污泥资源化利用
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污泥处理和资源化利用随着现代城市化的不断发展,城市排放的废水量不断增加,其中含有大量的有机物和悬浮物。
这些废水经过处理后,残留下来的叫做污泥。
污泥的处理和利用一直是环保领域研究的热点之一。
一、污泥的处理方法传统的污泥处理方式通常是通过填埋、焚烧和堆肥等方法。
填埋污泥会占用大量的土地资源,并且会导致环境污染。
焚烧污泥虽然可以减少体积,但是却会生成大量的有害物质。
堆肥污泥则需要占用大量的土地面积,并且会产生臭味、滋生各种细菌。
这些传统的处理方法无法解决污泥问題。
近年来,随着技术的不断创新和进步,新型的污泥处理方法逐渐被广泛应用。
其中,利用微生物处理污泥的方法,是目前较为常用的一种。
微生物可以将有机物质降解成更小的物质,再将其转换为水和二氧化碳等无害物质。
这种方法处理出来的污泥体积较小,且不会污染环境。
二、污泥的资源化利用传统的污泥处理方式仅仅是解决了污泥的问题,并没有实现对其价值的利用。
而污泥本身含有大量的有机物和无机物,可以作为一种重要的资源进行利用。
1.生物质能源污泥可以作为一种生物质能源,通过发酵、气化等方式转化为能源。
例如,将污泥与生活垃圾混合一起,经过厌氧发酵产生沼气,可以供给城市生活的热水、煮饭等使用,也可以发电。
这是一种环保、可持续的能源利用方式。
2.土壤改良剂污泥中含有大量有机质和氮、磷等营养元素,可以作为一种有机肥料和土壤改良剂。
通过将污泥混入土壤中,可以提高土壤肥力,促进植物生长。
同时,还可以减少化肥的使用,降低农业产生的污染。
3.建筑材料污泥还可以作为一种建筑材料进行利用。
例如,将污泥与建筑废弃物混合,可以制成轻质隔墙板、轻质隔墙砖等建筑材料,具有隔热、隔音、防火等优良的性能。
三、总结污泥处理和资源化利用已经成为了环保领域研究的热点之一。
新型的技术和方法的出现,使得污泥的处理和利用更加高效、环保和可持续。
与此同时,污泥的资源化利用也为环境保护和资源循环利用做出了积极的贡献。
我们应该进一步加强对污泥处理和资源化利用的研究,推动其向更加广泛的领域应用。
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。
污泥资源化利用实施策略1. 引言随着我国经济的快速发展,工业和生活污水的排放量逐年增加,污水处理设施的建设和运行已经成为环境保护和可持续发展的关键环节。
在污水处理过程中,会产生大量的污泥,如不进行妥善处理,将对环境造成二次污染。
因此,研究和制定污泥资源化利用实施策略具有重要的现实意义。
2. 污泥资源化利用的意义污泥资源化利用不仅可以减少污泥的处置成本,降低二次污染的风险,还可以有效回收资源,提高资源的利用率,符合我国节能减排和绿色发展的战略目标。
3. 污泥资源化利用现状目前,我国污泥资源化利用的主要方式有土地利用、焚烧发电、建材利用等。
但总体来看,我国污泥资源化利用率仍有待提高,处理技术相对落后,政策支持不足,市场机制不完善等问题仍然存在。
4. 污泥资源化利用实施策略为了提高污泥资源化利用水平,我国应从政策法规、技术研发、市场运作等多方面入手,推进污泥资源化利用工作的开展。
4.1 政策法规方面1. 制定和完善有关污泥资源化利用的政策法规,明确污泥资源化利用的责任主体、管理要求和监管机制。
