污泥处理处置方法及技术比较
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污泥处理处置与资源化利用途径污泥是城市污水处理过程中产生的固体废物,含有大量的有机物、肥料成分和微生物等,具有一定的资源化利用潜力。
然而,由于其含有重金属、有机物和微生物等成分,直接排放或随意处理不仅会对环境造成污染,还会浪费宝贵的资源。
因此,研究污泥的处理处置与资源化利用途径是一项重要的环境保护工作。
本文将分别从传统处理处置和资源化利用两个方面介绍污泥处理途径,并探讨其中的挑战与前景。
一、传统污泥处理处置途径1. 污泥焚烧:污泥经过干化和热解等处理过程后,可以在高温下燃烧,将有机物转化为二氧化碳和水蒸气,同时对重金属等进行稳定化处理。
然而,焚烧过程中会产生大量的烟尘和废气,对环境造成二次污染,并且污泥燃烧过程中的热能利用率较低。
2. 污泥填埋:将污泥直接填埋于地下,可以减少废物体积并稳定有机物质,但填埋过程中会产生渗滤液和有毒气体,对地下水和大气造成污染,并且对土地的利用效率较低。
3. 污泥堆肥:将污泥与其他有机废弃物或农作物一起进行堆肥处理,利用微生物的分解作用,将有机物质转化为有机肥料。
然而,污泥堆肥需要较长的处理时间,并且在堆肥过程中可能释放出气味和毒性物质。
二、污泥的资源化利用途径1. 生物燃料制备:通过生物转化技术将污泥中的有机物质转化为生物燃料,如生物质燃料和生物油。
这种方法不仅可以实现污泥中有机物的高效利用,还能减少对传统化石能源的依赖。
2. 土壤改良剂制备:通过污泥经过固液分离、干化和混合等处理工艺,制备出土壤改良剂。
该土壤改良剂富含有机物、养分和微生物等,可以提高土壤肥力和保持土壤湿度,促进农作物的生长。
3. 砖料制备:将污泥经过处理后,与水泥、石灰石等材料混合,制备成砖料。
这种砖料既能有效利用污泥中的有机物质,还能减少对传统砖料材料的需求,降低生产成本。
挑战与前景污泥处理及资源化利用面临着一些挑战。
首先,污泥中的重金属等有害物质对资源化利用产生了限制,需要进行精细化处理。
其次,污泥处理过程中产生的废弃物和废水也需要进行有效处理,以减少对环境的负面影响。
污泥处理处置方法及技术比较一、污泥处理处置方法及技术比较污泥的处理处置有填埋、农用和焚烧等多种方法,但所有的处理处置方法应符合稳定化、无害化、减量化和力争资源化的原则。
1.污泥无害化处理研究现状和发展趋势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。
污泥处理的总目标是确保污泥中的有毒有害物质,无论是现在还是将来都不致对人类及环境造成不可接受的危害。
污泥的处理先后经过了海洋投弃、土地填埋、堆肥化、干燥和焚烧等多种处理方法,逐步走向成熟,目前污泥的焚烧在污泥的最终处置方法中占有比较大的优势。
欧洲国家目前污泥的主要处置方式为农用、填埋和焚烧。
表3-1是目前欧洲各国的污泥情况。
随着欧盟各国签订的停止向海洋投弃污泥的协议生效,各成员国已逐步停止向海洋投弃,海岸国家受此协议的限制,已纷纷转用焚烧法。
卫生填埋操作相对简单,投资费用较小,处理费用较低,适应性强。
但是其侵占土地严重,如果防渗技术不够,将导致潜在的土壤和地下水污染。
污泥卫生填埋始于20世纪60年代,污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。
由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等,对处理技术标准要求越来越高(例如德国从2000年起,要求填埋污泥的有机质含量下坡与5%),许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。
