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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(yùn)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(diǎn)
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(diǎn)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(fèi)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(yùn)行費(fèi)用低,不容易發(fā)生污泥膨脹問題,抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),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(qiáng),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(diǎn)是克服了污泥膨脹的問題,剩余污泥量較少、運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便。缺點(diǎn)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(yùn)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(diǎn)是占地面積少,基礎(chǔ)投資少,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),有機(jī)負(fù)荷高,運(yùn)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(fèi)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(yùn)行穩(wěn)定,處理效率高的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn),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(yùn)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(yùn)營成本和廢水處理費(fèi)用,用簡單適用、投入低、運(yùn)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。
參考文獻(xiàn):
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[2]陳亞平,付永勝,李湘梅等.啤酒工業(yè)廢水的特點(diǎn)及其處理方法[J].污染防治技術(shù),2012,16(4):147~149
[3]白曉慧,王寶貞.寒冷地區(qū)城市污水處理廠改進(jìn)工藝的運(yùn)行效果[J].中國環(huán)境科學(xué),2011,21(1):70-73.
[4]賁岳,林,徐貞貞.低溫生活污水處理系統(tǒng)中耐冷菌的篩選及動力學(xué)研究[J].環(huán)境科學(xué),2008,29(11):3189-3193.
[5]郝瑞霞,賈勝溫.我國啤酒工業(yè)廢水治理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.河北化工學(xué)院學(xué)報,2012.(19):75~79.
[6]李智超,姜海萍,郭軍,等.UASB+SBR工藝處理啤酒廢水的研究[J].安全與環(huán)境工程,2009,16(1):41-43.
[7]潘紅,張警中,等.啤酒廠廢水處理工程實例分析[J].污染防治技術(shù),2015,28(6):40-42
[8]申立賢.高濃度有機(jī)廢水厭氧處理技術(shù)[M].北京,中國環(huán)境科學(xué)出社,2011.68~70
目前我國正處在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時期,城市建設(shè)的步伐加快,城市污水排放量增大,在這種背景下,合理地開發(fā)適合城市綜合污水處理的技術(shù)和工藝,不僅能緩解城市水資源短缺的現(xiàn)狀,并能維護(hù)生態(tài)環(huán)境,將對人類社會和經(jīng)濟(jì)具有深遠(yuǎn)的歷史意義及現(xiàn)實意義。
一、城市綜合污水處理的概念
城市綜合污水是指納入城市排水系統(tǒng)的生活污水、醫(yī)療污水和工業(yè)廢水的混合污水。污水直接排入自然河流,污水中的氮、氨氮、陰離子表面活性劑等有機(jī)污染物以及種類繁多的各類重金屬會污染河流。隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展較快,許多地方治污規(guī)劃滯后,市政設(shè)施薄弱,無生活污水處理系統(tǒng),在人口密度大的地區(qū),河流污染愈趨嚴(yán)重,河流的稀釋凈化作用已大為削弱,超出了河流的自凈界限。