2. 加大对污泥资源化利用的财政支持力度,鼓励各类社会资本参与污泥资源化利用项目的建设和运行。
3. 强化污泥资源化利用的审批和监管制度,加强对污泥处置利用企业的环境监管。
4.2 技术研发方面1. 加强污泥资源化利用技术的研发和推广,重点发展高效、低耗、环保的污泥处理技术。
2. 推进污泥资源化利用技术的产业化,促进技术成果的转化和应用。
3. 开展污泥资源化利用技术的国际合作,引进和消化先进技术,提高我国污泥资源化利用技术水平。
4.3 市场运作方面1. 建立健全污泥资源化利用的市场机制,引导和激励各类企业参与污泥资源化利用。
2. 推广污泥资源化利用的市场化运作模式,实现污泥资源化利用项目的可持续发展。
3. 加强污泥资源化利用的行业监管,规范市场秩序,保障污泥资源化利用的质量和效益。
5. 结论污泥资源化利用是解决我国污泥处理问题的重要途径,需要政府、企业和科研机构等多方面的共同努力。
污泥处理与资源化利用技术研究随着城市化进程的不断推进,城市污水处理厂处理的污泥量日益增多。
污泥作为城市污水处理的产物,不仅占据了大量的场地,还会产生大量的臭味和废气,给环境造成极大的污染。
因此,污泥处理成为了城市环境保护的重要一环。
目前,传统的污泥处理方法包括堆肥、焚烧、填埋和燃气化等。
这些方法需要大量的土地资源,并会产生二次污染,具有实施难度大、成本高等缺点。
为此,污泥资源化利用技术应运而生。
一、污泥资源化利用技术的定义和意义污泥资源化利用技术是指将污泥经过特定的处理过程处理成可再利用的资源,以达到减少其体积、减少对环境的污染、回收资源的作用。
一方面,通过污泥资源化利用技术,能够将污泥中的有机物质和无机物质分离、转化成可再利用的资源。
另一方面,也能够降低污泥处理的成本,这对于城市环境保护、经济效益以及可持续发展有着重要的意义。
二、污泥资源化利用技术的分类污泥资源化利用技术主要包括有机肥料、腐熟剂、灰泥等资源化利用技术,下面我们就来依次介绍。
1、有机肥料化有机肥料是一种将污泥变成肥料的方法,将污泥与其他有机物混合后通过处理使其转化为肥料,从而达到回收资源的目的。
即利用污泥中的有机物质,将其转化成含有丰富养分的土壤改良资料。
相比于传统的有机肥料,污泥有以下优势:首先,污泥可以获得较高的肥料价值,比普通有机肥料的效果更好。
其次,污泥有机化肥料有害元素含量低、稳定性高的特点,可以有效提高作物产量。
最后,通过有机肥料化处理,可以将污泥转化为可再利用的资源,减少浪费,减轻环境负担。
2、腐熟剂化腐熟剂化是一种将污泥变成腐熟剂,用于种植或造园的方法。
通过处理过程,可以将污泥中的有机物质转化成含有丰富营养的腐熟剂,从而达到回收资源的目的。
与有机肥料化相似,通过腐熟剂化处理,可以将污泥转化为可再利用的资源,减少浪费,减轻环境负担。
3、灰泥化灰泥化是一种将污泥变成灰泥的方法,用于建筑、路基等方面。
通过处理过程,将污泥变成灰泥,从而达到回收资源的目的。
污泥处理与资源化利用技术近年来,随着城市化进程的加快和工业化程度的不断提高,污水处理厂所产生的污泥数量也一直在不断增加。
这些污泥的处理对于城市环境的保护和资源的利用至关重要,而污泥处理与资源化利用技术便是其中的关键。
一、污泥处理技术一般来讲,污泥处理技术可以分为以下几种:1. 原位稳定化处理技术原位稳定化处理技术是指将污泥在污水处理设施中进行物理、化学或生物处理,降低其有机物和微生物的含量,从而达到减少有机质和臭氧的目的。