污水处理的各个生物处理法优缺点比较更新时间:09-10-20 16:49生物法处理污水的技术分为:好氧处理技术、厌氧处理技术、自然净化处理技术.1 好氧处理:活性污泥和生物膜法活性污泥:活性污泥法(Activated Sludge Process) 首先于20 世初在英国出现, 迄今已有近百年历史,是当前应用最广泛的污水处理技术之一,该方法自1914年在英国曼切斯特市建成汗水试验厂以来,已有80多年的历史.目前,它已成为有机废水生物处理的主体,但是仍存在一些不容忽视的缺点:对冲击负荷适应能力差,易发生污泥膨胀,处理构筑物占地面积大,基建投资和运行费用高,管理复杂等.近几十年来,国内外学者对以上这些问题进行了不懈地探索和研究,在供氧方式,运转条件,反应器形式等方面进行了革新,开发了多种活性污泥法新工艺,使得活性污泥法朝着高效,节能的方面发展.以下是活性污泥处理方法的新工艺: 氧化沟(Oxidation Ditch简称OD)氧化沟是20世纪60年代初荷兰的pasveer 首先研究开发的,第一座氧化沟污水处理厂是pasveer于1954年在荷兰的Voorshoten建造的.氧化沟是将曝气,沉淀和污泥稳定等处理过程集于一体,间歇运行,是活性污泥法的一种变形,经过50年的发展,形成了多种类型的处理系统,已广泛应用于城市汗水和工业汗水的处理工程中.氧化沟兼有完全混合式和推流式的特点,在控制适宜的条件下,沟内同时具有好氧区和缺氧共,可以进行硝化和反硝化反应,取得脱氮效果,同时使得活性污泥具有良好的沉降性能.氧化沟以其流程简单,管理方便和良好的处理效果等优点正在我国不少工程项目中采用,近几十年来,随着技术的不断发展,氧化沟已以突破只适用于小型污水处理厂的局限.概括的讲氧化沟有单沟,双沟,三沟,多沟同心和多沟串连等多种布置互形式;有将二沉池与氧化沟分建或合建的;有连续进水或交替进水;有转刷曝气机,转盘曝气机或泵型,倒伞型表面曝气机进行充氧搅拌的氧化沟等等.序批式活性污泥法(SBR)SBR工艺即序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process,简写为SBR),又称为间歇式活性污泥法,由于在运行中采用间接操作的形式,每一个反应池是一批批地处理废水,因此而得名.70年代末期美国教授R.L.lrvine等人为解决连续污水处理法存在的一些问题首次提出,并于1979年发表了第一篇关于采用SBR工艺进行汗水处理得论著.继后,日本,美国,澳大利亚等国的技术人员陆续进行了大量的研究.随着研究得深入,人们对该工艺的机理和优越性有了全新的认识.1980年在美国车家环保局的资助下,印第安纳州Culver城投建了世界上第一个SBR工艺的污水处理厂.我国第一座应用SBR工艺的污水处理设施---上海市政工程设计院设计的SBR处理系统于1985年投入使用,此后陆续在城市污水及工业废水领域得以推广使用,同时,在全国也掀起了研究SBR 的热潮,近年来成为国内外学者研究的热点.目前,SBR主要应用于以下几个领域:城市污水,工业污水(主要有石油,化工,食品.制药等工业污水处理),有毒有害废水和营养元素的废水.SBR是活性污泥法的一种变形,它的反应机理和污染物去除机制和传统活性污泥法相同,只是在运行操作不同.SBR是在单一的反应器内,在时间上进行各种目的的不同操作,故称之为时间序列上的废水处理工艺,它集调节池,曝气池,沉淀池为一体,不需要污泥回流系统.SBR工艺的一个完整操作周期有五个阶段:进水期,反应期,沉淀期,排水期和闲置期.SBR法最显著的一个特点是将反应和沉淀两道工序放在同一反应器中进行,扩大了反应器的功能,SBR是一个间歇运行的汗水处理工艺,运行时期的有序性,使它具有不同于传统连续流活性污泥法的一些特性.1流程简单,运行费用低;2固液分离效果好,出水水质好;3运行操作灵活,效果稳定;4脱氮除磷效果好;5有效防止污泥膨胀;6耐冲击负荷;传统的SBR在应用中有一定的局限性,如在进水流量较大时,对反应系统需调节,会增大投资.生物膜法:厌氧处理:厌氧接触法、厌氧生物滤池厌氧生物滤池:自然净化处理:稳定塘、废水土地处理系统稳定塘: 氧化塘是经过设计施工的、具有围堤和防渗层的污水处理塘,又称稳定塘、生物塘。
