本文天津津腾实验设备有限公司首先介绍了我国污泥的分类及基本特性,然后介绍了几种常见污泥预处理方法,分别从宏观与微观的层面分析了不同预处理方法对污泥的脱水性能的影响,对比了不同预处理方法各自的优缺点。天津津腾实验设备有限公司最后介绍了几种常见的污泥后续脱水工艺,如机械脱水、水热脱水、热干化等工艺。并结合污泥最终处置处理利用要求,给出具体的污泥处理流程。天津津腾在本文系统全面地分析了污泥深度脱水的方法、特点及系统工艺,对我国污泥处理实际应用具有重要意义。
1污泥预处理
污泥处理可分为浓缩、调理、脱水和干燥四个步骤,污泥预处理属于污泥调理环节。由于污泥胶体颗粒物的难沉降性、污泥固体的强压缩性和污泥固体颗粒外胞外聚合物(EPS)的高亲水性等限制因素,污泥无法达到深度脱水的目的[。研究表明,通过添加絮凝剂可以提高污泥的沉降性能,构建骨架能增强可压缩性,破坏EPS结构可以释放污泥中的结合水。常规污泥调理通常都是添加无机调理剂改变污泥的一些基本特性,通过添加CaO、FeCl3等絮凝剂或混凝剂,加剧污泥的松散结构,形成坚硬的网络骨架,并缓解亲水现象,以达到改善污泥脱水性能的效果。综合以上三种类别的污泥预处理方法,物理法处理后污泥可脱水程度可达到最大程度改善,含水率普遍在50%以下。而化学法以及生物法等在污泥过滤性能和脱水速率方面有着物理法无法比拟的优势,化学、生物处理后污泥 SRF、CST 远低于物理法处理后污泥。为各方法在改善污泥脱水性能方面优缺点。
2结语和展望
污泥脱水是目前制约污泥进一步发展的关键问题,污泥预处理是目前解决污泥深度脱水的最有效方法之一。在众多的脱水预处理方法中,化学法、物理法以及生物法是目前主流的污泥预处理方法,通过破坏污泥絮体结构,中和电荷,构建骨架等方式降低污泥的含水率。本文分析对比不同污泥预处理技术的效果、机理以及存在的问题,得出以下结论:
(1)污泥属于固体废弃物,成分复杂,含有大量如重金属、有机污染物及病原微生物等危害性物质,且存在N、P、K等营养元素。根据污泥的不同成分,对污泥可以进行不同的处理方式。针对灰分过高的污泥,可采取填埋、制砖等处理处置方式,针对挥发分及固定碳含量较高的污泥,可作为掺烧材料,针对重金属含量较高的而工业污泥,开发重金属回收技术,针对有机物含量较高的污泥,可采取生物降解方法去除。针对营养元素富集的污泥,可用于园林绿化、土壤改良等土地利用。处理得当后,可在减少环境危害的同时,将其中的能源进行有效利用,实现污泥的无害化、减量化、稳定化、资源化的处理处置要求。
(2)化学预处理 酸处理后污泥有机质大量溶解,溶解性物质溶解,污泥的过滤性能及脱水速率得到改善,可脱水程度提升10%~20%左右;碱处理过程中,碱性溶液中存在大量的高价阳离子,中和污泥絮体中带负电的含氧官能团,提升污泥的Zeta电位,并构建疏水通道,增强污泥的可压缩性,脱水速率提升50%以上,污泥含水率降低到65%左右;高级氧化处理后污泥胞外聚合物被氧化降解,含水率降低到52%左右,脱水速率提升50%~90%左右,脱水效果高于酸碱处理污泥脱水效果。
(3)物理预处理 水热法处理后污泥含水率大幅度降低,达45%以下,经6MPa高压机械压滤后,含水率可达到20%;污泥冻融过程中,污泥水分子冷冻推挤污泥颗粒,破坏絮体结构,释放大量间隙水,再经过融解释放溶解性有机质,含水率可达到46%左右;超声波处理在短时间内、较低能量下破坏污泥絮体结构,释放污泥中较难脱除的中间水和结合水,转化成可脱除的自由水,污泥可脱水程度提高。但相应对设备要求高,反应过程中需要大量能量。物理预处理方法中水热法脱水效果好,操作相对容易,联合其他预处理方法后可降低反应温度,减少反应所需能量。
(4)生物预处理 生物法是目前较新颖的一种污泥预处理方法之一。处理后污泥含水率达70%左右,过滤性能降低49%以上,脱水速率降低率在48%以上。同时生物制剂成本低,易降解,经生物法处理后污泥对环境影响小,在污泥后续处理利用方面更灵活。但生物制剂培菌过程复杂,微生物选取困难,培养周期较长。
(5)污泥脱水工艺 根据污泥后续利用对污泥含水率应用要求,选择合适的污泥脱水工艺。针对含水率要求较低的利用方法,可采用机械脱水方法。地理位置偏僻、占地面积大的污水处理厂可采取带式脱水机或板框压滤机,而例如自来水厂位于市区内或靠近人口密集度高的污水处理厂,可选取封闭式的离心机或叠螺式脱水机。针对含水率要求高的利用方法,如土壤改良剂或焚烧用时,考虑机械脱水无法将污泥含水率降低到规定要求,可在机械脱水后辅以热干化的处理工艺,或直接采用水热法脱水工艺。
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