2. 热解技术热解技术是指利用高温将污泥中的有机物和无机质转化为油、气和水等,以达到减少污泥量、稳定化以及产生可再生能源的效果。
3. 厌氧消化技术厌氧消化技术是指在无氧条件下将污泥进行微生物分解,产生沼气和水,以达到减少污泥量、稳定化以及产生可再生能源的效果。
但是这些存在一些缺陷,例如无法彻底杀灭细菌以及处理成本较高等问题。
二、污泥资源化利用技术而污泥资源化利用技术则是将污泥加工成种类丰富、功能单一或多元的化学品,并依靠其高附加值以从污泥的处理中获得收益。
污泥资源化利用技术主要分为以下几种:1. 生物制品类将污泥中的生物物质纯化后,所制成的有机肥、蛋白、氨酸等产品,具有良好的市场前景。
2. 材料加工类污泥可以作为一种原料,利用其含有的纤维素、蛋白质等成分提取出可用于纸浆、纤维素等材料加工。
3. 能源利用类将污泥经过生物转化、压缩甲烷化等加工变成可利用的生物燃料。
但是这些技术仍需进行进一步的实践探究和技术优化,同时需要得到政策法规支持和资金保障。
三、污泥综合利用的发展前景中国是世界上污泥产生最多的国家,在很长一段时间内采取的主要是堆肥和垃圾填埋的方式进行处理。
这种方式存在环境污染、土地占用等诸多问题,已经面临无法持续的局面。
而污泥处理与资源化利用技术的推广和应用则成为了解决这个问题的重要途径。
从技术层面来看,目前污泥处理与资源化利用技术尚需不断创新和完善。
在政策层面上,则需要鼓励相关产业发展,并制定出合适的政策保障,确保技术应用能够在社会经济层面得到合理发挥。
污泥无害化处理和资源化利用实施方案随着经济的发展,污水处理厂的建设越来越受到重视,而污泥的处理一直以来都是一个普遍存在的问题。
污泥具有较高的负荷,内含大量有用的资源,包括有机物质、有机肥料、有机矿物质等,而且其有毒有害物质的存在,会给我们的生活带来不利影响。
因此,如何将污泥处理及资源化利用成为了现今处理污水的重要问题之一,因此,污泥无害化处理和资源化利用实施方案的设计是迫在眉睫的任务。
一、污泥无害化处理1、类首先要做的是对污泥进行分类,根据污泥的性质,把它分成不同的类别;如常见的有沉淀污泥,浮渣污泥,污泥柱和细流污泥等。
2、量污泥减量是指减少污泥产生量,减少污泥负荷,这也是进行污泥处理过程中必须要考虑的。
它主要是通过减少污水、进行物理净化等处理措施来实现。
3、菌杀菌是指通过化学或物理方法对污泥中的细菌进行杀灭。
这种技术可以有效的抑制细菌的活性,降低污泥的毒性,从而保证污泥的无害化处理。
4、脱水脱水是指污泥中的水分排出,从而减少污泥的体积。
常见的脱水方法有旋风脱水法、滤池脱水法、压滤脱水法、盐湿脱水法等。
5、处理热处理是指在一定温度和时间条件下对污泥进行处理,可以减少污泥的污染物,提高污泥的安全性。
常见的热处理技术有热解法、热压法、热熔法等。
二、污泥资源化利用1、有机物质的资源化利用污泥中含有大量的有机物质,其中的有机质可以经过加工处理制成有机肥料,供农业使用。
2、矿物质的资源化利用污泥中还含有大量有用的矿物质,这些矿物质可以经过适当的处理被用于建筑材料、瓷砖、水泥、水泥混凝土等行业。
3、能源的资源化利用污泥中含有大量热量,可以经过发电厂转换成发电能源,在许多地区也可以利用污泥进行高级燃料柴油的生产。
4、废气的资源化利用污泥处理过程中会产生废气,这些废气中含有有机物质、温度、压力等,可以利用这些有机物质和温度,来生产热能和热水能,也可以利用其产生的压力来生产离心机、压缩机和各种气体。