近幾年來,伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高,污水處理工藝有為較大的發(fā)展,城市綜合污水先經(jīng)過初步處理或二級生化處理,處理后城市污水的主要污染物為氮、磷等物質(zhì),然后再利用污水處理系統(tǒng)對它進(jìn)行深度處理。一級處理主要是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物,方法有格柵、沉淀、沉砂、油分離、氣浮等。二級處理目的是大幅度去除污水呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì),目前常用的處理方法為活性污泥法和它們的改良型,如缺氧好氧生物脫氮除磷法、缺氧-厭氧-好氧-生物脫氮除磷法、序批式活性污泥法、吸附生物降解法、氧化溝法、生物模法等。這些工藝的特點(diǎn)是促使化學(xué)需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、酚等有機(jī)物進(jìn)一步降解。為了更好地去除污水氮和磷,又進(jìn)一步研制了除磷脫氮技術(shù)。其特點(diǎn)是利用優(yōu)勢菌種(主要為聚磷菌)在缺氧-厭氧-好氧處理過程中(特別在好氧過程中)需要大量吸氣氧以供生長的原理,從而降低污水中磷氮含量,使污水在這一過程中達(dá)到三級處理,最終使綜合污水達(dá)到國家排放水體的標(biāo)準(zhǔn),所剩污泥可以進(jìn)行濃縮、消化、脫水、堆肥或家用填埋而最終處置。
二、城市綜合污水處理的分類
由于污水種類繁多,性質(zhì)各異,故各污水處理策略上也有很不相同。
1、生活污水
通常以城市生活污水為主的污水處理,只需經(jīng)過一級處理與簡單的二級處理即可達(dá)到城市中水使用的要求,可以滿足工業(yè)循環(huán)冷卻和家居如廁所等到用水的要求,達(dá)到以膜生物反應(yīng)器污水處理技術(shù)最為突出。膜生物反應(yīng)器是指將膜分離技術(shù)中的超微濾技術(shù)與污水處理中的傳統(tǒng)活性污泥的二次沉淀池進(jìn)行固液分離,達(dá)到去除懸浮物、細(xì)菌及大分子有機(jī)物的目的。采用復(fù)合式膜生物反應(yīng)器工藝對污水處理中的脫氮除磷性能進(jìn)行研究,結(jié)果表明經(jīng)過膜生物反應(yīng)器處理過的污水水質(zhì)完全符合建設(shè)部頒布的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(CJ25-1-1989)S 要求。
2、醫(yī)院污水
醫(yī)院污水是醫(yī)院或其它醫(yī)療機(jī)構(gòu)在診治、預(yù)防疾病過程中產(chǎn)生的一類廢水,具有潛在傳染性和急性傳染性。其中含量有多種微生物和傳染病原,如艾滋病、乙肝、丙肝、傷寒、痢疾、結(jié)核桿核菌等病毒,被列為國家HW01號危險污染物,如不經(jīng)處理直接外排,病菌將通過水、土壤和大氣傳播,對人體造成威脅。此類污水經(jīng)污水處理廠二級處理后,水質(zhì)已經(jīng)改善,細(xì)菌含量也大幅度減少,但細(xì)菌的絕對數(shù)量仍很可觀。因此,醫(yī)院污水以病毒細(xì)菌危害為主,應(yīng)將消毒作為主要處理手段。
目前,醫(yī)院污水的消毒處理方法主要有氯化物消毒劑消毒法、過氧化物消毒劑(過氧化氫、過氧乙酸、臭氧和二氧化氯)消毒法、紫外線輻照消毒法等。
3、工業(yè)污水
工業(yè)污水的水中由于含有大量的金屬離子,如汞、鉻、鎘等,以及堿、硫化物和鹽類等無機(jī)物而顯出獨(dú)特的顏色,污染性很強(qiáng)。如果工業(yè)污水直接進(jìn)入水生態(tài)系統(tǒng)中,微生物不但不能降低重金屬的濃度,相反還能富集、放大其效應(yīng)。據(jù)研究表明,重金屬進(jìn)入生物體后,能積累在某器官中造成累積性中毒,最終危害生命。
污水中污染物有的惡化水質(zhì),危害水生物,危害農(nóng)業(yè);有的使人慢性中毒,破壞人體的正常生理過程,其中重金屬對人體危害最大,甚至致癌。然而工業(yè)污水無機(jī)物構(gòu)成千差萬別,因此,對工業(yè)污水的有效治理,需要因地制宜,具體情況具體分析,以適宜的水處理技術(shù)與具體的工業(yè)堿污水處理設(shè)備相結(jié)合,才能有效地降低工業(yè)污水中的毒害元素。最為有效的方法為工廠內(nèi)將污水直接凈化,即直接在工業(yè)廠房或其附近采用有針對性的污水處理方法。現(xiàn)在,工業(yè)污水的直接凈化技術(shù)是國家節(jié)能減排戰(zhàn)略中非常具有生命力的前沿技術(shù)。
4、污泥處理
污泥是污水處理后的附屬品,是一各特殊垃圾,是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。隨著我國污水處理量和處理率的提高,污泥的處理量也日趨增大,如果不及時以妥善處理和處置將造成堆放和排水區(qū)周圍環(huán)境嚴(yán)重的二次污染。目前污泥的處理方法主要有:
(1)衛(wèi)生填埋
該方法操作相對簡單,投資費(fèi)用較小,適應(yīng)性強(qiáng),但是侵占土地嚴(yán)重,存在潛在的土地污染和地下污染,縮短填埋場的使用年限。
(2)污泥農(nóng)用
該方法投資少,能耗低,有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分。但是直接農(nóng)用存在重金屬污染和病原體、難降解有機(jī)物對地表水和地下水的污染。
(3)污泥焚燒
該方法能徹底無害化,殺死病原體,最大限度地減少污泥體積。但需要的設(shè)施投資大,處理費(fèi)用高。添加燃燒會產(chǎn)生劇毒物質(zhì)。
