工業(yè)污泥處理的主要方法范文

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篇1

本文通過對啤酒廢水的產(chǎn)生、特點的介紹，比對了國內(nèi)外啤酒廢水處理中的好氧生物處理技術(shù)和厭氧生物處理技術(shù)，結(jié)合低溫條件下廢水處理的效果，尋找適合我國國情，寒冷地區(qū)處理啤酒廢水的有效方法，為企業(yè)的健康發(fā)展提供堅實的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：

啤酒廢水；低溫環(huán)境；好氧；生物處理

近年來，隨著我國啤酒工業(yè)的高速發(fā)展，啤酒企業(yè)的廢水處理一直是一個主要難題。尤其我國北方地區(qū)的啤酒企業(yè)，受環(huán)境溫度的影響，冬季啤酒污水處理廠內(nèi)污水的溫度只有10℃左右。這樣低的溫度使廢水污泥中的微生物活性和代謝能力都變的很弱，導(dǎo)致污水處理能力降低，因此，北方地區(qū)的污水處理系統(tǒng)運行成本及操作難度都有所提高1。本文通過查找國內(nèi)外大量參考文獻(xiàn)，通過對北方地區(qū)啤酒企業(yè)污水處理的研究，探索出提高寒冷地區(qū)啤酒污水的處理方法，對北方地區(qū)啤酒企業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

1.啤酒廢水的產(chǎn)生及其特點

1.1啤酒廢水的產(chǎn)生

啤酒企業(yè)的廢水主要來源于五個方面：①麥芽生產(chǎn)過程中的洗麥、浸麥、發(fā)芽降溫和各種洗滌水；②糖化過程的糖化、過濾和洗滌水；③發(fā)酵過程的發(fā)酵罐和過濾器洗滌水；④罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；⑤冷卻水和成品車間洗滌水。

1.2啤酒廢水的特點

啤酒生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水量較大，不同啤酒企業(yè)由于管理和技術(shù)水平不同，每生產(chǎn)一噸啤酒耗水量也不一樣，產(chǎn)生的廢水也不一樣多。管理和工藝先進(jìn)的啤酒企業(yè)噸啤酒耗水量為8～12噸，我國啤酒廠的噸啤酒耗水量一般在10～20噸之間2。啤酒廢水主要包括清潔廢水、有機(jī)廢水、洗滌廢水、沖渣廢水和裝酒廢水。

2.啤酒廢水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著啤酒的出現(xiàn)，啤酒廢水的處理成為一個世界性的難題，經(jīng)過國內(nèi)外啤酒企業(yè)多年的研究發(fā)現(xiàn)，在啤酒廢水中的BOD5/CODcr數(shù)值越高，廢水處理就越容易，啤酒廢水的處理最適合應(yīng)用生化處理技術(shù)。根據(jù)不同的啤酒廢水水質(zhì)，可以采用好氧、厭氧和好氧與厭氧相結(jié)合的方法進(jìn)行處理3。

2.1好氧生物技術(shù)

中、低濃度啤酒有機(jī)廢水的處理主要采用好氧生物處理技術(shù)，針對北方地區(qū)的低溫，只要采取適當(dāng)?shù)姆椒刂茰囟龋淖儚U水處理環(huán)境就能取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。好氧生物技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法：

2.1.1活性污泥法：廢水進(jìn)入曝氣池后，與含有大量好氧微生物的活性污泥混合，在人工充氧的條件下，廢水中的有機(jī)物被活性污泥吸附并氧化分解，然后由沉淀池來完成水和污泥的分離。活性污泥法較適用北方寒冷地區(qū)的廢水處理，該工藝應(yīng)用較多的是序批式活性污泥法(SBR)、CASS反應(yīng)池法和塔式曝氣活性污泥法。①SBR是一種過間歇曝氣方法，可以顯著降低動力費用，同時縮短廢水處理時間，減少了占地面積，結(jié)構(gòu)緊湊，運行費用低，不容易發(fā)生污泥膨脹問題，抗負(fù)荷沖擊能力強，處理效果穩(wěn)定。COD的去除率可達(dá)90％以上，出水COD<100mg/L，達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)3。②CASS反應(yīng)池法是一種循環(huán)式活性污泥法，啤酒廢水的處理分三步進(jìn)行：進(jìn)水、曝氣、回流階段；沉淀階段；潷水、排泥階段。在常溫下的廢水處理周期為4～12h，低溫情況下，處理時間要明顯延長。③塔式曝氣活性污泥法是對原有傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改進(jìn)，克服了傳統(tǒng)活性污泥法普遍存在的傳氧效率低、COD去除率不高的問題。具有投資少，占地面積小，抗負(fù)荷沖擊能力強，廢水滯留時間短，出水水質(zhì)穩(wěn)定，排泥量少及廢水處理效果好的顯著優(yōu)勢4。

2.1.2生物膜法：是在處理池中加入軟性填料，利用固著填料表面生長的微生物對廢水進(jìn)行處理，該方法的最大優(yōu)點是克服了污泥膨脹的問題，剩余污泥量較少、運轉(zhuǎn)管理方便。缺點是處理效果不如活性污泥法，建筑成本較高5。考慮到北方地區(qū)冬季處理污泥有一定難度，該方法需要配合無害污泥的及時處理。

2.2厭氧生物技術(shù)

對于高濃度有機(jī)廢水的處理主要采用厭氧生物技術(shù)，由于北方地區(qū)冬季氣壓高，含氧量高，因此不太適合在寒冷地區(qū)的應(yīng)用。該處理技術(shù)主要包括上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）兩種方法。

2.2.1厭氧生物處理技術(shù)中最成熟的技術(shù)是UASB，UASB工藝在底部有污泥床，依據(jù)進(jìn)水與污泥的高效接觸提供高效去除率，適用于處理較易生化降解、COD和SS濃度均較高的廢水，并且由于運行方便，設(shè)備簡單，造價也相對較低，不存在堵塞問題6。

2.2.2IC技術(shù)是在UASB的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，與UASB反應(yīng)器不同的是這種反應(yīng)器內(nèi)部還能夠形成流體循環(huán)，生成具有高生物活性的厭氧顆粒污泥。該技術(shù)的優(yōu)點是占地面積少，基礎(chǔ)投資少，抗沖擊負(fù)荷能力強，有機(jī)負(fù)荷高，運行穩(wěn)定性好7。

2.3厭氧+好氧生物技術(shù)

厭氧+好氧生物技術(shù)是一種比較成熟的工藝。由于該技術(shù)需要厭氧技術(shù)的配合，在寒冷地的使用受到一定的限制，該技術(shù)又分為水解+好氧技術(shù)、UASB+好氧技術(shù)、EGSB+好氧技術(shù)、IC—CIRCOX反應(yīng)器四中工藝方法8。這四種方法對啤酒廢水的處理具有廢水停留時間短，污泥產(chǎn)率低，處理費用低，占地面積小，投資少，操作簡單，沼氣易收集、剩余污泥少，運行穩(wěn)定，處理效率高的優(yōu)點9。

3.總結(jié)

啤酒企業(yè)廢水的處理，受到各地經(jīng)濟(jì)條件，環(huán)境因素以及技術(shù)水平的限制，不可能所有企業(yè)都采用統(tǒng)一的方式。尤其北方低溫地區(qū)必須根據(jù)自己的實際情況，要通過不斷的研究，調(diào)查企業(yè)排水的水質(zhì)、水量、排水規(guī)律和特點，結(jié)合企業(yè)建設(shè)場地的地形條件、面積大小以及企業(yè)能承受的一次性投資及運行成本情況。通過提高啤酒企業(yè)的管理水平和工人的素質(zhì)，采用好氧生物處理法降低企業(yè)的運營成本和廢水處理費用，用簡單適用、投入低、運行可靠、達(dá)標(biāo)穩(wěn)定、節(jié)約能耗的廢水處理技術(shù)，提高企業(yè)的利潤空間。

作者：李春暉 雒江菡 王福玲 徐麗萍 王鑫 劉微 閻力君 單位：哈爾濱商業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心 哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥學(xué)院細(xì)胞與分子生物學(xué)研究所 哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

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篇2

【關(guān)鍵詞】工業(yè)污水；處理；系統(tǒng)

一、工業(yè)廢水的特點

1、工業(yè)廢水的排放

工業(yè)廢水中含有大量的化學(xué)物質(zhì)、酸、堿等有害物質(zhì)。同時由于工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)工藝不同，其所排放的污廢水化合物也均不一致。工業(yè)廢水從不同的角度來進(jìn)行分類可以分為不同的類別。例如可以分為有機(jī)廢水和無機(jī)廢水、冶金廢水、酸堿性廢水等。對于工業(yè)企業(yè)來說其在生產(chǎn)過程中并不是僅僅只會單獨排放單一的廢水，而是會同時排放多種性質(zhì)的廢水。例如燃料工廠在生產(chǎn)過程中不僅會排放酸性廢水，還會排放堿性廢水。紡織印染廠其使用的染料與織物不同也排放出不同的污水。

2、工業(yè)廢水的應(yīng)用

使用處理后的工業(yè)污水進(jìn)行土壤灌溉能夠有效增強土壤肥力，進(jìn)而充分體現(xiàn)污水中各種微量元素的效用，幫助植物更快更好的成長。工業(yè)污染中包括大量的重金屬物質(zhì)，例如砷、汞、鉛等。這些重金屬元素會對植物的增長造成極大的消極影響。

二、工業(yè)污水處理的方式方法

1、厭氧生物處理技術(shù)

當(dāng)前在工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用比較多的主要是第二代與第三代厭氧處理器。比如升流式污泥床這種顆粒型生物反應(yīng)器，其主要是由配水系統(tǒng)、污泥床以及三相分離器構(gòu)成的，在使用這種反應(yīng)器時，主要是靠其產(chǎn)生的氣體將污水與污泥混合，然后再利用三相分離器將顆粒狀污泥分離，將氣體與處理后的污水排出反應(yīng)器。隨著科技的不斷發(fā)展，相關(guān)單位又在傳統(tǒng)顆粒污泥反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了新型的反應(yīng)器，常用的有污泥膨脹床、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，這種新型的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的類型，但是高徑比增大了，上升流速也加快了，提高了工業(yè)污水處理的質(zhì)量。

2、除臭技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，采用除臭技術(shù)進(jìn)行污染處理時通常采用三種方式。常用除臭方法有活性炭吸附法、化學(xué)藥劑吸收法、土壤法及生物法。隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對環(huán)境質(zhì)量有了更高的要求。實踐證明，將除臭技術(shù)應(yīng)用于污水處理中，是行之有效的。在各種除臭方法中，國內(nèi)外使用最多的是微生物除臭方式，該方法效果良好、成本低廉，而且不會導(dǎo)致二次污染的發(fā)生。此外，該方法還可以應(yīng)用于濃度較高的污染物的處理，相對于去污能力弱且費用較高的活性炭除臭技術(shù)而言，具有不可替代的優(yōu)勢。目前，活性炭除臭技術(shù)已經(jīng)很少被人們使用。

3、反滲透工業(yè)污水處理技術(shù)

反滲透技術(shù)最初只用于海水淡化，后來逐步擴(kuò)大到苦成水淡化、食品加工、醫(yī)藥衛(wèi)生、飲料凈化、超純水制備等方面，產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)效益。膜分離技術(shù)作為新的分離凈化和濃縮方法，與傳統(tǒng)分離操作如蒸發(fā)、萃取、沉淀、混凝和離子交換樹脂等）相比較，過程中大多無相變化，可以在常溫下操作，具有能耗低、效率高、工藝簡單、投資小等特點。膜分離技術(shù)應(yīng)用到污水處理領(lǐng)域，形成了新的污水處理方法，它包含微濾、超濾、滲析、電滲析、納濾、和反滲透等。由于反滲透技術(shù)具有無相變、組件化、流程簡單、操作方便、占地面積小、投資省、耗電低等優(yōu)點，因此在水處理中得到了大量的運用。

4、PLC系統(tǒng)

PLC簡稱為可編程控制器，可以使用它作為管理系統(tǒng)的控制器，有了管理系統(tǒng)的限制器就可以管理整個系統(tǒng)的各項要求，還可以通過使用計算機(jī)當(dāng)做控制器的上位機(jī)。其優(yōu)點很多，比如設(shè)計各項程序簡單方便，對程序的后期保護(hù)方便，很多地方都能夠使用，掌控能力強大等等。PLC可以通過連接網(wǎng)絡(luò)來對生產(chǎn)過程來進(jìn)行及時的監(jiān)控。

PLC作為工業(yè)污水處理管理系統(tǒng)的控制器能夠?qū)⒄麄€系統(tǒng)改變的操作越來越簡便，使用功能越來越多項化。PLC的監(jiān)控系統(tǒng)能夠跟各種顯示器連接到一起，連接在一起以后電腦的顯示器或者是別的機(jī)器的顯示器也同時能夠控制PLC系統(tǒng)。PLC所擁有的CPU具備著十分龐大的網(wǎng)絡(luò)通信的功能，能夠做到遠(yuǎn)程控制和監(jiān)督，同時工業(yè)污水處理系統(tǒng)也能夠做到數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信。