以上就是污泥无害化处理和资源化利用实施方案的相关内容,减少污泥的污染物,实现污泥的资源化利用是迫在眉睫的重要任务,需要采取一系列技术措施来满足环境保护要求。
浅谈城市污泥的处理、处置与资源化利用浅谈城市污泥的处理、处置与资源化利用城市污泥是指市区生活污水处理过程中产生的含大量有机、无机杂质的固体废弃物。
随着城市化进程的加速发展,城市污泥的生成量不断增加,如何高效、环保地处理、处置和利用城市污泥成为一个日益重要的课题。
本文将从城市污泥的处理方法、处置途径以及资源化利用等角度进行探讨。
一、城市污泥的处理方法城市污泥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。
1. 物理处理:物理处理主要是通过物理手段分离固体和液体,如压滤、离心脱水等。
这种方法操作简单,处理效果较好,但处理后的固体废弃物含水率较高。
2. 化学处理:化学处理主要是针对污泥中的有机物、重金属等进行化学反应,使其转化为无害或低危害的物质。
这种方法可以有效去除部分有害物质,但由于处理过程中需要使用化学试剂,会带来二次污染问题。
3. 生物处理:生物处理是目前最常用的城市污泥处理方法,主要通过微生物的作用,将污泥中的有机物转化为二氧化碳和水。
生物处理可分为厌氧处理和好氧处理两种方法,前者适用于高含水率的污泥处理,后者适用于低含水率的污泥处理。
二、城市污泥的处置途径城市污泥的处置途径主要包括垃圾填埋、焚烧和堆肥三种方式。
1. 垃圾填埋:垃圾填埋是将污泥与其他垃圾一起填埋到指定场地,通过压实和覆土层的覆盖将其封存。
这种方式处理成本相对低廉,但会占用大量土地资源,且容易引发地下水、大气和土壤的二次污染。
2. 焚烧:焚烧是将污泥进行高温燃烧,将其转化为二氧化碳和水,同时产生热能用于能源回收。
这种方式可以有效减少处理后的体积,但在燃烧过程中会产生大量废气,需要采取相应的净化措施。
3. 堆肥:堆肥是将污泥与有机废弃物一起进行堆肥处理,通过微生物的分解作用将其转化为有机肥料。
这种方式能够实现污泥的资源化利用,同时提高土壤的肥力,但堆肥过程需要严格控制温度和湿度,以防止有害物质的滋生。
三、城市污泥的资源化利用城市污泥的资源化利用是一种将废弃物转化为资源的环保模式,可以实现废物减量化和资源循环利用。
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。
污水处理厂如何实现污泥资源化利用随着城市化进程的加速和工业的快速发展,污水处理厂的数量不断增加,污水处理过程中产生的污泥也日益增多。
污泥中含有大量的有机物、营养物质和有害物质,如果不妥善处理和利用,不仅会对环境造成严重污染,还会浪费宝贵的资源。
因此,实现污泥的资源化利用已成为污水处理厂面临的重要任务。
一、污泥的来源与特性污水处理厂的污泥主要来源于初沉池、二沉池等处理单元。
污泥的成分复杂,包括有机物、无机物、微生物、重金属等。
其中,有机物含量较高,如蛋白质、碳水化合物、脂肪等;无机物主要有氮、磷、钾等营养元素以及砂、石等杂质;微生物主要是细菌、真菌和原生动物等;重金属则包括铜、锌、铅、镉等。
污泥的特性主要包括含水率高、体积大、有异味、易腐败等。
一般来说,未经处理的污泥含水率在 95%以上,体积庞大,运输和处理难度较大。
此外,污泥中的有机物在微生物的作用下容易分解,产生恶臭气体,对环境和人体健康造成危害。