我國正處在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時期,城鎮(zhèn)化的步伐加快,城市污水排放量增大,在這種背景下,合理地開發(fā)適合城市綜合污水處理的技術(shù)和工藝,不僅能緩解城市水資源短缺的現(xiàn)狀,同時維護(hù)生態(tài)環(huán)境,將對人類社會和經(jīng)濟(jì)具有深遠(yuǎn)的歷史意義及現(xiàn)實意義。
1.城市綜合污水處理的概念
城市綜合污水是指納入城市污水系統(tǒng)的生活污水、醫(yī)療污水和工業(yè)廢水的混合污水。污水直接排入自然河流,污水中的總氮、氨氮、陰離子表面活性劑等有機(jī)污染物以及種類繁多的各類重金屬會污染河流。隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展較快,許多地方治污規(guī)劃滯后,市政設(shè)施薄弱,無生活污水處理系統(tǒng),在人口密度大的地區(qū),河流污染愈趨嚴(yán)重,河流的稀釋凈化作用已大為削弱,超出了河流的自凈界限。
近幾年來,伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高,污水處理工藝有較大的發(fā)展,通常來說城市綜合污水先經(jīng)過初步處理或二級生化處理,處理后城市污水的主要污染物為氮、磷等富營養(yǎng)物質(zhì),然后再利用污水處理系統(tǒng)對它進(jìn)行深度處理。一級處理主要是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物,方法有格柵、沉淀、沉砂、油分離、氣浮等。二級處理目的是大幅度去除污水呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì),目前常用的處理方法為活性污泥法和它們的改良型,工藝為一、二級可以混合處理,有的部分已達(dá)到三級混合處理,如缺氧好氧生物脫氮除磷法、缺氧-厭氧-好氧-生物脫氮除磷法、序批式活性污泥法、吸附生物降解法、氧化溝法、生物模法等。這些工藝的特點(diǎn)是促使化學(xué)需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、酚等有機(jī)物進(jìn)一步降解。為了更好地去除污水氮和磷,又進(jìn)一步研制了除磷脫氮技術(shù)。其特點(diǎn)是利用優(yōu)勢菌種(主要為聚磷菌)在缺氧-厭氧-好氧處理過程中(特別在好氧過程中)需要大量吸氧以供生長的原理,從而降低污水中磷氮含量,使污水在這一過程中達(dá)到三級處理,最終使綜合污水達(dá)到國家排放水體的標(biāo)準(zhǔn),所剩污泥可以進(jìn)行濃縮、消化、脫水、堆肥或農(nóng)用填埋而最終處置。
2.城市綜合污水處理的分類
由于污水種類繁多,性質(zhì)各異,故各污水處理策略上也有很不相同。
2.1 生活污水
通常以城市生活污水為主的污水處理,只需經(jīng)過一級處理與簡單的二級處理即可達(dá)到城市中水使用的要求,可以滿足工業(yè)循環(huán)冷卻和家居如廁所等用水的要求,達(dá)到中水回用的目的。此類污水處理中,尤其以膜生物反應(yīng)器污水處理技術(shù)最為突出。膜生物反應(yīng)器是指將膜分離技術(shù)中的超微濾技術(shù)與污水處理中的傳統(tǒng)活性污泥的二次沉淀池進(jìn)行固液分離,達(dá)到去除懸浮物、細(xì)菌及大分子有機(jī)物的目的。采用復(fù)合式膜生物反應(yīng)器工藝對污水處理中的脫氮除磷性能進(jìn)行研究,結(jié)果表明經(jīng)過膜生物反應(yīng)器處理過的污水水質(zhì)完全符合建設(shè)部頒布的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(CJ25-1-1989)S 要求。
2.2 醫(yī)院污水
醫(yī)院污水是醫(yī)院或其它醫(yī)療機(jī)構(gòu)在診治、預(yù)防疾病過程中產(chǎn)生的一類廢水,具有潛在傳染性和急性傳染性。其中含有多種微生物和傳染病原,如艾滋病、乙肝、丙肝、傷寒、痢疾、結(jié)核桿核菌等病毒,被列為國家HW01號危險污染物,如不經(jīng)處理直接外排,病菌將通過水、土壤和大氣傳播,對人體造成威脅。此類污水經(jīng)污水處理廠二級處理后,水質(zhì)已經(jīng)改善,細(xì)菌含量也大幅度減少,但細(xì)菌的絕對數(shù)量仍很可觀。因此,醫(yī)院污水以病毒細(xì)菌危害為主,應(yīng)將消毒作為主要處理手段。
目前,醫(yī)院污水的消毒處理方法主要有氯化物消毒劑消毒法、過氧化物消毒劑(過氧化氫、過氧乙酸、臭氧和二氧化氯)消毒法、紫外線輻照消毒法等。
2.3 工業(yè)污水
工業(yè)污水的水中由于含有大量的金屬離子,如汞、鉻、鎘等,以及堿、硫化物和鹽類等無機(jī)物而顯出獨(dú)特的顏色,污染性很強(qiáng)。如果工業(yè)污水直接進(jìn)入水生態(tài)系統(tǒng)中,微生物不但不能降低重金屬的濃度,相反還能富集、放大其效應(yīng)。據(jù)研究表明,重金屬進(jìn)入生物體后,能積累在某器官中造成累積性中毒,最終危害生命。