5、使用信號錄入方法

信號錄入檢測中包括：按鈕式錄入，按鈕式里邊包括很多種，其中有自動式、手動式還有格柵機(jī)啟動式，還有擁有清污功能、潛水功能、污泥回流功能以及變頻功能的，但還是依靠人工來操縱各種錄入；還有液位差錄入，其功能是用來測驗粗細(xì)格柵兩側(cè)的液位差，清污機(jī)的發(fā)動和結(jié)束也是由它來控制的；液位高低的錄入，主要是測量進(jìn)水泵房和污泥回流泵房中液位的所在位置的高低，其次是操縱潛水泵和污泥回流泵的發(fā)動和結(jié)束，再次是測量潛水泵開始工作后的數(shù)量。

6、節(jié)能降耗設(shè)備改造

6.1曝氣組件

根據(jù)美國80年代北美地區(qū)資料統(tǒng)計，當(dāng)年北美地區(qū)曝氣設(shè)備能耗為1.4×106kW，在這其中，曝氣系統(tǒng)消耗的能源約占污水處理廠總能源消耗的45%-75%，所以，曝氣組件的節(jié)能改造是污水處理廠節(jié)能降耗的重要內(nèi)容之一。擴(kuò)散曝氣系統(tǒng)是最為常見的充氧方式，設(shè)備實際充氧能力受多種因素影響，其中包括池體形狀、曝氣類型、安裝深度、氣壓、溫度、污水特征等。OTE是判斷曝氣系統(tǒng)效率的核心指標(biāo)，通過改善OTE，可以提高系統(tǒng)能量使用效率，而影響OTE的因素包括水深、水質(zhì)、氣泡、風(fēng)速、密度、堵塞情況等。OTE受生物反應(yīng)擴(kuò)散器數(shù)量影響，數(shù)量越多，OTE也會有所提高，部分污水處理廠根據(jù)反應(yīng)池大小設(shè)計曝氣器位置，也有部分污水處理廠將曝氣器的微孔更換為粗孔，通過這些方法，均可有效提高污水處理用電效率。部分曝氣頭在更換完成后，每年可節(jié)約用電費用120000美元，經(jīng)計算，投資僅需3年即可回收。在進(jìn)行混合液懸浮處理時，可以通過高效率的混合設(shè)備取代曝氣設(shè)備，通過這種方法，不僅可以提高處理效率，還可以使能量需求降至合理范圍。

6.2水泵

水泵設(shè)備在活性污泥處理法中經(jīng)常使用，其中包括提升泵、回流泵、內(nèi)回流泵、污泥泵。根據(jù)北美地區(qū)實際運行效果，水頭提升降低0.4m，即可節(jié)約成本0.0415美元/（m3?d）。為了保證水泵運行效果，可以采取以下措施進(jìn)行改造。水泵在運行階段，需要維持在高效區(qū)間，兩臺泵設(shè)置85%額定流量，代替3臺泵55%額定流量；合理調(diào)節(jié)水位，使水泵啟閉次數(shù)降低，穩(wěn)定出水水流；使用大型水泵優(yōu)化運行功率。

結(jié)束語

工業(yè)廢水和城市污水的處理已經(jīng)被國家列為基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域中重點扶持的產(chǎn)業(yè)，這對水資源的合理利用、再生、資源化管理都起到了良好的保護(hù)作用，更有利于城市水系統(tǒng)和工業(yè)水系統(tǒng)的循環(huán)利用。從長遠(yuǎn)的角度來看，這不但解決了我國個別地區(qū)水資源短缺和水資源惡化的問題，更滿足了各種條件下的水資源處理，對于發(fā)展污水再生技術(shù)提供了先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗，更加有助于民生工業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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篇3

[關(guān)鍵詞]造紙污泥；性質(zhì)；處理技術(shù)；焚燒；循環(huán)流化床；不足

中圖分類號：X793 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）40-0224-02

造紙工業(yè)作為我國僅次于電信和鋼鐵的第三大產(chǎn)業(yè)，與國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展息息相關(guān)。截止到2012年我國紙及紙板生產(chǎn)企業(yè)約3500家，紙及紙板生產(chǎn)量達(dá)10250萬噸，較上年增長3.22%。而早在2008我國紙和紙板年產(chǎn)量已經(jīng)超過美國成為紙和紙板年產(chǎn)量世界第一大國[1-2]。然而在產(chǎn)量增長的同時，伴隨著大量污染物的產(chǎn)生。據(jù)統(tǒng)計，僅造紙工業(yè)污水排放量就占我國污水總排放總量的10%-12%[3]。造紙過程中產(chǎn)生的造紙污泥更因其產(chǎn)量大（每生產(chǎn)一噸紙，產(chǎn)生約1200kg造紙污泥[4]。）、成分復(fù)雜、含水量高、難處理等因素，給資源環(huán)境造成了巨大壓力。如何處理造紙污泥使污泥減量化、無害化和資源化一直是造紙工業(yè)所面臨的重要問題。

1.造紙污泥的性質(zhì)和危害

造紙污泥是造紙廠污水經(jīng)過一段二段的水處理后的殘余物，按處理過程不同將造紙污泥分為四類，廢水經(jīng)過一級處理產(chǎn)生的污泥稱為一次污泥；經(jīng)過二級生化處理產(chǎn)生的活性污泥為二次污泥；脫墨污泥則是廢紙在浮選脫墨過程中形成的廢渣；廢紙和活性污泥混合在一起稱為混合污泥。污泥中混合污泥含量最高，約占全場污泥的60%。不同種類的污泥組成成分也各不相同，一次污泥中主要是廢水中的懸浮物。脫墨污泥則含有大量油墨、灰分和各種雜質(zhì)。二次污泥中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，以及大量的細(xì)菌真菌等有機(jī)體。因造紙污泥的特殊性，其理化性質(zhì)也與城市污泥和工業(yè)污泥不同，具體特征如下：

（1）含水率高，一般為90%以上，未經(jīng)脫水處理的造紙污泥基本成液體狀，不利于運輸。污泥中所含水分分為間隙水、毛細(xì)水、吸附水和內(nèi)部結(jié)合水四類。（2）含鹽量較高，會明顯提高土壤導(dǎo)電率、破壞土壤結(jié)構(gòu)、抑制植物對水分的吸收[5]。（3）含有大量的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等有機(jī)高分子成分。一旦造紙污泥處置不當(dāng)，很容易腐化發(fā)臭，滋生蚊蠅，造成二次污染。（4）造紙污泥pH值為7.2，顯中性，可以用來改良酸性土壤[6]。

2.污泥處理技術(shù)

造紙污泥的處理技術(shù)主要分為衛(wèi)生填埋法、堆肥法、脫水法、直接排海法和焚燒法。

造紙污泥的衛(wèi)生填埋技術(shù)是造紙污泥處理采用的最廣泛的方式，具體是指采用防滲、覆蓋、滲濾液等一系列工程措施將處理過的污泥集中堆、填、埋的處理方式[7]。這種處理技術(shù)具有操作簡單，投資少，處理量大等優(yōu)點。但污泥衛(wèi)生填埋技術(shù)只是權(quán)宜之計，這種方法嚴(yán)重浪費土地及一旦防滲處理不當(dāng)，滲濾液會危害水土環(huán)境和造成土壤鹽堿化。隨著人們環(huán)保意識的加深，這種處理方式將逐步被淘汰。

造紙污泥作為優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，進(jìn)行好氧堆肥化后農(nóng)用，可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量。同時污泥中的有機(jī)質(zhì)，腐殖質(zhì)可改善土壤結(jié)構(gòu)。污泥堆肥處理因其耗能低、投資少、運行費用低而受到許多專家學(xué)者的青睞。相對而言，污泥堆肥處理也存在臭氣外排造成二次污染、占地面積大、運輸費用高、下滲會影響周邊的地表水等瓶頸[8-10]。

常用的脫水處理方式分為自然干燥和機(jī)械脫水兩種。將造紙污泥自然晾曬，進(jìn)行蒸發(fā)脫水為自然干燥法。這種方式投資少，成本低。但是占地大，周期長，晾曬過程中有臭味。機(jī)械脫水則由于污泥粘度很大，很難分散，只能去除部分自由水，脫水后水含量依然很高。如經(jīng)國內(nèi)造紙廠普遍采用的鏈帶壓濾機(jī)脫水后，造紙污泥含水率還在65%～75%之間[11]。

將造紙污泥直接排入海洋的方法因其對海洋生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源的巨大危害而逐漸被禁止。

造紙污泥焚燒處理是最徹底的污泥處置方法。焚燒法是指把脫水預(yù)處理的污泥焚燒，回收焚燒過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉄崮芡瑫r利用袋式除塵和干式或濕式反應(yīng)塔脫硫凈化達(dá)標(biāo)排放[12]。焚燒過程中可以使有機(jī)物碳化，最大限度的減小污泥體積（焚燒后灰渣體積僅相當(dāng)于機(jī)械脫水污泥的10%[13]）。高溫還可以破壞污泥里有毒的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)。焚燒過程中產(chǎn)生的熱能，還可以用來發(fā)電或供熱。焚燒后產(chǎn)生的灰渣同樣可以進(jìn)行資源化利用：舒?zhèn)14]研究發(fā)現(xiàn)，用污泥焚燒灰可以制成具有良好透水性能的磚塊，磚塊的各項理化性能均達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)球磨方式處理的造紙污泥焚燒灰具有較高的火山灰活性，使用平均粒徑低于100μm的焚燒灰渣可以等量代替硅酸鹽水泥，卻不降低水泥的強度等級[15]。由此可以預(yù)見，隨著污泥產(chǎn)量的持續(xù)增長，對污泥的處理技術(shù)的研究將集中在焚燒法上。

3.焚燒法處理造紙污泥的試驗研究

李春雨[16]等分析了城市湖泊污泥、制革污泥，以及兩種造紙污泥的燃燒特性，發(fā)現(xiàn)四種污泥都具有高揮發(fā)分、高灰分、低熱值的特點，燃燒過程分為揮發(fā)分燃燒和固定碳燃燒兩個階段。將造紙污泥單獨焚燒，易于著火，但燃燒速率較低，燃燒時間長。使用采自廣東某造紙廠的脫水車間，自然干燥14 d后的造紙污泥與煤粉在不同比例情況下混合燃燒，進(jìn)行熱重分析，結(jié)果表明，混合燃燒過程中，造紙污泥和煤基本保持各自的揮發(fā)分析出特性，其燃燒曲線基本位于污泥和煤燃燒曲線之間[17]。對造紙污泥和稻草混合燃燒特性和混合物動力學(xué)特性進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混合物的燃燒過程中，平均活化能呈現(xiàn)先增大后減小，然后再增大的趨勢。同時污泥的燃燒過程中存在3個明顯的失重峰[18]。早在2010年3月中旬，在“造紙之鄉(xiāng)”富陽市，造紙污泥焚燒發(fā)電綜合利用一期工程調(diào)試成功，日均處理量達(dá)600噸，實現(xiàn)了將造紙污泥變廢為寶的資源化利用。

4.循環(huán)流化床焚燒造紙污泥

循環(huán)流化床作為近年來快速發(fā)展的一種高效率、低污染的清潔燃燒技術(shù)，整個裝置由循環(huán)流化床焚燒爐本體、啟動燃燒室、送風(fēng)系統(tǒng)、引風(fēng)系統(tǒng)、污泥/ 廢渣加料系統(tǒng)、給煤系統(tǒng)、高溫旋風(fēng)分離器、返料裝置、尾部煙道、尾氣凈化系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和操作系統(tǒng)等幾部分組成[19]。其基本原理為物料在硫化狀態(tài)下燃燒。物料進(jìn)入爐膛，細(xì)粒子被一次風(fēng)帶入燃燒室上部燃燒，一般粗粒子在燃燒室下部燃燒。伴隨煙氣飛出爐膛的細(xì)粒子由固體物料分離器分離后，經(jīng)返料器返回爐膛燃燒。燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)尾部凈化裝置處理后排放。蒲文灝[20]進(jìn)行了不添加輔助燃料，100%采用造紙污泥在循環(huán)流化床中燃燒試驗，發(fā)現(xiàn)造紙污泥水分含量越高，在流化床內(nèi)吸熱越多，燃燒反應(yīng)速度越慢；采用增大二次風(fēng)率的方法，可以增加燃燒的穩(wěn)定性，提高燃燒效率。曾庭華、孫昕、陳曉平[21-23]等通過試驗研究，證實了造紙污泥進(jìn)入循環(huán)流化床后，會形成污泥結(jié)團(tuán)，有利于造紙污泥的高效燃燒。當(dāng)造紙污泥中含水量降至40%時，造紙污泥能在流化床內(nèi)燃燒穩(wěn)定，含水量高于60%的情況下需要加入輔助燃料。使用煤作為助劑和造紙污泥在流化床中混合燃燒，燃燒效率高于92%。燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣和灰渣中的重金屬經(jīng)過凈化處理裝置處理后排放均滿足環(huán)保要求。2004年，常州市排水管理處同東南大學(xué)、常州熱電公司改造了常州第一熱電廠1臺20t/h循環(huán)流化床鍋爐，用來焚燒污泥，運行情況良好[24]。