二、污泥资源化利用的重要性1、减少环境污染未经处理的污泥随意堆放或填埋,会导致土壤、水体和大气污染。
其中的重金属等有害物质会通过食物链进入人体,危害健康。
通过资源化利用,可以降低污泥对环境的负面影响。
2、节约资源污泥中含有丰富的有机物和营养元素,如果能够合理利用,可以作为肥料、土壤改良剂等,减少对化学肥料的依赖,节约资源。
3、降低处理成本传统的污泥处理方法,如填埋、焚烧等,需要耗费大量的资金和土地资源。
实现资源化利用,可以在一定程度上降低污水处理厂的运营成本。
三、污泥资源化利用的途径1、土地利用(1)农用经过无害化处理后的污泥,可以作为有机肥料施用于农田,增加土壤肥力,提高农作物产量。
但在使用过程中,需要严格控制污泥中的重金属、病原体等有害物质的含量,避免对土壤和农作物造成污染。
(2)园林绿地利用将污泥用于城市园林绿地的建设和养护,可以改善土壤结构,增加土壤保水保肥能力,促进植物生长。
2、能源回收(1)厌氧消化污泥中的有机物在厌氧条件下,通过微生物的作用产生沼气,可用于发电或供热。
污泥无害化处理和资源化利用实施方案污泥是水在生物处理过程中产生的悬浮固体,具有比沉淀物更高的质量、更多的碳源和营养物质等特点。
污泥的处理对减轻水体污染、改善生态环境、提高水资源利用效率具有重要的意义。
一般来说,污泥的处理分为无害化处理和资源化利用。
无害化处理法是指将污泥中的有害物质降解转化或去除,使最终产物具有符合国家相关法律法规要求的无害性,其常用的技术有活性污泥法、机械分离法、湿式洗涤法、氯化隔离法、氧化处理法等。
其中活性污泥法是水处理工艺中应用较多的一种技术,它利用活性污泥中的微生物及其代谢产物,可以进行去除有机物、氮、磷等有害物质的处理。
资源化利用是指将污泥中的有效物质提取,进行利用或再利用,以提高污泥的价值,同时减少对自然环境的污染。
其常用技术有污泥干化法、污泥焦化法、污泥热熔法等,可以提取污泥中的有机质、氮、磷等可营养化的养分。
此外,污泥中还含有大量的碳,可以利用热解法将其转化成可再利用的碳纤维和固态碳,作为有效的碳质资源。
污泥无害化处理和资源化利用是一种有效的处理污泥的方式,其前景广阔。
首先,从政府的角度出发,应完善污泥排放管理体制,将污泥当作一种重要的自然资源,在国家资源节约和保护的政策框架下实施污泥的无害化处理和资源化利用。
其次,应完善规章制度,明确污泥排放量和各相关主体在无害化处理污泥中的职责,并明确污泥处理设施建设和运行的管理要求,使处理效果满足国家相关法律法规的要求。
最后,政府应根据污泥的特点,针对不同的污泥类型采取相应的处理措施,推广应用现代技术,加强监管,保证无害化污泥处理和资源化利用质量,以改善水质和环境,减少对自然环境的污染和损害,最大限度地提高水资源的利用效率。
污泥无害化处理和资源化利用实施方案,需要政府采取有效措施,支持技术研发,推动产业发展,形成一个良性的环境发展机制。
政府应推出相应的经济支持政策,支持企业投资技术研发;为污泥处理企业提供贷款及相关支持,减轻投资压力;支持创新,更新污泥处理技术,提高污泥处理效率;建立完善的污泥处理服务市场,激发投资动力。
污泥处理技术大致可归结为两大类:一是抛弃型技术,污泥作为废物不利用;二是资源化技术,充分利用污泥中的有用成分,实现变废为宝。
它符合可持续发展的战略方针,有利于建立循环型经济,近年来得到广泛关注。
国外大多数国家的污泥采用焚烧、填埋、堆肥农用等实用性方法。