污泥处理与处置技术的进展污泥处理与处置技术的进展污泥是污水处理过程中产生的固体废物,含有有机物、无机物、微生物等多种成分,如果不进行适当处理与处置,会对环境和人类健康造成严重影响。
随着人们对环境保护和可持续发展的日益重视,污泥处理与处置技术也得到了广泛关注和研究。
本文将介绍污泥处理与处置技术的进展。
一、传统污泥处理技术传统的污泥处理技术主要包括污泥脱水、污泥干化和污泥焚烧。
污泥脱水是将污泥中的水分去除,常用的方法有离心脱水、压滤脱水和自然干燥等。
污泥干化是通过加热、加压和搅拌等过程,将污泥中的水分迅速蒸发,从而达到减少体积和稳定污泥的目的。
污泥焚烧是将污泥高温燃烧,将有机物分解为水和二氧化碳。
二、新型污泥处理技术随着科技和环保意识的不断提高,一些新型的污泥处理技术也应运而生。
下面将介绍几种代表性的新技术。
1. 生物处理技术生物处理技术是利用生物学的方法来处理污泥。
其中,厌氧消化是一种常见的技术,通过在缺氧条件下将污泥中的有机物转化为沼气和稳定的有机质。
此外,还有厌氧湿法氧化、好氧湿法氧化等技术,能有效降解和稳定污泥中的有机物。
2. 热解技术热解技术是将污泥加热至高温,将有机物分解为气体和固体产物。
这些气体可以用作能源,而固体产物可以作为土壤改良剂。
热解技术有利于减少污泥的体积和重量,同时还能回收一部分有价值的物质。
3. 微波技术微波技术是通过微波辐射加热污泥,使其快速升温并蒸发水分。
微波技术不仅能够高效脱水污泥,还可以有效杀灭其中的微生物和去除重金属等有害物质。
该技术具有快速、高效、节能的特点,而且对环境的污染较小。
4. 离子液体技术离子液体技术是利用具有特殊功能的离子液体来处理污泥。
离子液体具有良好的溶解性和选择性,可以有效提取污泥中的有机物和重金属等有害物质。
此外,离子液体还可用于催化氧化、生物处理和脱水等方面,具有广泛的应用前景。
三、污泥处理与处置技术的挑战与展望虽然污泥处理与处置技术取得了一些进展,但依然面临一些挑战。
污泥处理处置及资源化主流方法污泥是城市污水处理过程中产生的一种固体废弃物,它含有大量有机物质、无机盐、有害物质和微生物,具有不稳定性、高含水率和难以处理的特点。
为了有效处理污泥并实现资源化利用,目前主要采用以下几种主流方法。
1.原污泥进一步处理:原污泥经过浓缩、稳定化处理,减少含水率和体积,提高处理效率和节约运输成本。
常用的方法有压滤、离心、压滤等。
此外,通过添加固化剂、消毒剂和添加剂等进行稳定化处理,有效消除污泥中的有害物质和臭味,减少环境污染。
2.热解技术:采用高温热解技术可以将污泥分解为油、气和固体残渣等可再利用的物质。
常见的热解技术有干燥热解、流化床热解和微波热解等。
热解过程中,可以收集燃料气体和油脂,用于能源生产和工业原料,同时产生的固体残渣可作为肥料或建筑材料。
3.生物处理技术:运用生物菌群,如厌氧菌、好氧菌和微生物等,对污泥进行分解和转化,将有机物质转变为可稳定利用的产物。
常见的生物处理技术有厌氧消化和好氧堆肥等。
厌氧消化将污泥在无氧环境下进行分解,产生甲烷气体用于能源生产,同时也可得到稳定的有机肥。
好氧堆肥则是在有氧环境下,通过控制温度、湿度和通气等条件,促进污泥中有机物质的分解和转化,生产稳定的有机肥。
4.燃烧技术:将污泥进一步干燥后,以高温(800-1000℃)进行燃烧,产生热能和灰渣。