污水中污染物有的惡化水質(zhì),危害水生物,危害農(nóng)業(yè);有的使人慢性中毒,破壞人體的正常生理過程,其中重金屬對人體危害最大,甚至致癌。然而工業(yè)污水無機(jī)物構(gòu)成千差萬別,因此,對工業(yè)污水的有效治理,需要因地制宜,具體情況具體分析,以適宜的水處理技術(shù)與具體的工業(yè)堿污水處理設(shè)備相結(jié)合,才能有效地降低工業(yè)污水中的毒害原素。最為有效的方法為工廠內(nèi)將污水直接凈化,即直接在工業(yè)廠房或其附近采用有針對性的污水處理方法。現(xiàn)在,工業(yè)污水的直接凈化技術(shù)是國家節(jié)能減排戰(zhàn)略中非常具有生命力的前沿技術(shù)。
2.4 污泥處理
污泥是污水處理后的附屬品,是一各特殊垃圾,是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。隨著我國污水處理量和處理率的提高,污泥的處理量也日趨增大,如果不及時以妥善處理和處置將造成堆放和排水區(qū)周圍環(huán)境嚴(yán)重的二次污染。目前污泥的處理方法主要有:
2.4.1 衛(wèi)生填埋
該方法操作相對簡單,投資費(fèi)用較小,適應(yīng)性強(qiáng),但是侵占土地嚴(yán)重,存在潛在的土地污染和地下污染,縮短填埋場的使用年限。
2.4.2 污泥農(nóng)用
該方法投資少,能耗低,有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分。但是直接農(nóng)用存在重金屬污染和病原體、難降解有機(jī)物對地表水和地下水的污染。
2.4.3 污泥焚燒
該方法能徹底無害化,殺死病原體,最大限度地減少污泥體積。但需要的設(shè)施投資大,處理費(fèi)用高。添加燃燒會產(chǎn)生劇毒物質(zhì)。
2.4.4 污泥堆肥
1.背景技術(shù)
污泥是指用物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法等處理廢水時產(chǎn)生的沉淀物、顆粒物和漂浮物。污泥一般指介于液體和固體之間的濃稠物,可以用泵輸送,但它很難通過沉降進(jìn)行固液分離。懸浮物濃度一般在1%~10%,低于此濃度常常稱為泥漿。由于污泥的來源及水處理方法不同,產(chǎn)生的污泥性質(zhì)不一,污泥的種類很多,分類比較復(fù)雜,目前,一般可以按以下方法分類[1,2]:
(1)按污泥的來源分,主要分為給水污泥、生活污水污泥和工業(yè)廢水污泥三類。給水污泥是指城市生活用水的過濾、消毒過程中產(chǎn)生的污泥,其主要成分來源于城市給水原水所含顆粒、膠體和部分可溶性物質(zhì),以無機(jī)物為主。生活污水污泥是指城市污水處理廠處理生活污水過程中產(chǎn)生的污泥,其主要成分為有機(jī)物。而工業(yè)廢水污泥是工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水處理時產(chǎn)生的污泥,以無機(jī)物為主,重金屬含量較高,且成分復(fù)雜,處理十分困難。
(2)按污泥的成分性質(zhì)分,可以分為有機(jī)污泥和無機(jī)污泥。以有機(jī)物為主要成分的稱為有機(jī)污泥,其主要特征是有機(jī)物含量高,易腐化發(fā)臭,比重較小,顆粒較細(xì),含水率高,且不易脫水。它是呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì),易用管渠輸送。其中往往還含有很多植物營養(yǎng)元素、寄生蟲卵、致病微生物及重金屬離子等。初次沉淀池、二次沉淀池的沉淀物均屬有機(jī)污泥。以無機(jī)物為主要成分的稱為無機(jī)污泥,又稱沉渣,其主要特性是顆粒較粗,比重較大,易于脫水,但流動性差,不易用管渠輸送,也不易腐化。主要來自沉砂池、某些工業(yè)廢水的物理以及化學(xué)處理過程中的沉淀物。
(3)按污泥在不同的處理階段分,又可分為生污泥、濃縮污泥、消化污泥、脫水干化污泥、干燥污泥以及污泥焚燒灰等。
(4)按水處理的階段分,還可分為初沉污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥與化學(xué)污泥 (深度處理污泥)等。
隨著各地城市污水處理設(shè)施的興建及污水處理率的提高,國內(nèi)污水廠污泥產(chǎn)量越來越大,且其成分相對于工業(yè)廢水污泥更為簡單,是國內(nèi)外在污泥無害化、資源化綜合利用領(lǐng)域的主要研究對象。污泥陶粒最早由NakouziS.等提出,是以污泥為主要原料,摻加適量輔料,經(jīng)過成球、焙燒而成的。由于陶粒密度小,內(nèi)部多孔,形態(tài)成分較均一,且具有一定強(qiáng)度和堅固性,因而具有質(zhì)輕、耐腐蝕、抗凍、抗震和良好的隔絕性等多功能特點(diǎn),利用陶粒這些優(yōu)異的性能,可以將它廣泛應(yīng)用于建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門。
國內(nèi)研究者對城市給水廠和生活污水處理廠污泥在陶粒制品方面的資源化利用技術(shù)已有較多報道,均不同程度涉及到配料種類、最佳配比、最佳燒成工藝、陶粒制品主要性能(堆積密度、筒壓強(qiáng)度、吸水率)等。
2.制備內(nèi)容及方法
本發(fā)明的目的在于提供一種超輕陶粒及其制備方法。
所述超輕陶粒為堆積密度不大于500kg/m3的陶粒,粒徑為6~15mm。
所述超輕陶粒的制備方法包括以下步驟:
(1)將工業(yè)污泥、混合淤泥、廢石粉和添加劑混合,得混合物,按質(zhì)量百分比,由精對苯二甲酸沉淀污泥、海泥或混合淤泥、廢石粉和添加劑,按一定的配比制作。