如[2]美国,目前污泥土地利用已经代替填埋成为最主要的污泥处置方式,重心从处置改变到利用;欧洲的卢森堡、葡萄牙、西班牙、英国、瑞典、荷兰、比利时等大多数国家的污泥处置主要用于农业;希腊、德国、意大利等国家的污泥处置主要采用填埋;日本、奥地利等国家污泥处置主要采用焚烧。
有关资料显示,目前中国大约有45. 0 %的污泥用作农业利用,34. 4 %的污泥进行土地填埋,污泥绿化和焚烧各约占3.5 %。
本文在阅读大量中外文献的基础上,阐述了污泥的资源化利用方式,包括污泥的农业资源化利用、能源化技术、建材化利用、以及材料化技术、等,通过这些方法实现污泥的变废为宝。
一.污泥的农业资源化利用污泥中含有大量的有机质、氮、磷、钾等植物需要的养分,其含量高于常用牛羊猪粪等农家肥,可以与菜籽饼、棉籽饼等优质的有机农肥相媲美[8]。
但是污泥中往往也含有有害成分,因此在土地利用之前,必须对污泥进行稳定化、无害化处理,如好氧与厌氧消化、堆肥化等,其中堆肥化处理是较多采用的一种方法[6]。
堆肥化是利用微生物的作用,将不稳定的有机质降解和转化成稳定的有机质,并使挥发性有机质含量降低,减少臭气;物理性状明显改善(如水含量降低,呈疏松、分散、粒状),便于贮存、运输和使用;高温堆肥还可以杀灭堆料中的病原菌、虫卵和草籽,使堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源。
我国农村利用杂草、秸秆等和禽兽粪便混合,制成有机肥料的做法已有很长的历史,但这种堆肥过程主要靠自然通风或表面扩散向堆料供氧,由于供氧不充分,不能作为大规模处理处理、生产高质量堆肥产品的手段[5]。
现代堆肥化制好氧快速堆肥过程,污泥堆肥过程的主要技术措施比较复杂,主要包括:调整堆料的含水率和适当的C/N比;选择填充料改变污泥的物理性状;建立合适的通风系统;控制适宜的温度和pH值等。
污泥堆肥产品还可与市售的无机化肥(尿素、氯化铵、碳酸氢铵、磷酸铵、过磷酸钙、钙镁磷肥、氯化钾和磷酸钾等)共同生产有机—无机复混肥。
它集生物肥料的长效、化肥的速效和微量元素的增效于一体,在向农作物提供速效肥源的同时,还能向农作物根系引植有益微生物,充分利用土壤潜在肥力,并提高化肥利用率;另外还可根据不同土壤的肥力和不同作物的营养需求,合理设计复混肥各组分的比例,生产通用复混肥及针对不同作物的专用复混肥。
其主要生产工序为:堆肥、无机化肥、添加剂→粉碎→配料混合→造粒(圆盘造粒机、挤压、喷浆)→干燥→成品。
二.污泥的能源化技术污泥的能源化利用是污泥资源化技术的一种,指通过生物、物理或热化学的方法把污泥转变成为较高品质的能源产品,同时可杀灭细菌、去除臭气。
目前较成型的技术有:①污泥发酵产沼气发电;②污泥燃料化技术;③污泥热解与制油技术;④污泥制氢技术①污泥发酵产沼气发电污泥厌氧消化不仅是现在,而且也是未来应用最为广泛的污泥稳定化工艺。
厌氧消化较其他稳定化工艺获得广泛应用的原因是它具有如下优点:1、产生能量(甲烷),有时超过废水处理过程所需的能量;2、使最终需要处置的污泥体积减少30%-50%;3、消化完全时,可消除恶臭;4、杀死病原微生物,特别是高温消化时;5、消化污泥容易脱水,含有有机肥效成分,适用于改良土壤[7]。
但当处理厂规模较小,污泥数量少,综合利用价值不大时,也可采用污泥好氧消化。
它的主要优点是:运行操作比较方便和稳定、处理过程需排出的污泥量少。
但运行费用大、能耗多。