燃烧过程中,可收集烟气中的有害物质,如重金属和二恶英等。
燃烧生成的热能可用于能源回收,灰渣则用作建筑材料或填埋场覆盖物。
5.肥料化利用:将污泥进行物理处理和消毒后,再添加适量的配方肥料进行混合,制成特殊肥料。
通过调控污泥中的氮、磷、钾等养分,使其成为一种营养丰富的肥料,用于农业生产,同时还可以减少化肥的使用。
综上所述,污泥处理处置及资源化的主流方法包括物理处理、热解技术、生物处理技术、燃烧技术和肥料化利用等。
这些方法可以有效地解决污泥处理的难题,并将污泥转化为可再利用的产物,实现资源化利用,达到减少环境污染和提高资源利用效率的目标。
污泥处理处置技术方案前言随着工业化进程的加速,环境污染也随之加剧。
其中,污泥的处理成为一个大问题。
污泥处理处置技术方案一直是大家关注和研究的焦点。
本文将介绍三种广泛采用的污泥处理处置技术方案,包括热压成型法、生物干化法和热解气化法。
热压成型法原理热压成型法是通过加热和压缩污泥使其脱水固化,达到减少体积和稳定污染物的目的。
具体方法是将污泥压缩在特定的模具中,并在高温下加热,使污泥中的水分蒸发,同时稳定化有害物质。
优点热压成型技术是处理污泥的一种简单有效的方法,优点如下:1.处理污泥的效果很好,减少体积,稳定化有害物质。
2.可以将产生的固体污泥直接处置或回收。
3.生产过程中较为节能。
缺点热压成型法也存在一些缺点,例如:1.生产过程中会产生大量的有害气体和废水,需要进行二次处理。
2.设备和维护成本比较高,需要投入较大的资金。
生物干化法原理生物干化法是利用适宜的微生物在一定条件下进行有机废物分解的过程。
具体操作是将污泥在保温的条件下加入适当的菌种(如腐生菌、放线菌等),使其有机物质通过微生物的代谢而发生降解和转化,从而使污泥得到稳定化处理。
优点生物干化法是目前应用比较广泛的污泥处理方法之一,其优势如下:1.高效稳定处理污泥,降低其二次污染的危险。
2.生产和维护成本较低,成本较为可控。
3.过程中产生的生物质可以用于生产沼气等资源。
缺点生物干化法存在一些缺点:1.对于污染物质含量高的污泥,该方法处理效果不理想。
2.对于微生物生长的条件比较苛刻,需要严格的环境控制措施。
热解气化法原理热解气化法是一种基于高温和热化学反应的处理方法,采用的是将污泥在较高温度下进行氧化分解,从而使有机物质被热解转化,产生的气体可转化为热源或电源。
优点热解气化法是一种有效、资源化的污泥处理技术,优点如下:1.气化产生的气体可以作为燃料用于烧烤或发电等用途。
2.可以实现污泥的减量化、资源化和无害处理。
缺点热解气化法也存在一些缺点:1.设备和运行成本较高,需要投入较大的资金。
污泥处理处置及资源化途径与新技术污泥是城市和工业污水处理过程中产生的固体废物,含有大量的有机和无机物质。
传统上,污泥被视为一种废物,通常以填埋或焚烧的方式处理。
然而,随着人们对环境保护的意识增强,对资源回收利用的需求增加,污泥处理处置及资源化途径和新技术也逐渐得到重视。
本文将介绍污泥的处理处置途径以及如何实现其资源化利用。
目前,处理污泥的主要方法包括干化、焚烧、填埋和农田利用。
干化是将污泥通过烘干设备转化为干燥状态的方法,有效减少了污泥的体积和重量。
焚烧是将干燥后的污泥进行高温燃烧,产生热能和灰渣的处理方式。
填埋则是直接将污泥埋入地下,但由于填埋会引起地下水污染等问题,目前已逐渐减少使用。
农田利用则是将污泥作为肥料施用在农田上,但需要特殊的处理和监控以避免对作物和环境造成潜在影响。
然而,传统的污泥处理方法存在一些问题。
首先,由于污泥中含有有机物质,焚烧和填埋会释放大量的二氧化碳和甲烷等温室气体,加剧了气候变化。
其次,传统处理方法并未充分利用污泥中所含的有机和无机物质,造成了资源的浪费和能源的消耗。