5.不足和展望

通國外相比，我國對造紙污泥的處理研究相對較晚，主要的處理方式還集中在衛(wèi)生填埋、和污泥農(nóng)用等傳統(tǒng)方法上。隨著對造紙污泥認(rèn)識的加深，符合環(huán)境可持續(xù)發(fā)展需要的焚燒法必將受到越來越多的重視。然而焚燒法處理造紙污泥也存在許多問題需要解決：焚燒處理設(shè)施投資大，處理費用高；造紙污泥充分燃燒過程中需要添加煤等輔助燃料，隨著能源價格的不斷上漲，污泥焚燒處置成本也隨之增加；應(yīng)增加造紙污泥和煤等助劑在循環(huán)流化床中燃燒特性，影響因素，最佳配合比等方面的研究；研究是否可以使用其他引燃助劑代替煤炭等不可再生資源，但是不影響造紙污泥的燃燒特性；深入對煤和造紙污泥混合燃燒過程中硫化、污染物生成機(jī)理等方面的研究，為焚燒法提供更詳細(xì)的實驗數(shù)據(jù)。

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篇4

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)，制漿造紙廢水，廢水處理

制漿造紙工業(yè)對環(huán)境所造成的污染問題日益突出，其廢水排放量占全國工業(yè)廢水排放總量的10%左右，污染嚴(yán)重，需要二次處理。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的重視以及民眾環(huán)保意識的不斷提高，制漿造紙行業(yè)已將降低有害物質(zhì)作為重要課題。生物處理是常用的制漿造紙廢水處理技術(shù)，已被許多工廠采用。該技術(shù)的原理是利用厭氧和好氧微生物將廢水中的溶解性有機(jī)物分解為二氧化碳和水等穩(wěn)定的無機(jī)物，實現(xiàn)COD去除，達(dá)到凈化水體的目的。根據(jù)參與作用的微生物種類和供氧情況，分為好氧生物處理和厭氧生物處理及好氧厭氧組合處理三大類。生物處理方法運行費用低廉，與其他方法組合可以大大提高造紙廢水的處理效率。

1.好氧生物處理法

好氧生物處理法即在有氧條件下，好氧微生物(主要是好氧菌)以水中的多種有機(jī)污染物作為生長、繁殖和新陳代謝等生命活動的物質(zhì)與能量來源，同時達(dá)到去除BOD的方法。根據(jù)好氧微生物在水體中和工作方式不同，可分為活性污泥法和生物膜法兩類。

1．1 活性污泥法

經(jīng)初次沉淀后的廢水與由二次沉淀池來的回流污泥在曝氣池起端進(jìn)入池內(nèi)，通過擴(kuò)散或機(jī)械曝氣進(jìn)行充分混合與曝氣，并通過活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去除廢水中的有機(jī)物。該法適用于處理要求高而水質(zhì)較穩(wěn)定的廢水。

由于普通活性污泥法曝氣時間比較長，當(dāng)活性污泥繼續(xù)向前推進(jìn)到曝氣池末端時，廢水中有機(jī)物已幾乎被耗盡，污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，它的活動能力也相應(yīng)減弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中殘剩的有機(jī)物數(shù)量少。處于饑餓狀態(tài)的污泥回流入曝氣池后又能夠強烈吸附和氧化有機(jī)物，所以普通活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到90～95%左右。

普通活性污泥法也有它的不足之處，主要是：①對水質(zhì)變化的適應(yīng)能力不強；②所供的氧不能充分利用，曝氣池相對龐大、占地多、能耗費用高。有研究表明通過活性污泥工藝改良，可以明顯改善生物系統(tǒng)污泥沉降性能及處理效果。

（1）SBR工藝

SBR（Sequencung Batch Reactors）是近年來在國內(nèi)外廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù)。SRB反應(yīng)器的運行通常包括5個階段：①進(jìn)水階段——加入基質(zhì)；②反應(yīng)階段——基質(zhì)降解；③沉淀階段——泥水分離；④排放階段——排上清液；⑤閑置階段——活性恢復(fù)。這5個階段都在曝氣池內(nèi)完成，從第一次進(jìn)水到第二次進(jìn)水稱為一個工作周期。

SRB每個工作周期中各個階段的運行時間、運行狀態(tài)可以根據(jù)污水性質(zhì)、排放規(guī)律與出水要求等進(jìn)行調(diào)整。其操作簡單，應(yīng)用靈活，經(jīng)濟(jì)可行，能有效地去除常規(guī)活性污泥法難以去除的污染物，并能有效地克服活性污泥法污泥膨脹等問題。甲醇去除率達(dá)100%，COD去除率88%。據(jù)某些專家估算，SRB法投資運行成本要比常規(guī)活性污泥法節(jié)省30%。加拿大已成功應(yīng)用SRB技術(shù)處理造紙廠多種廢水；上海新倫造紙廠采用SRB技術(shù)進(jìn)行廢水處理并實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

（2）HCR工藝

HCR(High Performance Compact Reactor) 是好氧生物處理技術(shù)的一個飛躍，它融合了當(dāng)今的高速射流曝氣、物相強化傳遞、紊流剪切等技術(shù)，并具有深井曝氣和流化污泥床的特點。因此，其空氣氧的轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)器的容積負(fù)荷大，水力停留時間短，是當(dāng)前為西方國家所廣泛接受的一種高效好氧生物處理方法。

HCR系統(tǒng)主要包括：集成反應(yīng)器、兩相噴頭、沉淀池以及配套的管路和水泵等。集成反應(yīng)器為圓形容器，其外筒兩端被封閉，連接著各種管道；內(nèi)筒兩端開口，兩相噴頭安裝在反應(yīng)器上部的正中央。循環(huán)水泵提升高壓水流經(jīng)噴頭射入反應(yīng)器，由于負(fù)壓作用同時吸入大量空氣。水流和氣流的共同作用又使噴頭下方形成高速紊流剪切區(qū)，把吸入的氣體分散成細(xì)小的氣泡。富含溶解氧的混合污水經(jīng)導(dǎo)流筒達(dá)到反應(yīng)器底部后，又向上返流形成環(huán)流，再經(jīng)剪切向下射流，如此循環(huán)往復(fù)運行。于是，污水被反復(fù)充氧，氣泡和微生物菌團(tuán)被不斷剪切細(xì)化，并形成致密細(xì)小的絮凝體。

據(jù)研究表明紙廠廢水采用HCR工藝處理，其中懸浮物去除率和脫色率均在95%以上，BOD和COD的去除率也都在80%以上，其主要運行效果參數(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法比較得出，HCR工藝在充氧速率、容積負(fù)荷、污泥負(fù)荷、沉淀池表面負(fù)荷、剩余污泥產(chǎn)率、水力停留時間等方面都具有明顯優(yōu)勢。

HCR工藝存在的問題：一是能耗，當(dāng)污水 COD去除率在80%及其以下時，所需能耗低且效益好；如果COD的去除率要求過高，其能耗就直線升高。因此，在實際工作中也不能盲目地選用HCR工藝。第二個問題是泡沫，HCR在處理某些廢水時，也和常規(guī)好氧工藝一樣會產(chǎn)生泡沫，設(shè)計時必須考慮這一因素。

1．2 生物膜法

生物膜法是一大類生物處理法的總稱，共同的特點是微生物附著在介質(zhì)(濾料)表面上，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機(jī)物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為H2O、 CO2、 NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化，所需氧氣一般直接來自大氣，生物膜法的處理效果和活性污泥法的處理效果差不多，與活性污泥法相比，其產(chǎn)生的污泥膨脹和剩余污泥量少，以及占地少和運行管理簡便等優(yōu)點。

目前采用生物膜技術(shù)的工藝也很多，常用的有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化法以及生物流化床或膨脹床等多種工藝，本論文主要介紹一下接觸氧化法以及生物流化床。

（1）生物流化床法

生物流化床是70年代開發(fā)的一種新型生物膜法處理工藝；以比重大于1的細(xì)小惰性顆粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等為載體；廢水以較高的上升流速使載體處于流化狀態(tài)；生物固體濃度很高，傳質(zhì)效率也很高，是一種高效的生物處理構(gòu)筑物。

生物流化床具有以下優(yōu)點：① 生物固體濃度高(10~20g/l)，因此容積負(fù)荷較高(7~8kgBOD5/m3.d以上)，水力停留時間可大大縮短，基建費用較小；② 無污泥膨脹或其它生物膜法中的濾料堵塞；③ 能適應(yīng)不同濃度范圍的廢水，能適應(yīng)較大的沖擊負(fù)荷；④ 由于容積負(fù)荷和床體高度較大，占地面積較小。這些優(yōu)點使它越來越受到水處理界的重視，目前已在生活污水和多種工業(yè)廢水的處理上得到應(yīng)用。近年來，內(nèi)循環(huán)生物流化床研究得較多，還有人把流化床反應(yīng)器與膜分離技術(shù)結(jié)合起來，建立了好氧流化床膜反應(yīng)器，處理出水水質(zhì)較高。

（2）生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物膜法之間的生物處理工藝。兼有活性污泥法與生物膜法優(yōu)點，其機(jī)理是在曝氣反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料，池內(nèi)既有活性污泥又有生物膜，形成密集的生物群體，較多的增加了廢水與生物接觸的面積，連續(xù)曝氣和生物膜的及時更新，增強了生物的活性。科技論文。生物接觸氧化池底曝氣對污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。生物接觸氧化法中微生物所需的氧通過鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長，促進(jìn)生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨出水流出池外，廢水中污染物在此過程中被微生物分解消耗，從而使廢水得到凈化處理。

生物接觸氧化法具有以下特點：①由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，故生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；②由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應(yīng)能力；③剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便；④處理能力高，處理效果穩(wěn)定。科技論文。

2．厭氧生物處理法

2．1 厭氧生物處理廢水的基本原理

厭氧發(fā)酵處理的基本原理是將溶解在廢水中的有機(jī)物，通過微生物作用使其轉(zhuǎn)化成為生物氣體，主要成分為甲烷，可作為工廠燃料燃燒以產(chǎn)生熱量加以利用。

由于一般處理廢水方法費用較高，特別是好氧發(fā)酵的動力消耗大，而且還要花費很多費用來處理生物污泥；而在厭氧生物處理過程中,復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解和轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)定的化合物,同時釋放能量,其中大部分能量以甲烷的形式出現(xiàn)。厭氧生物處理是一種有效、簡單、費用低廉的低成本處理技術(shù)，是將廢水處理與能源回收相結(jié)合的一種技術(shù)；同時由于新的更加嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)對制漿和造紙工廠廢水排放的限制，所以這些因素都促使制漿和造紙工廠采用厭氧處理廢水。

2．2 厭氧生物處理廢水的新工藝與技術(shù)

目前采用厭氧技術(shù)處理廢水的工藝也很多，造紙業(yè)早使用的兩種厭氧系統(tǒng)：厭氧接觸工藝CSTR（continuous stirred tank）和上流式污泥床工藝UASB（Up-flow Anaerobic SludgeBed）。目前具有高傳質(zhì)效率和污泥濃度，高反應(yīng)器負(fù)荷的具有代表的新型反應(yīng)器有：流化床FB（Fluidised Bed）、膨脹顆粒污泥床EGSB（Expanded Granular SludgeBed）和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器IC（InternalCirculation reactiors）。下面就介紹一下UASB和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器IC兩種厭氧生物處理廢水的方法。

（1）UASB方法

在厭氧處理領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的是UASB反應(yīng)器，它是由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進(jìn)入氣室，集中在氣室沼氣，用導(dǎo)管導(dǎo)出，固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

UASB的主要優(yōu)點是：

①UASB內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為20－40gVSS/1；②有機(jī)負(fù)荷高，水力停留時間短，采用中溫發(fā)酵時，容積負(fù)荷一般為10kgCOD/m3.d左右；③無混合攪拌設(shè)備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也有一定程度的攪動；④污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵賽問題；⑤UASB內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，通常可以不設(shè)污泥回流設(shè)備。

主要缺點是：

①進(jìn)水中懸浮物需要適當(dāng)控制，不宜過高，一般控制在100mg/l以下；②污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響處理能力；③對水質(zhì)和負(fù)荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。

UASB工藝近年來在國內(nèi)外發(fā)展很快，應(yīng)用面很寬，在各個行業(yè)都有應(yīng)用，生產(chǎn)性規(guī)模不等。科技論文。實踐證明，它是污水實現(xiàn)資源化的一種技術(shù)成熟可行的污水處理工藝，既解決了環(huán)境污染問題，又能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。

（2）內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器IC

內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(Internal Circulation Reactiors 簡稱IC)是由荷蘭Paques公司于20世紀(jì)80年代中期在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上開發(fā)成功的高效厭氧反應(yīng)器。它也存在厭氧細(xì)菌聚集形成的“顆粒污泥”，也是上流式顆粒污泥處理系統(tǒng)。廢水在反應(yīng)器中也是自下而上流動，污染物被細(xì)菌吸附并降解，凈化過的水從反應(yīng)器上部流出。事實上，IC反應(yīng)器可以簡單化地理解為兩個上下組合在一起的UASB反應(yīng)器，一個是下部的高負(fù)荷部分，一個是上部的低負(fù)荷部分。IC反應(yīng)器與UASB的最大不同之處是，廢水處理中由COD轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的生物氣的引出分為兩個階段，下部產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生一個水和污泥的循環(huán)回流，由此引起的強烈的攪拌作用和高的上流速度，極大地改善了污染物從液相到顆粒污泥的傳質(zhì)過程，因此有極高的凈化效率，這是內(nèi)循環(huán)Internal Circulation reactiors一詞的由來。

內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應(yīng)器目前已經(jīng)成功用于造紙工業(yè)廢水處理，與UASB相比它具有以下優(yōu)點：有更高的負(fù)荷和凈化效率，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上；占地面積小，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4-1/3左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資；抗低溫能力強，IC反應(yīng)器由于含有大量的微生物，溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴(yán)重；具有緩沖pH的能力，內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第1厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對pH起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)pH保持最佳狀態(tài)，同時還可減少進(jìn)水的投堿量；內(nèi)部自動循環(huán)，不必外加動力，節(jié)省了動力消耗；出水穩(wěn)定性好；啟動周期短，IC反應(yīng)器啟動周期一般為1～2個月，而普通UASB啟動周期長達(dá)4～6個月；沼氣利用價值高，反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高，CH4為70％～80％，CO2為20％～30％，其它有機(jī)物為1％～5％，可作為燃料加以利用。

結(jié)論：

制漿造紙廢水具有濃度高、水量大、色度深、含纖維懸浮物多、BOD和COD含量高等特點。生物法處理制漿造紙廢水具有效率高、成本低、二次污染少等優(yōu)點,今后隨著造紙工業(yè)和生物技術(shù)的迅猛發(fā)展以及對環(huán)境質(zhì)量要求的提高,生物處理技術(shù)必將在制漿造紙工業(yè)廢水處理中得到更廣泛的應(yīng)用，研究高效、低耗、技術(shù)簡單的制漿造紙廢水生物處理技術(shù)是一個非常有前途的課題。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 賀延齡.廢水的厭氧生物處理[M].中國輕工業(yè)出版社,1999.