在具体工程实践中,污泥处理采用哪种工艺,厌氧消化还是好氧消化,应视具体情况而定,如污泥的数量、有无利用价值、运转管理水平的要求、运行管理与能耗、处理场地大小等。
有机污泥经消化后,不仅有机污染物得到进一步的降解、稳定和利用,而且污泥数量减少(在厌氧消化中,按体积计约减少1/2左右),污泥的生物稳定性和脱水性能大为改善。
这样,有利于污泥再作进一步的处置。
污泥消化制沼气的基本原理:利用无氧条件下生长与污水、污泥中的厌氧菌菌群的作用,使有机物经过液化、气化而分解成稳定物质,病菌、寄生虫卵被杀死,固体达到减量化和无害化的方法,对污泥进行厌氧消化制取沼气。
污泥消化过程分为两个阶段:污泥循环泵初沉污泥浓缩池均质池污泥泵热交换厌氧消化池贮泥池剩余污泥浓缩机房热水循环泵脱水机房废气排放锅炉房储气室脱硫塔泥饼外运废气排放燃烧塔图2污泥厌氧消化处理工艺流程第一阶段:酸性消化阶段。
高分子有机物首先在胞外酶的作用下,水解、液化。
这一过程把多糖水解成单糖,蛋白质水解成肽和氨基酸,脂肪水解成丙三醇、脂肪酸[9]。
然后渗入细胞体内,在胞内酶的作用下转化为醋酸等挥发性有机物和硫化物,其过程中常有大量的氢和少量的甲烷游离出来。
第二阶段:碱性消化阶段。
专性厌氧菌将消化过程第一阶段由兼性厌氧菌产生的中间产物和代谢产物分解成二氧化碳、甲烷和氨。
②污泥燃料化技术随着污泥量的不断增加及污泥成分的变化,现有的污泥处理技术逐渐不能满足要求,例如燃烧含水率80%的污泥,每吨污泥(干基)的辅助燃料需消耗304-565L重油,能耗大[10];污泥填埋必须预先脱水到含水率至少小于70%,而达到这样的含水率目前的污泥脱水技术需要消耗大量的药剂,既增加了成本,也增加了污泥量;土地还原是目前污泥消纳量最大的处理方法,但很多工业废水中含有重金属和有毒有害的有机物,不能作肥料或土壤改良剂。
因此寻找一种适合处理所有污泥,又能利用污泥中有效成分,实现减量化、无害化、稳定化和资源化的污泥处理技术,是当前污泥处理技术研究开发的方向。
污泥燃料化被认为是有望取代现有的污泥处理技术最有前途的方法之一。
污泥燃料化方法目前有两种,一种是污泥能量回收系统,简称HERS法(Hyperion Energy System),第二种是污泥燃料化法,简称SF法(Sludge Fuel)[11]。
1) HERS法HERS法工艺流程如图1所示。
它是将剩余活性污泥和初沉池污泥分别进行厌氧消化,产生的消化气经过脱硫后,用作发电的燃料。
混合消化污泥林、离心脱水至含水率80%,加入轻溶剂油,使其变成流动行浆液,送入四效蒸发器蒸发,然后经过脱轻油,变成含水率2.6%、含油率0.15%的污泥燃料。
轻油再返回到前端做脱水污泥的流动媒体,污泥燃料燃烧产生的蒸汽一部分用来蒸发干燥污泥,多余用来蒸汽发电。
HERS法所用的物料是经过机械脱水的消化污泥。
污泥干燥采用的多效蒸发法一般是用蒸发干燥法,不能获得能量收益,而采用CG法可以有能量收益;污泥能量回收两种方式,即厌氧产生消化气和污泥燃烧产生热能,然后以电力形式回收利用。
图3 HERS法工艺流程2) SF法SF法工艺流程如图2所示。
它将未消化的混合污泥经过机械脱水后,加入重油,调制成流动浆液送入四效蒸发器蒸发,然后经过脱油,变成含水率约5%、含油率10%以下,热值为23027kJ的污泥燃料。
重油返回作污泥流动介质重复利用,污泥燃料燃烧产生蒸汽,作为污泥干燥的热源和发电,回收能量。
图4 SF法工艺流程图HERS法与SF法不同,一是前者污泥先经过消化,消化气和蒸汽发电相结合回收能量。