为了解决这些问题,人们开始研究和开发污泥资源化利用的新技术。
一种被广泛应用的新技术是污泥厌氧消化。
通过构建一个封闭的反应器,利用厌氧消化菌群将有机物质分解为甲烷和二氧化碳,同时产生可用于发电的生物气体。
这种方法不仅减少了温室气体的排放,还将污泥转化为能源资源。
另一种新技术是通过热解将污泥转化为生物炭。
热解是指在高温下将有机物质分解为固体、液体和气体的过程。
通过控制热解的温度和时间,可以将污泥转化为含碳量较高的生物炭,具有良好的吸附能力和土壤改良效果。
生物炭可以用作土壤改良剂、活性炭和固体燃料等。
此外,还有一些新技术正在被研究用于污泥资源化利用。
例如,一种利用微生物菌群将污泥中的有机物质转化为有机肥料的生物转化技术。
另外,利用高温高压条件下的水热处理可以将污泥中的有机质转化为液体油和气体燃料。
总的来说,污泥处理处置及资源化途径与新技术具有广阔的发展前景。
污泥的处理方法污泥是指在污水处理过程中沉淀下来的含有大量有机质和无机物质的混合物,它的处理对环境保护和资源利用都具有重要意义。
本文将介绍污泥的处理方法,希望能为相关行业提供一些参考。
首先,污泥的处理方法主要包括物理处理、化学处理和生物处理三种方式。
物理处理主要是通过压滤、离心、脱水等方式将污泥中的水分和固体分离,达到减少体积和稳定化的目的。
化学处理则是利用化学药剂对污泥进行处理,如添加絮凝剂、氧化剂等,以改善污泥的性质和减少有害物质的含量。
生物处理则是通过微生物的作用,将污泥中的有机物质降解成稳定的无机物质,从而减少污泥的体积和有害物质的含量。
其次,针对不同类型的污泥,需要采取不同的处理方法。
比如,城市污水处理厂产生的污泥通常含有较高的有机物质和微生物,适合采用生物处理的方式进行处理;而工业废水处理厂产生的污泥可能含有重金属等有害物质,需要采用化学处理的方式进行处理。
因此,在实际处理过程中,需要根据污泥的特性和来源选择合适的处理方法。
另外,随着环保意识的提高和技术的进步,污泥处理方法也在不断创新和完善。
比如,采用超声波技术可以加速污泥的脱水过程;采用生物质炭技术可以将污泥转化成有机肥料等。
这些新技术的应用不仅可以提高污泥处理的效率,还可以实现资源化利用,减少对环境的影响。
最后,污泥的处理方法需要综合考虑经济性、环保性和可行性等因素。
在选择处理方法时,除了考虑技术成熟度和处理效果外,还需要考虑投资成本、运行成本以及对环境的影响。
因此,在实际应用中,需要进行全面的评估和比较,选择最适合的处理方法。
总之,污泥的处理是一个复杂而重要的环节,对环境保护和资源利用都具有重要意义。
通过不断的研究和实践,相信会有更多更有效的污泥处理方法出现,为建设美丽中国贡献力量。
希望本文所介绍的污泥处理方法能够为相关行业提供一些参考,推动污泥处理技术的进步和应用。
城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南城镇污水处理厂是处理城市污水的重要设施,但其产生的污泥处理处置也是一项日益严峻的问题。
为了达到污染防治的目标,需要采用最佳可行技术来处理和处置污泥。
以下是城镇污水处理厂污泥处理处置的最佳可行技术指南(试行)。
一、污泥处理技术选择1.污泥稳定化处理:通过添加稳定剂或进行热干化等方法降低污泥中有机物和重金属的含量,提高其稳定性。
2.污泥厌氧消化处理:采用厌氧消化技术进行有机物的降解和沼气的产生,达到污泥减量和资源化利用的目的。
3.污泥氧化消化处理:通过氧化消化技术,如高温湿式氧化、湿式高温加压氧化等,提高污泥的降解速度,减少有机物和重金属的含量。
4.污泥堆肥处理:将污泥与其他有机物进行混合堆肥,通过微生物降解有机物,产生有机肥料。
5.污泥焚烧处理:采用高温焚烧技术将污泥燃烧,实现污泥的减量和资源化利用,同时产生热能。