篇5

關(guān)鍵詞：企業(yè)廢水；剩余污泥；處理原則；處理技術(shù)

中圖分類號：X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

0 引言

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，廢水的種類和數(shù)量迅速增加，已成為威脅人類健康和安全的重大隱患。如何做好廢水處理，維持工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，已成為當(dāng)下的重要課題。對于污泥的處理與處置，國內(nèi)外傳統(tǒng)的處理方法主要有填埋、農(nóng)用和焚燒。各國根據(jù)本地區(qū)的地理環(huán)境、經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)措施、交通運輸?shù)纫蛩睾臀勰嗵匦圆町悾x擇不同的處理處置方式，并隨著公眾認(rèn)識的提高和興趣的改變而發(fā)生變化。可以肯定的是，在相當(dāng)長的時間內(nèi)，這些傳統(tǒng)的處置方式將繼續(xù)在實際應(yīng)用中發(fā)揮重要的作用，但隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的更加嚴(yán)格，其應(yīng)用中的弊端就會逐漸地顯現(xiàn)出來。目前，污泥的處理處置污染防治原則是明確的，即“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”，其中污泥資源化利用技術(shù)更符合當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。當(dāng)前，污泥資源化技術(shù)雖然還不夠多元化，也不是很成熟，但是在國內(nèi)外眾多研究者的努力下，已取得了較大的進(jìn)步和顯著的成果。

1污水處理剩余污泥的處理與處置技術(shù)

1.1 污泥填埋

在建有廢物填埋場的企業(yè)，可將脫水的泥餅及污泥焚燒處理后的灰渣送去填埋處置。這種廢物填埋場底部鋪有襯層，可防止浸出液滲透漏人土壤污染地下水。浸出液經(jīng)管道收集后，送廢水處理裝置進(jìn)行處理。

1.2 污泥農(nóng)用

把有機(jī)污泥用作肥料和土壤改良劑是污泥最終處置的重要方法之一。對一些沒有毒性的生物污泥，尤其是經(jīng)消化處理后的污泥含有各種肥分，施用后可增加農(nóng)作物產(chǎn)量，增大土地肥力。但是一些工業(yè)廢水處理產(chǎn)生的污泥含有重金屬和其他有害物質(zhì)，一般不能用作農(nóng)田肥料。所以有機(jī)污泥用于農(nóng)業(yè)應(yīng)按規(guī)定要求，合理使用。

1.3 污泥焚燒

污泥經(jīng)濃縮和脫水后，含水率在60％一80％，可經(jīng)過干燥進(jìn)一步脫水，使含水率降至20％左右。有機(jī)污泥可以焚燒，在焚燒過程中，一方面去除水分，同時還可以氧化污泥中的有機(jī)物。焚燒是目前最終處置含有毒物質(zhì)的有機(jī)污泥最有效的方法。因為這些污泥不能用作肥料，同時本身不穩(wěn)定，而且具有較高的熱值。焚燒時水分蒸發(fā)需消耗大量能量，為了減少能量消耗，應(yīng)盡可能在焚燒前減少污泥的含水率。一般的焚燒裝置同污泥的干燥過程是合為一體的。焚燒過程大致可分為以下4個階段：(1)首先將污泥加熱到80℃～100℃，使除了內(nèi)部結(jié)合水之外的全部水分蒸發(fā)掉。(2)繼續(xù)升溫至180℃，進(jìn)一步蒸發(fā)內(nèi)部結(jié)合水。(3)再加熱到300℃~ 400℃，干化的污泥分解，析出可燃?xì)怏w，開始燃燒。(4)最終加熱到800℃～1 200℃，使可燃固體成分完全燃燒。一般有機(jī)污泥的燃燒，應(yīng)保證燃燒溫度在815℃左右。為了不造成二次污染，一些有機(jī)物的燃燒溫度應(yīng)高于污泥燃燒溫度。

1.4 污泥的堆肥化處理技術(shù)

污泥經(jīng)過高溫堆肥進(jìn)行生物發(fā)酵處理后，把有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性較高的腐殖質(zhì)。一方面借助堆肥產(chǎn)生的高溫有效地殺死病原微生物及各種蠕蟲卵，另一方面通過添加反稀釋劑、調(diào)理劑、膨脹劑以改善污泥的膠體團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，降低含水率。同時由于污泥的進(jìn)一步腐殖化，揮發(fā)性成分減少而惡臭減少，重金屬有效態(tài)的含量也會降低，植物可利用的速效養(yǎng)分含量有所增加，成為一種比較干凈、性質(zhì)比較穩(wěn)定的物質(zhì)，從而大大提高了肥料的利用價值。一般工藝流程主要分為前處理、一次發(fā)酵、二次發(fā)酵和后處理4個過程。污泥新堆肥技術(shù)是指污泥經(jīng)過堆肥化處理后，植物可利用形態(tài)養(yǎng)分增加，重金屬的生物有效性減小。如果根據(jù)污泥堆肥的養(yǎng)分含量、土壤養(yǎng)分狀況及植物對養(yǎng)分的需求，在其中加入一定量的化肥，并補充必要的微量元素，制成復(fù)合有機(jī)肥料，作為商品出售，將會有很好的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，將城市污水處理廠的污泥經(jīng)好氧發(fā)酵，再與粉煤灰、有機(jī)肥料等原料混合制成的有機(jī)復(fù)合肥，肥效與N，P，K三元復(fù)合肥相當(dāng)。污泥經(jīng)過堆肥化處理后，雖然解決了其易腐爛發(fā)臭、含水量高、含有病原菌和寄生蟲(卵)等有害特性，但其中的重金屬、難降解有機(jī)物等并未從根本上得到去除，要使污泥成為一種有用的肥料，應(yīng)針對這些問題尋找有效的解決方法。

2結(jié)語

未來的污泥處理策略是使污泥的產(chǎn)生、處置與環(huán)境保護(hù)之間達(dá)到一個良好的平衡，不再走工業(yè)發(fā)達(dá)國家先污染再治理的老路。目前的剩余污泥處置方法由于各自存在的問題已成為一個重要的環(huán)境問題，尋找一條有效處理和利用污泥的技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。在大力推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、落實科學(xué)發(fā)展觀、建設(shè)“節(jié)約型社會”的今天，堅持“泥水并重”的原則，把污泥的處理處置與資源化相結(jié)合，將成為污泥處理的最佳方案。企業(yè)廢水對水體和環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重，迫切需要治理。將廢水處理與剩余污泥處理處置同時做好具有重要的現(xiàn)實意義，需要社會各界的共同努力。

參考文獻(xiàn)：

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[3]劉穎,黃嘯.某煉油廠廢水處理裝置的自動控制[J].廣州化工,2011(5).

[4]劉文華.牛仔服洗滌廢水的混凝-生物氧化法處理[J].四川環(huán)境,2006(2).

篇6

關(guān)鍵詞：焦化廢水 生化法 環(huán)境污染

1 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)和城市建設(shè)的發(fā)展，我國環(huán)境污染特別是水污染問題日趨嚴(yán)重。焦化廢水是指煤在高溫干餾、煤氣凈化以及化工產(chǎn)品精制過程中所產(chǎn)生的廢水，其來源主要有兩個方面：一是剩余氨水，約占焦化廢水總量的一半以上，它是煉焦及煤氣冷卻過程中產(chǎn)生的廢水；二是工藝過程中產(chǎn)生的廢水，主要是來自煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的分離水。就目前而言，通過改革焦化工藝完全消除污染物的排放或使其達(dá)標(biāo)排放是不可能的，因此有必要尋求經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的焦化廢水處理方法。

2 焦化廢水處理技術(shù)簡介

焦化廢水中有多種有機(jī)物，如有酚、芳香族化合物、含氮硫氧的雜環(huán)化合物等。而無機(jī)物主要是氨鹽、硫氰化物、硫化物、氰化物等。由此可知，焦化廢水污染很嚴(yán)重，處理起來也十分困難，必須采用多種方法組合聯(lián)用處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。焦化廠對廢水的處理方法有很多種，但是歸納起來可以分為物理法、化學(xué)法、生物法以及這3種方法的之間的相互組合處理廢水。目前，國內(nèi)企業(yè)大多采用生化法處理焦化廢水。生化法在廢水處理工藝中處于中間關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要有傳統(tǒng)活性污泥法、A/O、A2/O、SBR、生物膜法等。然而，絕大多數(shù)焦化企業(yè)對焦化廢水處理效果不理想，物化法在去除廢水毒性和生化法出水COD含量均很高，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 焦化廢水中各種生化法處理比較分析

目前，焦化廢水處理主要采用一級預(yù)處理和二級生化處理。一級預(yù)處理的目的是去除漂浮物和大的懸浮物，均和水質(zhì)水量，一級預(yù)處理主要有隔油、氣浮、調(diào)節(jié)、沉淀等方法。二級生化處理通常采用活性污泥法與生物膜法，主要采用的工藝有傳統(tǒng)活性污泥法，A/O（缺氧/好氧），A2/O（厭氧/缺氧/好氧），A/O2（缺氧/好氧/好氧）、SBR及固定化高效微生物處理技術(shù)（3T-AF/BAF）等。

3.1 活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續(xù)通入空氣進(jìn)行曝氣，經(jīng)一定時間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機(jī)物的能力。該方法利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。

3.2 序列間歇式活性污泥法

SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。

3.3 生物膜法

生物膜法是與活性污泥法并行的一種好氧型生物廢水處理方法。使污水連續(xù)流經(jīng)固體填料，在填料上就能夠形成污泥垢狀的生物膜，生物膜上繁殖大量的微生物，吸附和降解水中的有機(jī)污染物，能起到與活性污泥同樣的凈化污水作用。從填料上脫落下來死亡的生物膜隨污水流入沉淀池，經(jīng)沉淀池被澄清凈化。生物膜主要有微生物細(xì)胞和它們所產(chǎn)生的胞外多聚物組成，通常具有孔狀結(jié)構(gòu)，含有大量被吸附的溶質(zhì)和無機(jī)顆粒。因此，生物膜也可認(rèn)為是由有生命的細(xì)胞和無生命的無機(jī)物組成的。基于微生物細(xì)胞分泌的胞外多聚物及其纖維狀纏結(jié)結(jié)構(gòu)，微生物細(xì)胞在水體中極易附著在載體表面，所組成的復(fù)雜有機(jī)結(jié)構(gòu)既可以自然形成又大又密的顆粒，也可以在靜止的固體或懸浮載體表面附著生長和繁殖。

3.4 厭氧生物處理法

厭氧生物處理法是利用兼性厭氧菌在無氧條件下降解有機(jī)污染物，主要用于處理高濃度難降解的有機(jī)工業(yè)廢水及有機(jī)污泥。厭氧微生物體內(nèi)，具有易于誘導(dǎo)、較為多樣化的健全開環(huán)酶體系，使雜環(huán)化合物和多環(huán)芳烴易于開環(huán)裂解。

3.5 缺氧型生化法

缺氧型生化法從需氧的角度來說，它介于好氧型生化法和厭氧型生化法之間，缺氧是指在少氧并不無氧的環(huán)境下，可以是少氧環(huán)境也可以是含氧化合物存在于環(huán)境之中參與反應(yīng)，是焦化廢水處理重要的組成部分。

3.6 傳統(tǒng)活性污泥法

A/O，A2/O，SBR在預(yù)處理時需要稀釋，進(jìn)水稀釋到一定濃度運行相對穩(wěn)定，對氨氮有一定的去除率，BOD去除率高，但抗沖擊能力差和脫氮效果差，投資大，氨氮達(dá)標(biāo)困難。然而，生物膜法雖然對預(yù)處理要求較高，但進(jìn)水不需要稀釋，占地面積小，污染物負(fù)荷高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，運行費用低，流程簡單，管理方便，有良好的脫氮效果。

