)變頻調(diào)速控制,干化用蒸汽為熱電廠1MPa的飽和蒸汽。
數(shù)量:3臺(tái);
裝機(jī)功率:90kw;
傳熱面積:411m2;
全容量:26m3;
干化方式:間接傳熱;
4)冷凝器
尾氣中含有大量水蒸汽,降溫放熱量較大,因此采用高效換熱器對尾氣進(jìn)行冷凝。
5)除臭單元
5-1)生物除臭
生物除臭過濾裝置,總面積為100m2,濾料高1.8m,停留時(shí)間3s,采用無機(jī)(20%)及有機(jī)混合濾料(80%)。
單速離心風(fēng)機(jī)數(shù)量:2套
風(fēng)量:8000 m3/h
風(fēng)壓:3360Pa
功率:17KW
5-2)化學(xué)除臭
采用化學(xué)吸收塔除臭系統(tǒng),進(jìn)氣房里的臭氣由風(fēng)機(jī)送到除臭系統(tǒng),臭氣處理系統(tǒng)有2組尺寸相同的塔,每組處理系統(tǒng)由1個(gè)酸塔、1個(gè)堿塔組成。每組系統(tǒng)塔的酸塔和堿塔結(jié)構(gòu)相同。在滌洗塔中,臭味分子從氣體轉(zhuǎn)變成液體并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成無機(jī)物。
新建NaOH儲(chǔ)藥罐1座,有效容積6m3。
新建H2O2儲(chǔ)藥罐1座,有效容積7m3。
新建H2SO4儲(chǔ)藥罐1座,有效容積6m3。
6)蒸汽鍋爐
配套一套蒸汽鍋爐作為備用。
4.3本項(xiàng)目直接建設(shè)費(fèi)用及運(yùn)行成本
本項(xiàng)目直接建設(shè)費(fèi)用(即一類費(fèi)用約為6773.80萬元),其中土建費(fèi)用約為1414.00萬元,設(shè)備購置費(fèi)用約為4793.80萬元,安裝費(fèi)用約為566.00萬元。單位生產(chǎn)成本約為213元/噸,單位經(jīng)營成本約為165元/噸。
5. 本項(xiàng)目運(yùn)行穩(wěn)定性及效益分析
1) 工藝配置和技術(shù)能力
工藝配置上,干化系統(tǒng)3套,無備用線,當(dāng)一條線檢修時(shí),可以適當(dāng)降低干化后污水的含固率,至少可滿足污泥填埋的要求。
技術(shù)能力上,污泥干化技術(shù)成熟,可以在進(jìn)料污泥含水率有變化的情況下,通過調(diào)節(jié)進(jìn)入干化機(jī)物料的污泥泵轉(zhuǎn)速,確保干化后污泥含水率在35%左右,滿足干化后污泥與煤混燒的要求。
2) 運(yùn)行穩(wěn)定維護(hù)方案
在任何工況下,系統(tǒng)都能全自動(dòng)運(yùn)行,包括啟動(dòng)和停車,也包括緊急停車。一旦系統(tǒng)停車,能在很短的時(shí)間內(nèi)重新啟動(dòng)并達(dá)到設(shè)計(jì)能力。運(yùn)行維護(hù)采用集中控制方式,對污泥干化系統(tǒng)、臭氣處理系統(tǒng)等,采用PROFIBUS總線系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制。
3) 環(huán)境效益
其可利用低品位熱源的特點(diǎn),可充分利用熱電廠等其它可產(chǎn)生廢熱的工廠的廢熱源,減少污泥干化對高品質(zhì)熱源的需求,降低運(yùn)行成本,從而符合國家節(jié)能減排及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。熱電廠焚燒干化后污泥,每年相當(dāng)于約5810噸標(biāo)準(zhǔn)煤(干化后污泥的熱值按1,300kcal/kg計(jì))的發(fā)電量,相當(dāng)于每年可減少二氧化碳排量約15810噸,實(shí)現(xiàn)減排。
4) 經(jīng)濟(jì)效益
本項(xiàng)目污泥的資源化產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益主要表現(xiàn)在:每年可為熱電廠提供相當(dāng)于約5810噸發(fā)電量的標(biāo)準(zhǔn)煤,按800元/噸煤計(jì)算,每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約465萬元。
6. 結(jié)論