6.污泥填埋处理:将污泥填埋于专门设计的填埋场,采取防渗措施,减少对周围环境的污染。
二、污泥处理处置的综合利用1.农用土地利用:将经过适当处理的污泥用作农业肥料,通过营养物的补充和有机质的增加,提高土壤质量。
2.林业土地利用:将经过处理的污泥用于森林土壤改良,增加土壤肥力,促进植物生长。
3.园林绿化利用:将合适的污泥用于公园、绿化带等地的土壤改良,提高土壤结构和养分含量。
4.建筑材料利用:利用经过热处理的污泥可以用作建筑材料的成份,如制砖、制瓦等。
5.污泥能源利用:通过干化、焚烧等方式将污泥转化为能源,如燃气、热能等。
6.城市填埋场利用:将经过适当处理的污泥用于填埋场覆土,减少填埋体积并减少环境风险。
三、污泥处置的环境保护措施1.污泥处理过程中要严格控制有机物和重金属的排放,采用各种治理技术降低排放浓度。
2.污泥处置过程中要严格控制气味和噪音的排放,避免对周围环境和居民造成影响。
3.污泥处置设施要设有防渗措施,避免对土壤和地下水造成污染。
污泥处理处置方法及技术比较一、污泥处理处置方法及技术比较污泥的处理处置有填埋、农用和焚烧等多种方法,但所有的处理处置方法应符合稳定化、无害化、减量化和力争资源化的原则。
1.污泥无害化处理研究现状和发展趋势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。
污泥处理的总目标是确保污泥中的有毒有害物质,无论是现在还是将来都不致对人类及环境造成不可接受的危害。
污泥的处理先后经过了海洋投弃、土地填埋、堆肥化、干燥和焚烧等多种处理方法,逐步走向成熟,目前污泥的焚烧在污泥的最终处置方法中占有比较大的优势。
欧洲国家目前污泥的主要处置方式为农用、填埋和焚烧。
表3-1是目前欧洲各国的污泥情况。
随着欧盟各国签订的停止向海洋投弃污泥的协议生效,各成员国已逐步停止向海洋投弃,海岸国家受此协议的限制,已纷纷转用焚烧法。
卫生填埋操作相对简单,投资费用较小,处理费用较低,适应性强。
但是其侵占土地严重,如果防渗技术不够,将导致潜在的土壤和地下水污染。
污泥卫生填埋始于20世纪60年代,污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。
由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等,对处理技术标准要求越来越高(例如德国从2000年起,要求填埋污泥的有机质含量下坡与5%),许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。
1992年欧盟大约40%的污泥采用填埋处置,近年来污泥填埋处置所占比例越来越小。
表3-1欧洲各国的污泥处置情况国家人口(百万)污泥产量(干吨×1000/年)处置方法(%)农用填埋焚烧其它奥地利7.83201356310比利时9.975315694丹麦 5.11303733282法国56700505000德国6225002563120希腊-1539700爱尔兰-242818054意大利578003455110卢森堡0.415811801新西兰152********葡萄牙-200801307西班牙3928010501030瑞士 6.42156030200英国5710755116528总计31666313843109美国污泥的主要处置方法是循环利用,而污泥填埋的比例正逐步下降,美国许多地区甚至已经禁止污泥土地填埋。
据美国环保局估计,今后几十年内美国6500个填埋场将有5000个被关闭。
污泥农用和陆地填埋曾是大多数国家污泥处置的两种主要方法。
农用和陆地填埋方案的选择很大程度上取决于各国政府有关的法律、法规和污染控制状况,同时也与国家的大小和农业发展情况有关。