4 生化法處理焦化廢水新技術(shù)的進(jìn)展

由于我國對焦化廢水處理的研究起步比較晚，目前國內(nèi)大多數(shù)焦化廠主要采用的是傳統(tǒng)活性污泥法，對于現(xiàn)行的新型微生物技術(shù)來說，與活性污泥法相比，其投資巨大，可行性不高，但占地面積小、生物相對豐富、生物鏈長、水力停留時間較短，可存活世代時間長的微生物，有利于營養(yǎng)物的去除；一般不需要污泥回流，無污泥膨脹，不需要調(diào)整反應(yīng)器內(nèi)污泥量和剩余污泥排放量，易于運行管理。因此對新型微生物處理技術(shù)的研究改進(jìn)是我國焦化廢水治理的主要研究對象。

5 結(jié)語

焦化廢水目前所用的生化處理工藝，很難使COD，NH-3N同時達(dá)標(biāo)。一些焦化廠在生化處理系統(tǒng)后又加了物化處理設(shè)備，也有的用大量清水稀釋，才使系統(tǒng)出水達(dá)標(biāo)。為了減輕工藝的復(fù)雜程度，降低處理成本，可以通過以下幾個方面進(jìn)行研究改進(jìn)。

（1）培養(yǎng)對難降解有機(jī)物的優(yōu)勢微生物，并能應(yīng)用于工程中。

（2）提高預(yù)處理工藝的效果，以減輕核心處理工藝的負(fù)荷，為生化處理達(dá)標(biāo)提供切實的基礎(chǔ)條件。

（3）研究改進(jìn)生化處理工藝，特別是對填料，曝氣技術(shù)及設(shè)備等方面，不斷降低成本、提高使用壽命、改善其處理效果和經(jīng)濟(jì)可行性。

（4）盡可能的采用多級處理相結(jié)合的處理技術(shù)，使得對COD和NH-3N的去除率到達(dá)預(yù)期目的，確保處理后的焦化廢水到達(dá)國家相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

關(guān)鍵詞：污水污泥處理處置 污泥處理工藝 污泥土地利用 污泥堆肥

表1 國內(nèi)已建城市污水處理廠污水污泥處理工藝

序號

污泥處理流程

應(yīng)用比例

1

濃縮池 最終處置

21.63%

2

雙層沉淀池污泥 最終處置

1.35%

3

雙層沉淀池污泥 干化場 最終處置

2.70%

4

濃縮池 消化池 濕污泥池 最終處置

6.76%

5

濃縮池 消化池 機(jī)械脫水 最終處置

9.46%

6

濃縮池 濕污泥池 最終處置

14.87%

7

濃縮池 兩相消化池 濕污泥池 最終處置

1.35%

8

濃縮池 兩級消化池 最終處置

2.70%

9

濃縮池 兩級消化池 機(jī)械脫水 最終處置

9.46

10

初沉池污泥 消化池 干化場 最終處置

1.35%

11

初沉池污泥 兩級消化池 機(jī)械脫水 最終處置

1.35%

12

接觸氧化池污泥 干化場 最終處置

1.35%

13

濃縮池 消化池 干化場 最終處置

1.35%

14

濃縮池 干化場 最終處置

4.05%

15

初沉池污泥 濃縮池 兩級消化池 機(jī)械脫水 最終處置

1.35%

16

濃縮池 機(jī)械脫水 最終處置

14.87%

17

初沉池污泥 好氧消化 濃縮池 機(jī)械脫水 最終處置

2.70%

18

濃縮池 厭氧消化 濃縮池 機(jī)械脫水 最終處置

1.35%

注：表中未注明的污泥均為活性污泥。

表2 幾種濃縮方法的比能耗和含固濃度

濃縮方法

污泥類型

濃縮后含水率（%）

比能耗

干固體（Kw·h/t）

脫除水（Kw·h/t）

重力濃縮

初沉污泥

90~95

1.75

0.20

重力濃縮

剩余活性污泥

97~98

8.81

0.09

氣浮濃縮

剩余活性污泥

95~97

131

2.18

框式離心濃縮

剩余活性污泥

91~92

211

2.29

無孔轉(zhuǎn)鼓離心濃縮

剩余活性污泥

92~95

117

1.23

從表中可以看出，初沉污泥用重力濃縮法處理最為經(jīng)濟(jì)。對于剩余污泥來說，由于剩余活性污泥濃度低，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，費用高，也不適合中國國情。所以，目前國內(nèi)推行將剩余活性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，同時使剩余污泥得到濃縮。國內(nèi)污水廠對此進(jìn)行了試驗研究，表明這種工藝的初沉池出水水質(zhì)好于傳統(tǒng)工藝[4]。因此，國內(nèi)當(dāng)前將重力濃縮法作為主要的污泥濃縮方法，圖1為國內(nèi)污水廠所采用的污泥濃縮方法情況。

由于國內(nèi)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)和資金短缺，且污泥中有機(jī)物含量低，所以重力濃縮法仍然將是國內(nèi)今后主要污泥減容手段。

1.1.3 污泥穩(wěn)定

國內(nèi)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)定方法或者是由于技術(shù)的原因或者是由于經(jīng)濟(jì)、能耗的原因而很少被采用[5]。圖2為上述幾種污泥穩(wěn)定方法在國內(nèi)所占的比例。

1.1.4 污泥脫水

國內(nèi)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)、氣候條件的限制很少被采用。圖3為幾種污泥脫水技術(shù)在國內(nèi)所占的比例。

1.2　國內(nèi)城市污水污泥處理中存在的問題

國內(nèi)城市污水污泥的處理起步較晚，其中也存在許多問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.2.1 污泥處理率低、工藝不完善

我國存在著重廢水處理，輕污泥處理的傾向。很多城市未把污泥的處理作為污水廠的必要組成部分，往往是污水處理廠建成后，相當(dāng)長的時間后才建污泥處理系統(tǒng)，造成我國城市污水污泥處理率很低。從表1的工藝中也可以看出，國內(nèi)城市污水廠的污泥處理工藝是很不完善的。污泥經(jīng)過濃縮、消化穩(wěn)定和干化脫水處理的污水廠僅占上述城市污水廠的25.68%。這說明我國70%以上的污水廠中不具有完整的污泥處理工藝。不具有污泥穩(wěn)定處理的污水廠占55.70%，大量未經(jīng)過穩(wěn)定處理的污水污泥將對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染。不具有污泥干化脫水處理的污水廠約占48.65%。污泥經(jīng)濃縮、消化后，尚有約95%~97%含水率，體積仍然很大。這樣龐大體積的污泥如果不經(jīng)過污泥的干化脫水處理，將為運輸及后續(xù)處置帶來許多不便。

1.2.2 污泥處理技術(shù)設(shè)備落后

當(dāng)前我國有些污水處理廠所采用的污泥處理技術(shù)已經(jīng)是發(fā)達(dá)國家所擯棄的技術(shù)，其水平還停留在發(fā)達(dá)國家的70、80年代的水平，有的甚至是國外的60年代的水平。而且有些污泥處理技術(shù)根本不合乎國內(nèi)的污水污泥特性，對所采用的技術(shù)缺乏必要的調(diào)查研究。污泥處理設(shè)備也比較落后，性能差、效率低、能耗高，專用設(shè)備少，未能形成標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。因此，限制了我國污泥處理技術(shù)的提高和發(fā)展。

1.2.3 污泥處理管理水平低

很多已建成的污泥處理設(shè)施不能正常運行，除技術(shù)水平外，管理水平低也是重要因素。大部分污水廠的管理人員和操作人員的素質(zhì)較差，缺乏管理經(jīng)驗，不能有效地組織生產(chǎn)，加上技術(shù)人員少，各個專業(yè)不配套，所以一旦生產(chǎn)上出現(xiàn)問題，不知如何處理，有的污水處理廠的污泥處理系統(tǒng)只好長期停止運行。提高污水廠的管理水平，早日實現(xiàn)科學(xué)管理是保證污水廠污泥系統(tǒng)長期運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在。

1.2.4 污泥處理設(shè)計水平低

我國排水事業(yè)有很大發(fā)展，積累了較為豐富的污水處理設(shè)計經(jīng)驗，并培養(yǎng)了大批設(shè)計人材。但在污泥處理方面，我國還缺乏實踐經(jīng)驗和設(shè)計經(jīng)驗，尤其是污泥處理系統(tǒng)的整體水平還比較低，從已建成的污水處理廠的污泥處理裝置看，運行工況不佳，不能保證長期運行，很多廠的裝置建成后，又進(jìn)行較大的技術(shù)改造，造成人力、物力和財力的極大浪費。

1.2.5 污泥處理投資低

國內(nèi)污泥處理投資只占污水處理廠總投資的20%～50%，而發(fā)達(dá)國家污泥處理投資要占總投資的50%～70%。

1.3 我國城市污水污泥處置的狀況及分析

城市污水污泥的處置途徑包括土地利用、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，但因國家的不同而應(yīng)用情況有所不同。我國自80年代初第一座污水處理廠天津紀(jì)莊子污水處理廠建成投產(chǎn)后，污泥即由附近郊區(qū)農(nóng)民用于農(nóng)田。其后北京高碑店等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)生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)，總的狀況還是以污泥土地利用的形式為主，將污泥用于農(nóng)業(yè)。可由于國內(nèi)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高，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)在國內(nèi)所占的比例。

國內(nèi)的污泥處置，即最終出路存在嚴(yán)重問題，從上圖可以看到仍有13.79%的污泥沒有任何處置，這將為環(huán)境污染帶來巨大危害。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：由于國內(nèi)污泥處理處置的起步較晚，許多城市沒有將污泥處置場所納入城市總體規(guī)劃。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，仍有一部分的污水廠污泥只經(jīng)貯存即由環(huán)衛(wèi)部門外運市郊直接堆放，尤其是國內(nèi)一些南方城市很多采用這種方式。這樣的處置方式既影響了污水廠的正常運行，同時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。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)來解決不斷增長的污水污泥。

2 我國城市污水污泥處理處置對策

2.1 我國城市污水污泥處理途徑

從國內(nèi)今后的發(fā)展趨勢來看，其城市污水處理將形成以國家投資的大型污水處理廠為主，各地區(qū)根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r投資興建的不同規(guī)模污水處理廠并存的局面，因此對污水廠污泥的處理應(yīng)根據(jù)污水廠所處的環(huán)境位置、處理規(guī)模、資金來源、經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平來確定適合中國國情的工藝方法和技術(shù)設(shè)備等。

污泥處理的目的是使污泥減容化、穩(wěn)定化、無害化及綜合利用。對于國內(nèi)城市的各類污水處理廠來說，應(yīng)該不斷完善其污水污泥處理工藝，選擇包括污泥濃縮、厭氧消化、脫水等較完善的污泥處理工藝，并積極開發(fā)性能良好的、國產(chǎn)的污泥濃縮、穩(wěn)定和脫水的裝置和機(jī)械，以提高污泥的含固率，使后續(xù)的污泥處置和綜合利用能順利進(jìn)行。就選擇污水污泥濃縮技術(shù)來說，由于國內(nèi)城市污水污泥中有機(jī)物含量低，所以采用重力濃縮仍然是一種經(jīng)濟(jì)、有效的污泥減容方法。污泥脫水的方法主要包括自然干化和機(jī)械脫水，而自然干化由于受到氣候、地區(qū)的限制而很少被采用。污泥的機(jī)械脫水能有效降低污泥體積，為污泥的后續(xù)處置打下良好基礎(chǔ)。現(xiàn)在常用的機(jī)械脫水技術(shù)有板框壓濾脫水、帶式壓濾脫水和離心脫水等，在實際運行中各有其優(yōu)缺點，同時污泥的性質(zhì)對脫水效果影響很大，因此對機(jī)械脫水方法的選擇應(yīng)根據(jù)污水廠工藝、運行的特點和污泥處理處置的要求而定。污泥處理時采用不同的穩(wěn)定方法對整個污水處理的工藝選擇和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較有舉足輕重的影響，典型的穩(wěn)定方法有厭氧消化、好氧消化和堆肥等的生物穩(wěn)定法及投加石灰的化學(xué)穩(wěn)定法。對目前國內(nèi)現(xiàn)有的情況來說，應(yīng)考慮采用基建投資少、運行管理費用低、簡易高效的污泥穩(wěn)定方法。污泥的中溫厭氧消化法為國內(nèi)的部分污水處理廠所采用，它不僅能將污泥中的有機(jī)物降解，同時殺死部分病原菌和寄生蟲（卵），從而使污泥達(dá)到穩(wěn)定化以及部分無害化，而且消化產(chǎn)生的沼氣還可作能源回收。不過該法投資大，操作管理嚴(yán)格，對工藝技術(shù)及安全運行的要求也較高，這對國內(nèi)大型的污水處理廠來說是可行的，而對于國家缺乏技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的小型污水處理廠，采用污泥厭氧消化作為污泥穩(wěn)定、無害化措施是不可行的。筆者認(rèn)為，對于小型污水處理廠，一是在選擇污水處理工藝時，可選擇延時曝氣法(如采用氧化溝)，由于該工藝產(chǎn)生的污泥隨著泥齡的增長，有機(jī)物分解趨于完善，揮發(fā)分含量隨之減少，其能量也逐漸降低，污泥趨于穩(wěn)定。當(dāng)污泥齡足夠長時，其好氧穩(wěn)定的結(jié)果與厭氧消化穩(wěn)定的結(jié)果很接近[6]。二是采用生污泥直接脫水后進(jìn)行好氧堆肥的方法，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，可消除污泥惡臭，堆肥后污泥穩(wěn)定化、無害化程度高，是經(jīng)濟(jì)簡便，高效低能耗的污泥穩(wěn)定化無害化替代技術(shù)。