后者不经过污泥热值降低的消化过程,直接将生成污泥蒸发干燥制成燃料;二是HERS法使用的污泥流动媒体是轻质溶剂油,黏度低,与含水率80%左右的污泥很难均匀混合,蒸发效率低,而SF法采用的是重油,与脱水污泥混合均匀。
三是HERS法轻溶剂油回收率接近100%,而SF法重油回收率较低,流动介质要不断补充。
③污泥热解与制油技术污泥热解与制油技术主要由污泥的热分解技术与污泥的油化处理技术2个部分组成。
1)热分解技术1970年美国EAP公司开发研究出一种新的城市废弃物处理技术,即热分解技术,使得垃圾处理向着“无害、安全、减容、资源化”方向又迈出了可喜的一步。
随后,各国环境保护工作者竞相开展该项研究工作,有的已达到实用化阶段。
热分解技术不同于焚烧,它是在氧分压较低状况下,对可燃性固形物进行高温分解生成气体产油分、炭类等,以此达到回收污泥中的潜能。
也就是通过热分解技术,废弃物中含碳固形物被分解成高分子有机液体(如焦油、芳香烃类)、低分子有机体、有机酸、炭渣等,其热量就以上述形式贮留下来。
热分解处理工艺技术核心部分是热分解气化炉,废弃物在此得以干燥和热分解,产生可燃性气体(热分解生成气)、各种液态产品及固态物如焦渣等。
2)制油技术。
可以分为2种方法,即低温热解法和直接热化学液化法[14]。
(1)低温热解法。
简述:污泥低温热解制油是目前正在发展的一种新的热能利用技术[15] ,即在300~500℃、常压(或高压)和缺氧条件下,借助污泥中所含的硅酸铝和重金属( 尤其是铜)的催化作用将污泥中的脂类和蛋白质转变成碳氢化合物,最终产物为燃料油、气和炭。
热解前的污泥干燥可利用这些低级燃料(燃料气、炭)的燃烧来提供能量,实现能源循环。
热解生成的油(质量类似于中号燃料油)可以用来发电。
浓缩污泥离心脱水热风干燥热解质炭蒸汽油保湿分液冷凝反应水不冷凝气体图6低温热解制油反应过程(2)热化学液化法。
美国、日本和英国在该技术方面研究相对较多。
该法是将经过机械脱水的污泥(含水率约为70%~80%),在含有N2、温度为250~340℃环境下加压热水,并以碳酸钠作为催化剂。
污泥中有近50%的有机物能通过加水分解、缩合、脱氢、环化等一系列反应转化为低分子油状物,得到的重油产物用萃取剂进行分离收集。
反应过程可得到热值约为33MJ/kg的液体燃料,收率可达50%左右(以干燥有机物为基准),同时产生大量非凝性气体和固体残渣。
日本Shinji Tton等采用该法对活性污泥进行热解制油,试验表明,污泥中48%的有机成分可转化为重油[21]。
贺利民对炼油厂废水处理污泥也进行了催化热解试验,以Na2CO3为催化剂,以CH2Cl2为萃取剂,总压强为1.4MPa,产油率随温度的升高而增加,当温度为300℃时产油率大于54%[22]。
④污泥制氢技术氢能是最理想的清洁能源,具有资源丰富、燃烧热值高、清洁无污染、适用范围广等特点。
从未来能源的角度来看,氢是高能值、零排放的洁净燃料,特别是以氢为燃料的燃料电池,具有高效性和环境友好性,将成为未来理想的能源利用形式。
利用污泥来制取氢,不仅可以解决污泥的环境污染问题,还可以产生氢气,缓解能源危机。
污泥制氢技术主要有:污泥生物制氢,污泥高温气化制氢,以及污泥超临界水气化制氢[23]。
1)污泥生物制氢。
污泥生物制氢是利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可制得氢气的原理进行的。