在步驟(1)中,所述工業(yè)污泥可為生產(chǎn)精對苯二甲酸(Pure Terephthalic Acid,PTA)的沉淀污泥;所述混合淤泥為城市附近的江、河、湖、塘、池、溝、渠、水庫、碼頭及水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)的淤泥的混合物;所述的海泥為某城市的海泥;所述廢石粉為石材加工產(chǎn)生的廢石粉;所述添加劑可選自鐵粉、粉煤灰等,所述鐵粉、粉煤灰。
(2)將混合物預(yù)熱。
在步驟(2)中,所述預(yù)熱的溫度為150℃,預(yù)熱的時間為2h。
(3)將預(yù)熱后的混合物焙燒,得超輕陶粒。
在步驟(3)中,所述焙燒的溫度可為1150~1200℃,焙燒的時間為4min。
精對苯二甲酸是化纖的上游產(chǎn)品,是生產(chǎn)滌綸短纖的主要原料,化纖則是紡織業(yè)的重要原料。精對苯二甲酸還是生產(chǎn)聚酯(PET)切片的原料,以聚酯切片為原料的滌綸纖維在目前化學(xué)纖維中使用量最大。精對苯二甲酸還應(yīng)用于容器、包裝材料、薄膜產(chǎn)品等領(lǐng)域。精對苯二甲酸的應(yīng)用比較集中,世界上90%的精對苯二甲酸用于生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),其余用作聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等其它聚酯樹脂或化學(xué)衍生物的原料。
由于生產(chǎn)精對苯二甲酸(Pure Terephthalic Acid,PTA)的沉淀污泥是生產(chǎn)PTA產(chǎn)生的廢液殘渣,屬于危險廢物。但是現(xiàn)有的PTA殘渣的處理率極低,因此造成大量的廢液殘渣只能進(jìn)行焚燒或直接運(yùn)出填埋,企業(yè)急需能夠?qū)TA污泥減量化、無害化、資源化綜合利用的技術(shù)。
經(jīng)分析,PTA污泥的化學(xué)成分如表1所示,主要成分仍為無機(jī)物,但燒失量較高,說明PTA污泥中有機(jī)質(zhì)含量較高。
表1(%)
采用本發(fā)明提供的技術(shù),可以實現(xiàn)以PTA污泥為主要原料,輔以適當(dāng)?shù)钠渌淞希ň鶠楣腆w廢渣)和少量添加劑,不需添加任何化學(xué)試劑,采用燒成工藝,即可得到堆積密度≤500kg/m3的不同密度等級的超輕陶粒,該超輕陶粒是建筑節(jié)能墻體材料急需的輕質(zhì)骨料,市場前景廣闊。在1150~1200℃燒成溫度時,污泥中的有害重金屬得到固化,表2給出某省建筑工程檢測中心有關(guān)超輕陶粒主要環(huán)保指標(biāo)的檢測結(jié)果。
表2
綜上所述,本發(fā)明完全可以滿足PTA污泥減量化、無害化、資源化綜合利用要求。
3.具體實施方式
以下實施例將對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實施例1
按質(zhì)量百分比,分別稱取工業(yè)污泥、海泥、粉煤灰,按工業(yè)污泥、海泥、粉煤灰按一定的配比混合并攪拌均勻,得生料球,生料球的含水量控制在20%~30%,生料球的直徑小于15mm。生料球在150℃的烘箱中烘干2h,將高溫爐的溫度升至1150~1200℃,將烘干后的生料球放入高溫爐進(jìn)行焙燒,4min后取出冷卻,制得堆積密度≤500kg/m3的不同密度等級的超輕陶粒,該超輕陶粒強(qiáng)度高、吸水率低。混合淤泥根據(jù)陶粒高溫熔脹理論對原材料化學(xué)成分的要求進(jìn)行科學(xué)調(diào)整,補(bǔ)充污泥中某種氧化物成分的不足。選用大理石類石材加工產(chǎn)生的廢石粉。生產(chǎn)過程充分節(jié)能,可采用稻谷加工企業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物谷殼代替優(yōu)質(zhì)煤氣化產(chǎn)生的清潔能源為陶粒煅燒燃料。
實施例2
與實施例1類似,其區(qū)別在于,添加劑采用鐵粉,鐵粉的粒徑≤80目,混合淤泥采用城市附近的江、河、湖、塘、池、溝、渠、水庫、碼頭及水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)的淤泥的混合物,工業(yè)污泥、混合淤泥、鐵粉按質(zhì)量百分比進(jìn)行混合。
實施例3
與實施例1類似,其區(qū)別在于,添加劑采用鐵粉,鐵粉的粒徑為≤80目,按質(zhì)量百分比,工業(yè)污泥、海泥、廢石粉、鐵粉的配比進(jìn)行混合將所得的超輕陶粒進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果如表3所示。
表3
本發(fā)明的主要原輔材料均采用固體廢渣,表4給出所用主輔原材料的化學(xué)成分。混合淤泥根據(jù)陶粒高溫熔脹理論對原材料化學(xué)成分的要求進(jìn)行科學(xué)調(diào)整,補(bǔ)充污泥中某種氧化物成分的不足。選用大理石類石材加工產(chǎn)生的廢石粉,因廢石粉密度大,無塑性,會增加原料塑性造粒的難度,并增加陶粒的密度,一般超輕陶粒生產(chǎn)技術(shù)中不會選用石粉作為原料,本發(fā)明技術(shù)制得陶粒堆積密度可低至(300~350)kg/m3,為提高陶粒強(qiáng)度和密度,有意識地加入大理石類廢石粉,因大理石主要成分是碳酸鈣,碳酸鈣在900~1000℃會分解產(chǎn)生CO2氣體,在減輕石粉重量得同時,還能幫助陶粒膨脹。因此,本發(fā)明不宜使用花崗巖類廢石粉。
表4(%)[科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]林云琴,周少奇.我國污泥處理、處置與利用現(xiàn)狀,能源環(huán)境保護(hù),2004,18(6):15-18.