2.2 污泥堆肥是符合中國國情的污泥穩(wěn)定技術(shù)

污泥農(nóng)用前最好進(jìn)行堆肥化處理，目的是經(jīng)過生物降解作用，使植物養(yǎng)分形態(tài)更有利于植物的吸收，另一方面還可消除臭味、殺死病原菌和寄生蟲。

目前世界各國普遍采用的堆肥方法有靜態(tài)和動態(tài)堆肥兩種，如自然堆肥法、圓柱形分格封閉堆肥法、滾筒堆肥法、豎式多層反應(yīng)堆肥法以及條形靜態(tài)通風(fēng)等堆肥工藝，這些方法都在不斷發(fā)展和完善。

近年來，國內(nèi)先后建成了一些機(jī)械化程度較高的堆肥廠，如無錫、杭州、武漢、上海等地的機(jī)械化堆肥技術(shù)包括較完整的前處理、發(fā)酵、后處理工藝和設(shè)備，其堆肥技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量、運行操作可控性、環(huán)境質(zhì)量等方面的指標(biāo)都達(dá)到了較高水平。天津市污水處理研究所在紀(jì)莊子污水處理廠進(jìn)行的污泥高溫堆肥的試驗和研究中，探索出了一套少加甚至不加調(diào)節(jié)劑、簡單而便于操作管理的污泥堆肥工藝，同時提出了工藝流程和技術(shù)參數(shù)，為生產(chǎn)線的設(shè)計與建設(shè)提供了技術(shù)依據(jù)。以堆肥處理前、后消化污泥的提取液為試驗液，以草履蟲為試驗對象所進(jìn)行的綜合毒性研究表明，兩者的半致死濃度相差近10倍，說明堆肥對毒性有機(jī)物的降解效果是顯著的[7]。

1997年北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院總結(jié)多年研究成果，吸取國內(nèi)外各類機(jī)械堆肥裝置的優(yōu)點設(shè)計、研制了污泥動態(tài)發(fā)酵器，該裝置效率高、能耗低，便于操作管理和設(shè)備化。根據(jù)所研制的設(shè)備，提出以污泥動態(tài)發(fā)酵器為核心的污泥制復(fù)合肥新工藝路線，建成了1條年產(chǎn)5000t復(fù)合肥生產(chǎn)的裝置。生產(chǎn)線包括污泥動態(tài)發(fā)酵器、混合攪拌器、圓盤造粒機(jī)、烘干機(jī)、篩分機(jī)等組成，運行以后設(shè)備穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)效益明顯。該研究提出的污泥動態(tài)發(fā)酵無害化及污泥制肥工藝，將在北京市高碑店等污水處理廠的污泥處理處置中得到應(yīng)用，對于解決北京市的污水污泥處置問題，會起到很好的作用。可以說，該項技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用已經(jīng)有了良好的開端[8]。

2.3 污泥土地利用是符合中國國情的處置方法

一般來說，各國家對于污泥處置方式的選擇應(yīng)兼顧到環(huán)境生態(tài)效益與處置成本、經(jīng)濟(jì)效益之間的平衡。一種有效的、適合本國具體情況的污泥處置方法應(yīng)該是在環(huán)境上衛(wèi)生、社會上被接受及經(jīng)濟(jì)上有效的方法。污泥土地填埋對污泥的土力學(xué)性質(zhì)要求較高，需要大面積的場地和大量的運輸費用，地基需作防滲處理以免污染地下水，填埋場的廢氣可能污染環(huán)境等，近年來污泥填埋處置所占比例越來越小；焚燒法的技術(shù)和設(shè)備復(fù)雜、耗能大、費用較高，并且有大氣污染問題；污泥投海受到地理位置和國際海洋有關(guān)公約的限制以及對海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類食物鏈已造成威脅，中國政府已于1994年初接受三項國際協(xié)議，承諾于1994年2月20日起不在海上處置工業(yè)廢物和污水污泥；污水污泥用作建材是近年處于研究階段的新課題，尚有許多技術(shù)難題需要解決。因此，上述幾種方法的使用在我國受到限制。

從污泥的成分看，其中有機(jī)物、氮、磷等的含量均高于一般農(nóng)家?guī)剩€含有鉀及其它微量元素[9]。若施用于土地中，對土壤物理、化學(xué)及生物學(xué)性狀有一定的改良作用。污泥中的有機(jī)物質(zhì)可明顯改善土壤的結(jié)構(gòu)性，使土壤的容重下降，孔隙增多，土壤的通氣透水性和田間持水量提高[10 11]，從而改善土壤的物理性質(zhì)。施用污泥也可提高土壤的陽離子交換量，改善土壤對酸堿的緩沖能力，提供養(yǎng)分交換和吸附的活性位點，從而提高土壤保肥性[12]。污泥中豐富的各種養(yǎng)分，明顯地增加土壤氮、磷養(yǎng)分，并能有效地向植物提供養(yǎng)分[11]，減少化學(xué)肥料的施用量，從而可降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本。此外，污泥可以使土壤中微生物量增加和代謝強度提高而改變土壤的生物學(xué)性狀，所以污泥土地利用是適合我國目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r是一種積極的、生產(chǎn)性的污泥處置方法[13 14]。同時，我國是一個發(fā)展中的國家，又是一個農(nóng)業(yè)大國，其廣闊的土地資源是發(fā)展污水污泥土地利用的天然優(yōu)勢。因此，無論從經(jīng)濟(jì)因素還是從肥效利用因素出發(fā)，污泥的土地利用特別是污泥的農(nóng)用都是一種符合中國國情的處置方法。這種處置方法一方面可以為國內(nèi)污水廠污泥找到一條根本出路，另一方面還可緩解我國農(nóng)村資源的短缺。

2.4 污泥土地利用應(yīng)注意的問題

2.4.1 加強病原菌和寄生蟲的控制

城市污水處理廠污泥中含有大量的病原微生物和寄生蟲，如不加以控制，則污泥在土地利用或使用過程中會對人畜的健康造成危害。因此污泥在處置或利用前進(jìn)行高、中溫好氧法或厭氧法處理或采用輻射處理是不可或缺的環(huán)節(jié)。

2.4.2 重視對污泥中重金屬及有毒有機(jī)物的控制

污水污泥中的重金屬和有機(jī)污染物含量已成為污泥土地利用的重要限制因素，污泥中往往含有大量的銅、鎳、鎘、鉛、鋅、汞等重金屬和許多種有毒有機(jī)物，若農(nóng)田中長期施用會導(dǎo)致土壤污染，它們被農(nóng)作物吸收后又通過食物鏈進(jìn)入人體，從而影響人體健康。盡管國內(nèi)城市污水廠的污水以生活污水為主，但國內(nèi)城市污水污泥中重金屬含量還是有部分超過農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)[2 15]。因此，將污泥作土地利用時，應(yīng)特別注意污水污泥中重金屬超標(biāo)問題。污泥中有機(jī)污染物的研究工作已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家開展了很多年，但我們在這方面的研究工作還不是很多。然而，很少研究工作并不意味著我國的污水污泥中不含或少含有機(jī)污染物。北京高碑店污水處理廠的污泥中已經(jīng)檢測到35種含氮芳香族化合物，并有7種已經(jīng)定量化[16]。因此，在污水污泥中有機(jī)污染物與重金屬這兩個領(lǐng)域的研究工作還有很多要做，包括污泥中有機(jī)污染物和重金屬的表現(xiàn)形式以及污泥處理過程中它們的變化及對土壤-污泥系統(tǒng)的影響。這樣才可以很好地解決污泥中污染物對環(huán)境及人類健康造成的影響。然而，污泥質(zhì)量根源于污水廠處理的污水的質(zhì)量，因此也要從污染源著手，降低進(jìn)入城市污水的重金屬及其它有毒物質(zhì)的濃度，即必須使排入城市污水管道的工業(yè)廢水水質(zhì)符合《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ18－86)。

2.4.3 污泥的施用量

污水污泥的農(nóng)業(yè)利用，不僅可以消除污泥對環(huán)境的污染，也可使其資源化而提高作物產(chǎn)量。但是，不合理的施用污泥，很可能導(dǎo)致土壤中重金屬元素的積累，造成土壤資源的污染和危害人類的健康。一般來說某塊農(nóng)田適用污泥數(shù)量有一定限度，當(dāng)達(dá)到這一限度時，污泥的農(nóng)用就應(yīng)停止一段時間后再繼續(xù)進(jìn)行。具體的污泥施用量應(yīng)在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)氣候條件、地理環(huán)境、作物種類及土壤同化能力制定適合本地區(qū)特點的污泥施用額定負(fù)荷量，以確保污泥的農(nóng)田施用安全。

2.4.4 制定完善標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)，推廣與普及環(huán)境知識

許多發(fā)達(dá)國家已對污泥的處置利用制定了法律法規(guī)，對污泥的標(biāo)準(zhǔn)、施用地點的選擇、水源的保護(hù)、病原菌的控制、重金屬的允許施入量、運輸?shù)榷甲髁讼鄳?yīng)的規(guī)定。目前，我國關(guān)于污泥施用的標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)還不健全，比如污泥農(nóng)業(yè)利用中關(guān)于重金屬的控制標(biāo)準(zhǔn)只是在研究小麥的基礎(chǔ)上建立起來的，很明顯這樣會存在片面性，因此這樣的標(biāo)準(zhǔn)有待于在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善。另一方面是要向社會各界大力傳播環(huán)保知識。污泥土地中的一個重要問題是，要讓廣大的污泥用戶了解科學(xué)施用污泥的利益和盲目施用污泥的危害，自覺地遵守污泥土地利用的環(huán)境法律法規(guī)和科學(xué)施用技術(shù)規(guī)范。

3 結(jié)語

隨著我國工業(yè)和城市的發(fā)展，污水處理率的提高，其產(chǎn)生量必然越來越大。從目前情況來看，國內(nèi)污泥處理利用技術(shù)還比較落后，污泥處理率還比較低，人們對污泥處理處置必要性認(rèn)識還不夠，污泥的處理處置存在嚴(yán)重的不足，許多問題亟待解決。同時，我國是一個農(nóng)業(yè)大國，將經(jīng)過堆肥穩(wěn)定化后的污泥進(jìn)行土地循環(huán)利用，應(yīng)該是國內(nèi)污泥處置利用較有發(fā)展前景的一種途徑。為了解決國內(nèi)污泥處理處置中存在的問題，充分利用污泥這種資源，減少環(huán)境公害，我國必須大力發(fā)展污泥處理處置和利用的各種技術(shù)。

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篇8

論文摘要：作為一個先決條件，污泥至少應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的，在實際運行上即是要求沒有臭味。當(dāng)?shù)鼗驅(qū)淼姆煽赡芤髸撸何勰嗫赡鼙灰笙荆褪铣Ｏ疽筮_(dá)到一個強制的目標(biāo)：病原體如腸道病毒、傷寒菌、線蟲、寄生蟲卵等在處理后的樣品中應(yīng)當(dāng)檢測不到。

1 污泥處理的思路

由于城市污水和工業(yè)污水收集率的提高和污水處理效率的改進(jìn)（如化學(xué)法除磷可使污泥量增加30%），使得在世界范圍內(nèi)污泥總量急劇增加。

土地應(yīng)用仍是污泥處置中可持續(xù)發(fā)展的一條出路，主要取決于如下因素：

碳和營養(yǎng)物的回用；

周圍有無農(nóng)業(yè)用地及其距離；

低投入和運行花費；

嚴(yán)格的法律規(guī)定和控制程序以保證污泥安全和有肥效。

然而，根據(jù)實際情況或當(dāng)?shù)匾?guī)定，污泥生產(chǎn)者在土地應(yīng)用前不得不進(jìn)行高級，更昂貴的處理以滿足進(jìn)一步的要求，如堆肥、高溫消化處理或高溫消毒。

但是，很大一部分污泥因為顯而易見的原因不能用于農(nóng)業(yè)，如微污染物、病菌超標(biāo)或缺乏肥效、距離太遠(yuǎn)等等。有時也可能由于公眾的不信任而不被接受。這樣，污泥或被填埋或通過高溫氧化硝毀。

2 污泥處理的可持續(xù)性戰(zhàn)略

在進(jìn)行任何技術(shù)研究之前，應(yīng)先對公眾是否接受進(jìn)行評估。即使是從技術(shù)、成本和環(huán)境影響方面來講都是最好的處理方法，也可能由于沒有很好的向公眾進(jìn)行解釋而遭到否定。不管最終處理方法是什么，能確定的是將來的處理應(yīng)是安全、環(huán)保（保護(hù)人和動植物）并且應(yīng)當(dāng)增值（物質(zhì)和／或能源的回收）。為了這些目的，污泥處理應(yīng)減小污泥體積，改進(jìn)污泥質(zhì)量，減少有害物的排放。

本文將簡介一些重要工藝，以滿足運營者的需要，并且其中涉及到其他技術(shù)或法規(guī)約束問題。

2.1 土地應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

為一個先決條件，污泥至少應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的，在實際運行上即是要求沒有臭味。當(dāng)?shù)鼗驅(qū)淼姆煽赡芤髸撸何勰嗫赡鼙灰笙荆褪铣Ｏ疽筮_(dá)到一個強制的目標(biāo)：病原體如腸道病毒、傷寒菌、線蟲、寄生蟲卵等在處理后的樣品中應(yīng)當(dāng)檢測不到。