近年来,随着污泥农用标准(如合成有机物和重金属含量)日益严格的趋势,许多国家,如德国、意大利、丹麦等污泥农用的比例不断降低。
以焚烧为核心的处理方法是目前污泥处置最彻底、快捷和经济的方法,它能使有机物全部碳化,可最大限度地减少污泥体积(减容70%,最大可到90%),同时可以能够将底泥中的能量转换为电能或者热能,变废为宝,使污泥得到充分的利用。
焚烧法与其它方法相比具有突出的优点:(1)焚烧可以使剩余污泥的体积减少到最小化,因而最终需要处置的物质很少,焚烧灰可制成有用的产品,是相对比较安全的污泥处置方法。
(2)焚烧处理污泥处理速度快,不需要长期储存。
(3)污泥可就地焚烧,不需要长距离运输。
(4)可以回收能量。
(5)能够使有机物全部碳化,杀死病原体。
此外,污泥焚烧还能将污泥中的热值利用,从而降低污泥处理的能耗,相应降低污泥处理成本。
污泥焚烧处置虽然一次性投资稍高,但由于它具有一些其它工艺不可替代的优点,特别是在污泥的减量化、无害化、节约土地资源和节能等方面,因此成为污泥最终出路的解决方法。
自1962年德国率先建议并开始运行了欧洲第一座污泥焚烧厂以来,焚烧的污泥量大幅度增加。
在国外,特别是西欧和日本已得到了广泛的应用,在日本,污泥焚烧处理以及占污泥处理总量的60%以上,欧盟也在10%以上。
到2005年欧盟的比例将提高到38%。
但由于污泥的高挥发分的特性,污泥焚烧时产生的燃烧污染物需特别注意和控制。
污泥焚烧被分为直接焚烧和干燥后焚烧两种。
(1)直接焚烧污泥的直接焚烧是将高温(含水率85%以上)污泥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。
由于污泥含水量大,焚烧后的尾气量也比较大,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后焚烧所代替。
下图所述湿污泥直接焚烧的难点。
(2)干燥后焚烧污泥因含水率高,不能简单作为燃料应用。
污泥要作为燃料,必须开发出独特的干燥技术和燃烧技术,使低热值的污泥转变成高热值的可用燃料,然后通过焚烧炉对污泥燃料进行燃烧。
污泥的干燥最早是二十世纪四十年代开发的。
经过几十年的发展,污泥干燥的优点正逐渐显现出来。
干燥后的污泥与湿污泥相比,可以大幅度减小体积,从而减少了储存空间。
以含水率85%的湿污泥为例,干燥至含水率40%时,体积可减少至原来的1/4,污泥的形状成为颗粒,有利于进一步的焚烧处理。
在焚烧工艺前采用污泥干燥工艺的目的是实现污泥的减量化、提高污泥热值、节省后续焚烧处理的费用,以及达到更优的焚烧效果。
干燥后的污泥经高温焚烧后产生的灰体积将缩小90%以上,有毒有机物热分解彻底,焚烧产生能源可回收利用,灰、渣可作为建材材料使用。
早在20世纪40年代,日本和欧美就已经用直接加热鼓式干燥器来干燥污泥。
由于污泥热干燥技术要求和处理成本较高,所以这项技术直到20世纪80年代末期在瑞典等国家的成功应用之后,才在发达国家推广起来。
在发达国家污泥干化和燃料化被认为是有望取代现有的污泥处理技术最有发展前途的方法之一。
通过以上的分析和比较,本项目选择污泥干燥后作为燃料外送的污泥处理方法。
2.污泥干燥技术的工艺选择干燥是为了去除污泥中的水分,提高污泥的热值,水分的去除要经历两个主要过程:(1)蒸发过程:物料表面的水分汽化,由于物料表面的水蒸气压低于介质(气体)中的水蒸气分压,水分从物料表面移入介质。
(2)扩散过程:是与汽化密切相关的传质过程。
当物料表面水分被蒸发掉,形成物料表面的湿度低于物料内部湿度,此时,需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。