現(xiàn)代社會工業(yè)迅猛發(fā)展,工業(yè)用水量和廢水量急劇增加,水資源情況日趨緊張,這已經(jīng)成為世界各國共同面臨的問題。中國是世界上13個貧水國之一,人均水資源是世界平均水平的1/4。據(jù)統(tǒng)計,中國有400個城市常年供水不足,其中有110個城市嚴(yán)重缺水,由于缺水每年影響工業(yè)產(chǎn)值2000多億元。然而,中國污水中水利用率在15%左右,而污水再生利用量/污水排放量的比率僅為5%左右。在水資源緊缺的現(xiàn)實下,將污水進(jìn)行深度處理后作為再生資源是必然的發(fā)展趨勢,污水資源化利用技術(shù)的推廣應(yīng)用勢在必行。
一、工業(yè)污水處理基本概念
工業(yè)污水污染物可根據(jù)化學(xué)性質(zhì)和物理形態(tài)進(jìn)行不同的分類。按化學(xué)性質(zhì),污水中的污染物質(zhì)可分為無機(jī)性物質(zhì)和有機(jī)性物質(zhì),其化學(xué)元素以炭、氮、磷為主。按物理形態(tài),污水中的污染物質(zhì)可分為固體懸浮物即呈顆粒狀的污染物質(zhì)、膠體污染物質(zhì)和溶解性污染物質(zhì)。
好氧有機(jī)污染物的性質(zhì)穩(wěn)定,在微生物的作用下,借助微生物的新陳代謝功能而降解為無機(jī)物,如二氧化碳、水、硝酸根離子等穩(wěn)定的無機(jī)物。有機(jī)物的種類很多,其共性是在微生物的作用下被降解時,都要消耗水中的溶解氧,所以在工程實際中,采用以下的幾個綜合污染指標(biāo)來表述:生物化學(xué)需氧量或生化需氧量(Bio-chemical Oxygen Demand,BOD)mg/L、化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)mg/L、總有機(jī)碳(Total Organic Carbon)mg/L、總需氧量(Total Oxygen Demand)mg/L。
二、常用的工業(yè)污水處理工藝
不同的工業(yè)污水處理對象,不同的工業(yè)污水處理環(huán)境,將需要有不同的工業(yè)污水處理工藝來處理。因此,在選擇工業(yè)污水處理工藝的時候必需要認(rèn)真考慮當(dāng)?shù)匚鬯那闆r,以及實際的工業(yè)污水處理的環(huán)境。常用的工業(yè)污水處理工藝有以下幾種。
1.傳統(tǒng)活性污泥法。活性污泥的基本性質(zhì)① 物理性能:“菌膠團(tuán)”、“生物絮凝體”:顏色:褐色、(土)黃色、鐵紅色;氣味:泥土味(城市污水);比重:略大于1,(1.002~1.006);粒徑:0.02~0.2 mm;比表面積:20~100cm2/ml。② 生化性能:活性污泥的含水率:99.2~99.8%;固體物質(zhì)的組成:活細(xì)胞(Ma)、微生物內(nèi)源代謝的殘留物(Me)、吸附的原廢水中難于生物降解的有機(jī)物(Mi)、無機(jī)物質(zhì)(Mii)。
其工業(yè)污水處理的關(guān)鍵組成部分為沼氣池與沉淀池,主要處理部分關(guān)系框圖如圖(1)所示。
污水中的有機(jī)物在曝氣池停留的過程中,曝氣池中的微生物吸附污水中的大部分有機(jī)物,并且在曝氣池中被氧化成無機(jī)物,然后在沉淀池中經(jīng)過沉淀后的部分活性泥需要回流到曝氣池中。該工藝的優(yōu)點(diǎn)有:有機(jī)物去除率高,污泥負(fù)荷高,池的容積小,耗電省,運(yùn)行成本低。該工藝也有普通曝氣池占地多,建設(shè)投資大,滿足國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)指標(biāo)范圍小等缺點(diǎn)。
2.A/O法。A/O法是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種工業(yè)污水處理工藝,其中A代表Anoxic(缺氧的),O代表Oxic(好氧的)。A/O法是一種缺氧――好氧生物工業(yè)污水處理工藝。該工藝通過增加好氧池與缺氧池所形成的硝化――反硝化反應(yīng)系統(tǒng),很好的處理了污水中的氮含量,具有明顯的脫氮效果。但是此硝化――反硝化反應(yīng)系統(tǒng)對該工藝提出了更高的管理要求。其工藝流程圖如圖2所示:
3.A2/O法。A2/O法也是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種工業(yè)污水處理工藝,其中A2,即A-A,前一個A代表Anaerobic(厭氧的),后一個A代表Anoxic(缺氧的);O代表(好氧的)。A2/O是一種厭氧―缺氧―好氧工業(yè)污水處理工藝。A2O法的除磷脫氮效果非常好,非常適合用于對除磷脫氮有要求的工業(yè)污水處理。因此,在對除磷脫氮有特別要求的城市工業(yè)污水處理廠,一般首選A2/O工藝。其工藝流程圖如圖3所示。