生物處理。利用生物工藝處理揮發(fā)性污泥。如厭氧消化（AD）、自養(yǎng)好氧消化（ATAD）工藝。

化學(xué)處理。抑制腐敗揮發(fā)性有機(jī)物的降解。如酸性亞硝酸鹽SAPHYRTM工藝。

物理處理。抑制腐敗揮發(fā)性有機(jī)物的降解。如污泥焚燒。

這些工藝大部分都有穩(wěn)定和消毒，但是消毒的程度取決于一些參數(shù)如HRT（水力停留時間）或化學(xué)投加量。

顯然熱氧化工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了污泥穩(wěn)定、消毒和巴氏消毒的要求。因為有機(jī)物被完全或幾乎完全消解。

污泥的生物穩(wěn)定

液態(tài)（濃縮后）：消化

我們最熟悉的是傳統(tǒng)的污泥處理方法——消化，它可以減少產(chǎn)泥量。無論好氧或厭氧，它都涉及到很多的能量。目前多數(shù)較大的處理廠或地區(qū)污泥中心都是采用該種方法，此種工藝在數(shù)量上還是領(lǐng)先的。同時，其他一些操作或在消化前或在消化后，也提供了強化的處理能力。

附著態(tài)污泥（脫水后）：堆肥

堆肥是現(xiàn)有的唯一可以把污泥從廢物變成產(chǎn)品的工藝，并被很多嚴(yán)格規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可。因為污泥變成一種新產(chǎn)品，容易操作（可堆積）而無味，消毒良好并且較干燥。這種工藝越來越流行。另一方面，由于它不減少最終的體積，需要很大的占地面積和較多人員。而且，為了滿足新規(guī)定中（臨時EU標(biāo)準(zhǔn)或EPA A級）關(guān)于消毒和氣味的要求，與傳統(tǒng)的“粗糙”工藝如曝氣靜態(tài)堆相比，需要更先進(jìn)的工藝如“攪拌式反應(yīng)廊道”，它影響最終的運行費用。

這個工藝主要是通過一個移動的輪子攪拌并推動混合物，同時鼓風(fēng)機(jī)在曝氣，加速的生物降解產(chǎn)生一個均勻的泥堆。總的停留時間可以減小到2周，消毒效果非常好。

污泥的化學(xué)穩(wěn)定。污泥的化學(xué)穩(wěn)定主要是通過一個投加裝置對待穩(wěn)定污泥投加化學(xué)藥劑，以防止發(fā)酵和氣味。大計量投加可使病原體衰減。這種工藝一般投資便宜并且容易操作。但是，泥量不會減少，并且運行費用較高。

這兩種工藝不相互排斥，填埋土地的性質(zhì)決定著工藝的選用：如果土壤是酸性的，則可以選擇加石灰，但如果土壤是堿性的，則SAPHYRTM工藝可能更適合，因為它操作簡單，運行費用省。

污泥的物理穩(wěn)定——加熱干燥。加熱干燥主要是通過熱驅(qū)動力除去剩余的自由水和鍵連接水。根據(jù)加熱的媒介的不同，加熱干燥可分為兩可分為兩種：一種是氣態(tài)在高溫和湍流狀態(tài)下流過干燥器（直接加熱），一種是用加熱液體（通常是蒸汽或加壓的水）傳遞熱量給污泥，通過干燥器的加熱壁（間接干燥）。加熱干燥的目的是使到達(dá)下游的污泥具有焚燒的熱持續(xù)性（一般30～35%）或者是容易處理和儲存的干燥污泥（60%）。如果要達(dá)到長時間的穩(wěn)定（幾個月），干固體含量應(yīng)達(dá)到90%或更多（最終干燥），而且顆粒的狀態(tài)也是容易操作使用的（包括農(nóng)田應(yīng)用）。另一個最終干燥的優(yōu)點是它可以方便的面對各種最終的處理方法，如農(nóng)田應(yīng)用、焚燒后用于水泥生產(chǎn)、或城市垃圾焚燒。它的缺點：第一是運行費用高，尤其是能源消耗，一般在熱干燥中，每蒸發(fā)一噸水需要3400MJ的熱量。但在脫水步驟中，除去一噸水只要6MJ（電能）；第二需要較多工作人員來清除死角中的粉末以防止火災(zāi)。

2.2 可持續(xù)性熱氧化戰(zhàn)略

焚燒。流化床焚燒爐（FBF）就工藝性能來講，被證明是焚燒污泥最好的方法（湍流方式，燃燒后高達(dá)850度的溫度）。而且它運行可靠（在爐內(nèi)沒有轉(zhuǎn)動部分）。在40年的時間里，威望迪公司已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)建造了幾十座流化床焚燒爐（如歐盟、俄羅斯、土耳其）。

通常，在穩(wěn)定狀態(tài)不需要添加額外的燃料，熱平衡的持續(xù)性是可以達(dá)到的。如果污泥的熱值LCV太低（如低揮發(fā)性固體和/或固體含量），尾氣/氣熱交換器應(yīng)該足夠大以增加風(fēng)室的溫度。如果達(dá)不到（如延時曝氣的污泥含20%DS），則需要在前面加熱干燥。

關(guān)于干灰的處置，對于沒有工業(yè)污染的純市政污泥，重金屬不是問題。因為灰是以氧化物形式存在，他們滲透性不強，所以可以回用作水泥，用于工業(yè)和道路建設(shè)。

最后的副產(chǎn)物是酸步驟的清除。由于重金屬的污染，他們只能填埋在特殊的地方，但數(shù)量很小。

與城市固體廢物共同焚燒。為了減少投資，城市垃圾和市政污泥通常用一個焚燒爐。通常，一個人口當(dāng)量每天產(chǎn)生150～250克的脫水后粘性污泥和1～3公斤的垃圾。根據(jù)焚燒爐的設(shè)計，可以通過10～25%（泥／垃圾）的粘性污泥來控制爐子的溫度。為了達(dá)到最優(yōu)化的燃燒，并且不會由于未燃燒的有機(jī)污泥污染熟料， 可以用處理能力為1m3/h的 PyromixTM 設(shè)備，通過壓縮空氣把污泥轉(zhuǎn)成滴狀污泥。實際上，這種運行方式只有在污水廠離城市垃圾焚燒爐較近時有利，否則處理運輸?shù)馁M用將很高。此時污泥只在系統(tǒng)需要時作為控制流使用。

濕式空氣氧化法。威望迪水務(wù)系統(tǒng)研發(fā)的ATHOSTM設(shè)備在“中性”溫度（240度）和壓力（45巴）條件下被證明是高效的。80%的總COD被氧化，剩下20%是可溶的和高度可生物降解的。不需要后續(xù)脫水步驟，廢氣沒有毒性，固體礦物副產(chǎn)品包含重金屬是以一種不可滲透形式存在的。它們可以用于道路建設(shè)。而且液態(tài)部分，含有可生物降解的COD，可以很方便的用作污水廠的反硝化的碳源。

污泥中的有機(jī)氮先降解成可溶性的氨。這些氨，部分被吹脫后通過催化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成氮氣進(jìn)入大氣。

結(jié)論

激烈的競爭、嚴(yán)格的規(guī)范和環(huán)境保護(hù)的需要要求不斷開發(fā)新的工藝或用更為有效的工藝。對一個具體的項目，通過對工藝的合理選用可以滿足用戶的要求，需要考慮的是該工藝要能保護(hù)環(huán)境，造福于人，要能優(yōu)化物質(zhì)和能源的回收利用，以達(dá)到可持續(xù)性的發(fā)展的目的。

篇9

    關(guān)鍵詞:污泥;處理;工藝;分析

    1 污泥處理的思路 

    由于城市污水和工業(yè)污水收集率的提高和污水處理效率的改進(jìn)(如化學(xué)法除磷可使污泥量增加30%),使得在世界范圍內(nèi)污泥總量急劇增加。 

    土地應(yīng)用仍是污泥處置中可持續(xù)發(fā)展的一條出路,主要取決于如下因素: 

    碳和營養(yǎng)物的回用; 

    周圍有無農(nóng)業(yè)用地及其距離; 

    低投入和運行花費; 

    嚴(yán)格的法律規(guī)定和控制程序以保證污泥安全和有肥效。 

    然而,根據(jù)實際情況或當(dāng)?shù)匾?guī)定,污泥生產(chǎn)者在土地應(yīng)用前不得不進(jìn)行高級,更昂貴的處理以滿足進(jìn)一步的要求,如堆肥、高溫消化處理或高溫消毒。 

    但是,很大一部分污泥因為顯而易見的原因不能用于農(nóng)業(yè),如微污染物、病菌超標(biāo)或缺乏肥效、距離太遠(yuǎn)等等。有時也可能由于公眾的不信任而不被接受。這樣,污泥或被填埋或通過高溫氧化硝毀。 

    2 污泥處理的可持續(xù)性戰(zhàn)略 

    在進(jìn)行任何技術(shù)研究之前,應(yīng)先對公眾是否接受進(jìn)行評估。即使是從技術(shù)、成本和環(huán)境影響方面來講都是最好的處理方法,也可能由于沒有很好的向公眾進(jìn)行解釋而遭到否定。不管最終處理方法是什么,能確定的是將來的處理應(yīng)是安全、環(huán)保(保護(hù)人和動植物)并且應(yīng)當(dāng)增值(物質(zhì)和/或能源的回收)。為了這些目的,污泥處理應(yīng)減小污泥體積,改進(jìn)污泥質(zhì)量,減少有害物的排放。 

    本文將簡介一些重要工藝,以滿足運營者的需要,并且其中涉及到其他技術(shù)或法規(guī)約束問題。 

    2.1 土地應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 

    為一個先決條件,污泥至少應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的,在實際運行上即是要求沒有臭味。當(dāng)?shù)鼗驅(qū)淼姆煽赡芤髸?污泥可能被要求消毒/巴氏除菌。消毒要求達(dá)到一個強制的目標(biāo):病原體如腸道病毒、傷寒菌、線蟲、寄生蟲卵等在處理后的樣品中應(yīng)當(dāng)檢測不到。 

    生物處理。利用生物工藝處理揮發(fā)性污泥。如厭氧消化(AD)、自養(yǎng)好氧消化(ATAD)工藝。 

    化學(xué)處理。抑制腐敗揮發(fā)性有機(jī)物的降解。如酸性亞硝酸鹽SAPHYRTM工藝。 

    物理處理。抑制腐敗揮發(fā)性有機(jī)物的降解。如污泥焚燒。 

    這些工藝大部分都有穩(wěn)定和消毒,但是消毒的程度取決于一些參數(shù)如HRT(水力停留時間)或化學(xué)投加量。 

    顯然熱氧化工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了污泥穩(wěn)定、消毒和巴氏消毒的要求。因為有機(jī)物被完全或幾乎完全消解。 

    污泥的生物穩(wěn)定 

    液態(tài)(濃縮后):消化 

    我們最熟悉的是傳統(tǒng)的污泥處理方法——消化,它可以減少產(chǎn)泥量。無論好氧或厭氧,它都涉及到很多的能量。目前多數(shù)較大的處理廠或地區(qū)污泥中心都是采用該種方法,此種工藝在數(shù)量上還是領(lǐng)先的。同時,其他一些操作或在消化前或在消化后,也提供了強化的處理能力。 

    附著態(tài)污泥(脫水后):堆肥 

    堆肥是現(xiàn)有的唯一可以把污泥從廢物變成產(chǎn)品的工藝,并被很多嚴(yán)格規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可。因為污泥變成一種新產(chǎn)品,容易操作(可堆積)而無味,消毒良好并且較干燥。這種工藝越來越流行。另一方面,由于它不減少最終的體積,需要很大的占地面積和較多人員。而且,為了滿足新規(guī)定中(臨時EU標(biāo)準(zhǔn)或EPA A級)關(guān)于消毒和氣味的要求,與傳統(tǒng)的“粗糙”工藝如曝氣靜態(tài)堆相比,需要更先進(jìn)的工藝如“攪拌式反應(yīng)廊道”,它影響最終的運行費用。 

    這個工藝主要是通過一個移動的輪子攪拌并推動混合物,同時鼓風(fēng)機(jī)在曝氣,加速的生物降解產(chǎn)生一個均勻的泥堆。總的停留時間可以減小到2周,消毒效果非常好。

    污泥的化學(xué)穩(wěn)定。污泥的化學(xué)穩(wěn)定主要是通過一個投加裝置對待穩(wěn)定污泥投加化學(xué)藥劑,以防止發(fā)酵和氣味。大計量投加可使病原體衰減。這種工藝一般投資便宜并且容易操作。但是,泥量不會減少,并且運行費用較高。 

    這兩種工藝不相互排斥,填埋土地的性質(zhì)決定著工藝的選用:如果土壤是酸性的,則可以選擇加石灰,但如果土壤是堿性的,則SAPHYRTM工藝可能更適合,因為它操作簡單,運行費用省。