城市污水處理廠產(chǎn)生污泥的處理處置與污泥資源化相結(jié)合,是解決污泥的最佳出路之一。首先實(shí)現(xiàn)污泥處理處置的“減量化、穩(wěn)定化及無害化”目標(biāo),在積累污泥資源化產(chǎn)品及市場經(jīng)驗(yàn)后,實(shí)現(xiàn)處置污泥的全面資源化,最終實(shí)現(xiàn)污泥“零排放”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。
參考文獻(xiàn):
1.《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南(試行)》(住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展和改革委員會(huì),二一一年三月)
2.《深圳市循環(huán)經(jīng)濟(jì)污泥干化項(xiàng)目》(中國給水排水2008年04期)
關(guān)鍵詞:CAST工藝污水處理
1、 項(xiàng)目介紹
凌水河污水處理廠是大連市的又一個(gè)BOT項(xiàng)目。設(shè)計(jì)處理能力每天6萬噸,服務(wù)人口22萬,占地3.3公頃,廠址位于凌水河入??谔?,匯水面積40.17平方公里。
2、 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
3、 各工藝段的介紹
污水處理采用循環(huán)式活性污泥法(CAST),污泥處理采用濃縮脫水后外運(yùn)至夏家河污泥處理廠。
(1)、預(yù)處理部分工藝流程及功能
利用原提升泵站(設(shè)有粗格柵)將污水壓力送至污水處理廠。
污水通過細(xì)格柵后進(jìn)入曝氣沉砂池,細(xì)格柵攔截污水中的大塊污物;曝氣沉砂池起到洗砂、沉砂的作用。池底的砂粒通過吸砂泵吸出,至砂水分離車間進(jìn)行砂水分離,分離后的砂子排出外運(yùn),污水流入污水管道,回流至污水廠進(jìn)口處。
通過曝氣沉砂池的水流入配水井,然后進(jìn)入CAST反應(yīng)池。
(2)、生化處理部分工藝流程及功能
CAST反應(yīng)池運(yùn)行時(shí)按進(jìn)水曝氣、沉淀、潷水完成一個(gè)周期,將污水凈化。
來水首先進(jìn)入生物選擇器,與回流污泥會(huì)合,然后進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)。生物選擇器內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢杵鳎鞣磻?yīng)池采用鼓風(fēng)曝氣。
CAST池中,設(shè)回流污泥泵,在進(jìn)水過程中將池中的污泥回流到生物選擇器中;還設(shè)剩余污泥泵,通過管道把剩余污泥送到污泥穩(wěn)定池,通過對排放污泥量的控制來調(diào)節(jié)反應(yīng)池中的泥齡。
曝氣階段停止后即開始沉淀,活性污泥經(jīng)靜態(tài)沉淀逐漸與上清液分離,沉淀過后,設(shè)置在CAST池的潷水器自動(dòng)啟動(dòng),進(jìn)入潷水階段,上清液被緩慢潷出,當(dāng)水位降到最低水位時(shí),潷水器停止并且回升到最大高度,CAST池開始進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
(3)、鼓風(fēng)機(jī)房及曝氣系統(tǒng)
鼓風(fēng)機(jī)房是生化處理系統(tǒng)的心臟,它不斷的通過曝氣系統(tǒng)為反應(yīng)池提供充足的空氣。每兩個(gè)CAST反應(yīng)池對應(yīng)一個(gè)流量計(jì),將風(fēng)量信號送入PLC,PLC通過風(fēng)量值的變化來控制鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)頻運(yùn)行。
(4)、污泥脫水車間
通過污泥脫水,污泥不僅體積大量減小,而且呈固態(tài)狀,便于運(yùn)輸和后續(xù)處理。
本廠采用離心式污泥脫水機(jī),經(jīng)過脫水后污泥含固率20%以上。
(5)、紫外消毒槽
紫外線設(shè)備產(chǎn)生的足夠劑量的強(qiáng)紫外線,照射后使水中的各種細(xì)菌、病毒等細(xì)胞組織中的DNA、RNA被破壞,阻止細(xì)胞的再生,能殺滅99.9%以上。
(6)、采用意大利進(jìn)口的從生物中提取的藥劑除臭。
4、 實(shí)際運(yùn)行情況
污水處理廠建成后,于2006年10月初生物池進(jìn)水開始進(jìn)行污