4.A/B法。A/B法是吸附生物降解法的簡稱,該工藝沒有初沉淀,將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段,并分別有獨(dú)立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。AB法工藝較適合于污水濃度高,具有污泥消化等后續(xù)處理設(shè)施的大中規(guī)模的城市工業(yè)污水處理廠,且有明顯的節(jié)能效果,而對于有脫氮要求的城市工業(yè)污水處理廠,一般不宜采用。
5.SBR法。SBR法是歇式活性污泥法的簡稱。SBR法與傳統(tǒng)的水處理工藝的最大區(qū)別在于它是以時間順序來分割流程各單元,以時間分割操作代替空間分割操作,非穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)代替生化反應(yīng),靜置理想沉淀代替動態(tài)沉淀等。
三、工業(yè)污水處理系統(tǒng)的構(gòu)建
1.工業(yè)污水處理硬件系統(tǒng)
工業(yè)污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,設(shè)備較多,在氧化溝中其控制過程及原理大致相同,都是通過控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)污水中的含氧量,其基本組成如圖4所示。
1.1進(jìn)水系統(tǒng)
進(jìn)水系統(tǒng)主要有進(jìn)水管道和進(jìn)水泵房組成,進(jìn)水管道主要由粗格柵機(jī)和清污機(jī)組成,進(jìn)水泵房主要有兩臺潛水泵組成。進(jìn)水管道的主要功能是將污水中的大塊物體排除,其中的粗格柵是根據(jù)程序設(shè)定的時間進(jìn)行間歇工作,而清污機(jī)的運(yùn)行和停止是根據(jù)粗格柵兩側(cè)的液位差來決定的。進(jìn)水泵房中的潛水泵運(yùn)行及停止是通過安裝在泵房內(nèi)的液位傳感器來決定的。
1.2除砂系統(tǒng)
除砂系統(tǒng)主要由細(xì)格柵系統(tǒng)和沉砂池組成,細(xì)格柵系統(tǒng)是由細(xì)格柵機(jī)和轉(zhuǎn)鼓清污機(jī)組成,沉砂池的主要設(shè)備是分離機(jī)。細(xì)格柵系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)一步凈化污水中的顆粒物體,將污水中細(xì)小的沙粒濾除。沉砂池中分離機(jī)的運(yùn)行和后續(xù)處理中的轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的運(yùn)行同步,即啟動轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)的時候同時啟動分離機(jī),對沉砂池中的沙粒進(jìn)行排除。
1.3氧化溝系統(tǒng)
氧化溝系統(tǒng)由氧化溝和污泥回流系統(tǒng)構(gòu)成,氧化溝是工業(yè)污水處理系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié),因此控制量較多,控制過程叫復(fù)雜,包括轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)和潛水?dāng)嚢铏C(jī),污水回流系統(tǒng)主要有污泥回流泵構(gòu)成。氧化溝的功能是對污水進(jìn)行生化處理,分解污水中的有害物質(zhì),使其達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
1.4沉淀系統(tǒng)
沉淀系統(tǒng)主要設(shè)備為刮泥機(jī),其功能是對進(jìn)行氧化溝處理后的污水進(jìn)行物理沉淀,將污泥和清水分離,刮泥機(jī)在整個系統(tǒng)啟動后就開始持續(xù)運(yùn)行。在該系統(tǒng)中用到一定化學(xué)藥劑主要包括混凝劑、絮凝劑、復(fù)合堿等。
1.5污泥脫水環(huán)節(jié)
污泥脫水系統(tǒng)主要包括離心式脫水機(jī),其主要功能是對氧化池中處理過污水的活性污泥進(jìn)行脫水處理,由于對污水進(jìn)行處理后,活性污泥中有新的微生物及其他雜質(zhì),因此需要先對活性污泥添加一定量的藥物,便于污泥脫水。離心式脫水機(jī)主要有聚合物泵、污泥機(jī)和切割機(jī)構(gòu)成,以上設(shè)備按照順序控制的方式啟動,依次啟動聚合物泵、污泥機(jī)和切割機(jī),完成對污泥的脫水處理。
2.工業(yè)污水處理軟件系統(tǒng)
早期的控制系統(tǒng)多采用繼電器――接觸器控制系統(tǒng),但隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,控制要求的不斷提高,該類控制方法已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)污水處理系統(tǒng)的控制要求,因此已逐漸被淘汰,取而代之的是DCS、現(xiàn)場總線控制、PLC等控制方法。
2.1DCS系統(tǒng)