上述两个过程的持续、交替进行,基本上反映了干燥的机理。
干燥是由表面水汽化和内部水扩散这两个相辅相成、并行不悖的过程来完成的,一般来说,水分的扩散速度随着污泥颗粒的干燥度增加而不断降低,而表面水分的汽化速度则随着干燥度增加而增加。
由于扩散速度主要是热能推动的,对于热对流系统来说,干燥器一般均采用并流工艺,多数工艺的热能供给是逐步下降的,这样就造成在后半段高干度产品干燥时速度的减低。
对热传导系统来说,当污泥的表面含湿量减低后,其换热效率急速下降,因此必须有更大的换热表面积才能完成最后一段水分的蒸发。
污泥干燥的加热方式可以分为直接干燥和间接干燥。
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。
直接干燥将增加污染性气体。
采用烟气进行直接干化的方法,如转鼓干化机,主要发源于日本和德国等国。
但是,对于污泥处理量较大的应用场合,由于其安全性、经济性和设备庞大等问题,目前德国等国已经基本不再采用。
采用烟气进行直接干化主要存在以下方面的问题:(1)安全性问题烟气直接干化的安全性取决于操作温度、氧气含量与粉尘含量3个因素。
当烟气温度较高,粉尘含量较高或氧含量较大时,容易发生安全事故,特别是在开机前和关机的边界条件下,最为危险,对控制和操作的要求非常高。
一度在德国很流行的转鼓(筒)式干化机发生过频繁的自燃和爆炸事故,现在已经淘汰了。
(2)为防止有机污染物析出,干化烟气温度须低于200°C污泥同其它废弃物一样,在一定的温度条件下,污染物会大量析出。
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(即转鼓干燥机)、间接加热式回转圆筒干燥机、带粉碎装置的回转圆筒干燥机、流化床干燥机、桨叶式干燥机、盘式干燥机、带式干燥机等。
(1)三通式回转圆筒干燥机三通式回转圆筒干燥机的结构如下:图3-1三通式回转圆筒干燥机的结构(2)普通回转圆筒干燥机普通回转圆筒干燥机的工艺流程与三通式回转圆筒干燥机相似,只是能耗稍高。
转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。
湿物料从左端上部加入,经过圆筒内部时,与通过筒内的热风或加热壁而进行有效地接触而被干燥,干燥后的产品从右端下部收集。
在干燥过程中,物料借助于圆筒的缓慢的转动,在重力的作用下从较高一段向较低一端移动。
干燥过程中的所有的热载体一般为热空气、烟道气或水蒸气等。
如果热载体(如热空气、烟道气)直接与物料接触,则经过干燥器后,通常用旋风除尘器将气体中挟带的细粒物料捕集下来,废空气则经旋风除尘器后放空。
图3-2回转圆筒干燥机(转鼓干燥机)普通回转圆筒干燥机,包括三通式回转圆筒干燥机,只能干燥颗粒物的物料。
所以,湿污泥首先要与干污泥进行混合,产生含水为40%左右的半干污泥,然后再进入三通式回转圆筒干燥机进行干燥。
干燥污泥的比例大约为1.5到2。
因此,此系统需要混合机、粉碎机和筛分机。
整个系统的投资很大。
对于每小时脱水4吨的污泥干燥设备,整个项目的投资大约在690万美元(1999年价格,2002年佛罗里达的坦帕采用Andritz的污泥干燥设备,整个项目的投资已达到1000万美元)。
(3)间接加热式回转圆筒干燥机间接加热式回转圆筒干燥机的工艺流程也与三通式回转圆筒干燥机相似。
佛罗里达的奥卡拉采用间接加热式回转圆筒干燥机。
该设备在调试两年后,也无法正常运行,并与今年4月发生爆炸。
据分析,主要原因是由于间接加热式回转圆筒干燥机采用普通的抄板,而造粒后的污泥的表面仍然较粘,粘着在抄板上,没有及时脱落,导致过干超温(干污泥的着火点为240°C)。
当通入空气时(间接加热式回转圆筒干燥机需要通入空气,以带出蒸发的水分),其中的氧含量较高,从而引起爆炸。