    污泥的物理穩(wěn)定——加熱干燥。加熱干燥主要是通過熱驅(qū)動力除去剩余的自由水和鍵連接水。根據(jù)加熱的媒介的不同,加熱干燥可分為兩可分為兩種:一種是氣態(tài)在高溫和湍流狀態(tài)下流過干燥器(直接加熱),一種是用加熱液體(通常是蒸汽或加壓的水)傳遞熱量給污泥,通過干燥器的加熱壁(間接干燥)。加熱干燥的目的是使到達(dá)下游的污泥具有焚燒的熱持續(xù)性(一般30~35%)或者是容易處理和儲存的干燥污泥(60%)。如果要達(dá)到長時間的穩(wěn)定(幾個月),干固體含量應(yīng)達(dá)到90%或更多(最終干燥),而且顆粒的狀態(tài)也是容易操作使用的(包括農(nóng)田應(yīng)用)。另一個最終干燥的優(yōu)點是它可以方便的面對各種最終的處理方法,如農(nóng)田應(yīng)用、焚燒后用于水泥生產(chǎn)、或城市垃圾焚燒。它的缺點:第一是運行費用高,尤其是能源消耗,一般在熱干燥中,每蒸發(fā)一噸水需要3400MJ的熱量。但在脫水步驟中,除去一噸水只要6MJ(電能);第二需要較多工作人員來清除死角中的粉末以防止火災(zāi)。 

    2.2 可持續(xù)性熱氧化戰(zhàn)略 

    焚燒。流化床焚燒爐(FBF)就工藝性能來講,被證明是焚燒污泥最好的方法(湍流方式,燃燒后高達(dá)850度的溫度)。而且它運行可靠(在爐內(nèi)沒有轉(zhuǎn)動部分)。在40年的時間里,威望迪公司已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)建造了幾十座流化床焚燒爐(如歐盟、俄羅斯、土耳其)。 

    通常,在穩(wěn)定狀態(tài)不需要添加額外的燃料,熱平衡的持續(xù)性是可以達(dá)到的。如果污泥的熱值LCV太低(如低揮發(fā)性固體和/或固體含量),尾氣/氣熱交換器應(yīng)該足夠大以增加風(fēng)室的溫度。如果達(dá)不到(如延時曝氣的污泥含20%DS),則需要在前面加熱干燥。 

    關(guān)于干灰的處置,對于沒有工業(yè)污染的純市政污泥,重金屬不是問題。因為灰是以氧化物形式存在,他們滲透性不強,所以可以回用作水泥,用于工業(yè)和道路建設(shè)。 

    最后的副產(chǎn)物是酸步驟的清除。由于重金屬的污染,他們只能填埋在特殊的地方,但數(shù)量很小。 

    與城市固體廢物共同焚燒。為了減少投資,城市垃圾和市政污泥通常用一個焚燒爐。通常,一個人口當(dāng)量每天產(chǎn)生150~250克的脫水后粘性污泥和1~3公斤的垃圾。根據(jù)焚燒爐的設(shè)計,可以通過10~25%(泥/垃圾)的粘性污泥來控制爐子的溫度。為了達(dá)到最優(yōu)化的燃燒,并且不會由于未燃燒的有機(jī)污泥污染熟料, 可以用處理能力為1m3/h的 PyromixTM 設(shè)備,通過壓縮空氣把污泥轉(zhuǎn)成滴狀污泥。實際上,這種運行方式只有在污水廠離城市垃圾焚燒爐較近時有利,否則處理運輸?shù)馁M用將很高。此時污泥只在系統(tǒng)需要時作為控制流使用。 

    濕式空氣氧化法。威望迪水務(wù)系統(tǒng)研發(fā)的ATHOSTM設(shè)備在“中性”溫度(240度)和壓力(45巴)條件下被證明是高效的。80%的總COD被氧化,剩下20%是可溶的和高度可生物降解的。不需要后續(xù)脫水步驟,廢氣沒有毒性,固體礦物副產(chǎn)品包含重金屬是以一種不可滲透形式存在的。它們可以用于道路建設(shè)。而且液態(tài)部分,含有可生物降解的COD,可以很方便的用作污水廠的反硝化的碳源。 

    污泥中的有機(jī)氮先降解成可溶性的氨。這些氨,部分被吹脫后通過催化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成氮氣進(jìn)入大氣。 

    結(jié)論 

    激烈的競爭、嚴(yán)格的規(guī)范和環(huán)境保護(hù)的需要要求不斷開發(fā)新的工藝或用更為有效的工藝。對一個具體的項目,通過對工藝的合理選用可以滿足用戶的要求,需要考慮的是該工藝要能保護(hù)環(huán)境,造福于人,要能優(yōu)化物質(zhì)和能源的回收利用,以達(dá)到可持續(xù)性的發(fā)展的目的。 

篇10

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程建設(shè)；污水處理工藝；工藝發(fā)展前景

中圖分類號：U664.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 概述

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程也隨之加快，這就在一定程度上導(dǎo)致了城市污水排放量的迅猛增加，一些企業(yè)沒有按照國家的相關(guān)法律法規(guī)對其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，而這些沒有經(jīng)過處理的污水，肆意的排放到地表水系中，不僅僅對環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，同時還嚴(yán)重的影響了人們的身體健康，因此必須加強污水處理系統(tǒng)的建立與管理。

2 現(xiàn)階段污水處理工藝的簡單介紹

2.1 對污水處理工藝的選擇

對污水處理工藝進(jìn)行選擇，要綜合考慮多方面的因素，其中主要包括對污水水質(zhì)的檢測、污水處理技術(shù)的使用范圍和處理規(guī)模等，同時還有更重要的一點我們要加以考慮，那就是該城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，如果該城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，對出水水質(zhì)要求嚴(yán)格，那么對其污水處理技術(shù)工藝水平的要求就相對的要高一些。總之，在對污水處理工藝進(jìn)行選擇時不能單單考慮到一方面的因素，要進(jìn)行全方位的綜合分析。

2.2 污水水質(zhì)特征

污水處理廠接納的污水大體上可分為生活污水和工業(yè)廢水，生活污水主要為城鎮(zhèn)居民日常生活產(chǎn)生的污水，工業(yè)廢水主要為工業(yè)企業(yè)經(jīng)過預(yù)處理的工業(yè)廢水，或雖未經(jīng)預(yù)處理但水質(zhì)符合污水處理廠進(jìn)水要求的工業(yè)廢水。無論何種污水水源，都必須達(dá)到污水處理設(shè)施的進(jìn)水水質(zhì)要求。在選擇污水處理工藝時，必須對進(jìn)入污水處理廠的污水水質(zhì)特性，污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定，作出合理的分析預(yù)測。

2.3 污水處理工藝簡介

目前常見的污水處理方法主要為物理法、化學(xué)法和生物法。物理法一般指物理或機(jī)械的分離過程，主要方法有過濾、沉淀、離心分離、氣浮等方法；化學(xué)法是在污水中加入化學(xué)物質(zhì)使其與污水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生易分離、降解的物質(zhì)從而去除污染物的方法，主要有中和、混凝、氧化還原等方法；生物法是目前污水處理的主要方法，主要利用微生物的新陳代謝過程對污水中有機(jī)物進(jìn)行氧化分解進(jìn)而去除有害物質(zhì)。下面簡單介紹幾種主要的生物處理方法：

①活性污泥法：它是世界各國應(yīng)用最廣的一種生物處理方法，主要以懸浮在

水中的活性污泥為主體，在有利于微生物生長的環(huán)境條件下和污水充分接觸，使污水得到凈化，活性污泥法的主要構(gòu)筑物是曝氣池和二次沉淀池。需處理的污水和回流活性污泥一起進(jìn)入曝氣池，成為懸浮混合液，同時在曝氣池內(nèi)鼓風(fēng)曝氣，使污水和活性污泥充分混合接觸，并供給混合液足夠的溶解氧。這時污水中的有機(jī)物被活性污泥中的好氧微生物分解，然后混合液流入二沉池，在此進(jìn)行泥水分離，部分活性污泥回流到曝氣池，繼續(xù)進(jìn)行凈化過程，澄清水則溢流排放，在此過程中活性污泥不斷增長，部分剩余污泥從系統(tǒng)排出，以維持系統(tǒng)穩(wěn)定。

②氧化塘：氧化塘又稱為穩(wěn)定塘或生物塘，是一種類似池塘的處理設(shè)備。氧化塘凈化污水的過程和天然水體的自凈過程很相似，污水在氧化塘內(nèi)長時間緩慢流動和停留，通過微生物的代謝活動，使有機(jī)物降解，從而使污水得到凈化，水中的溶解氧則主要由塘內(nèi)生長的藻類通過光合作用和塘表面的復(fù)氧作用提供。氧化塘一般可分為好氧氧化塘、兼性氧化塘、曝氣氧化塘和厭氧塘。

③生物膜法：生物膜法是正在發(fā)展中的處理工藝，主要為好氧微生物附著在

某些載體上進(jìn)行生長繁殖，形成生物膜，污水通過與膜的接觸，水中的有機(jī)污染物作為營養(yǎng)被膜中的生物攝取并分解，從而使污水得到凈化的系統(tǒng)，有代表性的處理工藝有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化等。

④厭氧生物處理：厭氧生物處理是在無氧的條件下，利用兼性菌和厭氧菌分解有機(jī)物的一種生物處理法。厭氧生物處理的最終產(chǎn)物是以甲烷為主的可燃性氣體，可作為能源回收利用，處理過程產(chǎn)生的剩余污泥量較少且易于脫水濃縮，可作為肥料使用。在能源日趨緊張的形勢下，厭氧處理作為一種低能耗、可回收資源的處理工藝，重新受到世界各國的重視，現(xiàn)在厭氧生物處理不僅用于污泥的穩(wěn)定處理，還用于高濃度有機(jī)廢水的處理。

3 綜合分析污水處理工藝的發(fā)展前景

目前，水環(huán)境的質(zhì)量越來越惡劣、水資源短缺也越來越嚴(yán)重，污水處理技術(shù)首先必須經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)省能耗和簡便易行。因此，研究和開發(fā)對傳統(tǒng)工藝的改造和替代的新工藝，發(fā)展處理效果好且高效率低能耗的污水處理技術(shù)，是我國當(dāng)前污水治理領(lǐng)域的一項主要任務(wù)。結(jié)合我國的實際情況，污水處理技術(shù)的發(fā)展確定走簡易、高效率、低能耗的技術(shù)路線。

3.1 MSBR城市污水處理工藝

MSBR工藝是集約化程度較高的污水處理工藝，在系統(tǒng)的可靠性、土建工程量、總裝機(jī)容量、節(jié)能、降低運行成本和節(jié)約用地等方面均具有明顯的優(yōu)勢。MSBR系統(tǒng)的運行原理:在厭氧池內(nèi)，回流活性污泥中的聚磷菌在此進(jìn)行充分放磷，然后混合液進(jìn)入缺氧池進(jìn)行反硝化。反硝化后的污水進(jìn)入好氧池，有機(jī)物被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再進(jìn)入起沉淀作用的SBR池，澄清后污水排放。此時另一邊的SBR在1.5Q回流量的條件下進(jìn)行硝化、反硝化，或進(jìn)行靜置預(yù)沉。回流污泥首先進(jìn)入濃縮池進(jìn)行濃縮，上清液直接進(jìn)入好氧池，而濃縮污泥則進(jìn)入缺氧池。這樣，一方面可以進(jìn)行反硝化，另一方面可先消耗掉回流濃縮污泥中的溶解氧和硝酸鹽，為隨后進(jìn)行的缺氧放磷提供更為有利的條件。這種污水處理方法有占地面積小、基建投資少、運行能耗低等優(yōu)點。

3.2 BIOSTYR 城市污水處理工藝

BIOSTYR工藝是一種經(jīng)過改良的新一代上向流曝氣生物濾池，整個流程由預(yù)處理和生物濾池兩個單元組成，這兩個單元都是成套的組合設(shè)備，布置非常緊湊，占地省。它既可以用于污水的二級處理，也可以用于污水的深度處理，并能達(dá)到很高的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。主要特點有:濾池和生化反應(yīng)器結(jié)合起來，不再需要沉淀池，占地面積小；過濾時從下向上，反沖洗時從上向下，利用連通的出水渠中其它濾池的出水在重力作用下沖洗，省去了反沖洗泵，氣反沖則是利用曝氣鼓風(fēng)機(jī)，不需另外設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)；可以在一個池子中同時實現(xiàn)硝化反硝化，工藝操作靈活。

3.3 BIOFOR城市污水處理工藝

BIOFOR工藝以物化法為預(yù)處理單元，以生化法為深度處理單元，其出水水質(zhì)優(yōu)于一般的二級出水。主要特點有:起到反應(yīng)池和濾池的雙重作用，既降解了有機(jī)物又截留了懸浮固體，比二沉池的固液分離效果更好，出水直接達(dá)標(biāo)排放，相當(dāng)于一體化處理構(gòu)筑物；可實現(xiàn)生物脫氮，相當(dāng)于前置缺氧脫氮工藝，但是一般需要外加炭源；必須定時進(jìn)行反沖洗，以去除脫落的生物膜和殘留固體雜質(zhì)，避免濾池系統(tǒng)堵塞，這是對傳統(tǒng)接觸氧化法的重大改進(jìn)。

綜上所述，水是我們在日常的生活中必不可少的資源之一，但是就目前來看，水資源也同樣出現(xiàn)了危機(jī)，直接影響人類的生存。為了改變這一現(xiàn)狀我們必須要對污水進(jìn)行科學(xué)合理的處理，完善污水處理工藝。但是要想徹底的解決水污染問題，還有很長的路要走，需要依靠多方面的力量，包括企業(yè)的自覺、政府的重視以及人民群眾的監(jiān)督。

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