DCS是集散控制系統(tǒng)的簡稱,又稱為分布式計算機(jī)控制系統(tǒng),是由計算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、測量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相互滲透形成的。由計算機(jī)和現(xiàn)場終端組成,通過網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場控制站、檢測站和操作站、控制站等連接起來,完成分散控制和集中操作、管理的功能,主要是用于各類生產(chǎn)過程,可提高生產(chǎn)自動化水平和管理水平。
2.2現(xiàn)場總線控制系DCS系統(tǒng)
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是由DCS和PLC發(fā)展而來的,是基于現(xiàn)場總線的自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照公開、規(guī)范的通信協(xié)議在智能設(shè)備之間,以及智能設(shè)備與計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換,從而實現(xiàn)控制與管理一體化的自動控制系統(tǒng)。
2.3PLC系統(tǒng)
PLC是可編程邏輯控制器的簡稱,用它作為處理系統(tǒng)的控制器,實現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能要求,也可利用計算機(jī)作為其上位機(jī),通過網(wǎng)絡(luò)連接PLC,對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時監(jiān)控。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號: U664.9+2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
引言:
我國城市污水處理廠和工業(yè)污水處理廠站中所用污泥機(jī)械脫水機(jī)的品種名目繁多, 大體有轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī), 板框壓濾機(jī), 又分人工、半自動和自動板框壓濾機(jī)多種, 輥壓轉(zhuǎn)鼓脫水機(jī), 葉片式濾機(jī), 帶式壓濾機(jī), 離心脫水機(jī)等多種。
8 0 年代以來, 由于帶式濾機(jī)有其優(yōu)越性,我國城市和工業(yè)部門紛紛引進(jìn)國外產(chǎn)品, 至1 9 8 5 年前后我國工業(yè)和城市部門消化吸收, 又制造了自己的產(chǎn)品。同時又以日處理1 0t 干污泥( 絕對干的) 量的不同污泥脫水機(jī)。帶式濾機(jī)具有建設(shè)投資者, 耗用鋼材較少, 裝機(jī)動力容量少等特點(diǎn), 并且使用穩(wěn)定,污泥脫水處理成本較低等優(yōu)點(diǎn), 目前在城市和工業(yè)污水處理中的污泥脫水中廣為應(yīng)用, 另外, 離心脫水機(jī)也有體積小, 建筑面積小, 投資低等優(yōu)點(diǎn), 估計今后會在應(yīng)用中顯示其優(yōu)越性, 但目前尚處于研制階段。
污泥機(jī)械脫水的難點(diǎn)
初始污泥的含水率一般在96%~ 98%, 剩余活性污泥的含水率在99. 5%~ 99. 8%, 其水分一般由表面吸附水、間隙水、毛細(xì)結(jié)合水和內(nèi)部結(jié)合水組成[9] 。經(jīng)過濃縮作用和機(jī)械脫水后, 污泥的含水率仍高達(dá)70%~ 80%, 解決不了污泥干化時消耗大量能量的問題。國內(nèi)外學(xué)者針對污泥脫水后含水率仍較高這一問題進(jìn)行了大量研究, 田禹等通過真空過濾法測量比阻發(fā)現(xiàn), 當(dāng)污泥的含水率小于97%后, 污泥的比阻顯著增大; 何培培等對污泥進(jìn)行水解酸化實驗、超聲波法和離心法研究, 結(jié)果表明污泥的脫水性能受到污泥黏液層的可溶性蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)多糖影響; 董輝等認(rèn)為污泥的顆粒大小會影響污泥的脫水性能; Houg hton 等的實驗研究表明一定含量的胞外聚合物( EPS) 能提高污泥的脫水性能; U rbain 等的研究結(jié)果表明EPS 的含量與污泥的容積指數(shù)成正比; 而Pox on 等的研究則表明EPS 對脫水性的影響并不明顯; 倪丙杰等認(rèn)為當(dāng)EPS 中的碳水化合物和蛋白質(zhì)質(zhì)量增加時, 污泥脫水性能變好, 但隨著類脂的增加, 脫水性能變差。
上述研究結(jié)果表明當(dāng)污泥的含水率較低時, 污泥中的固體物質(zhì)可能會吸附在一起, 使其中的內(nèi)部結(jié)合水的量變多,同時固體顆粒變大, 影響到污泥的過濾; 污泥中的有機(jī)物和微生物含量也會影響污泥的脫水, 當(dāng)有機(jī)物含量較多時, 微生物的生長繁殖迅速, 胞外聚合物的含量增加。由于胞外聚合物是菌膠團(tuán)之間連接的媒介, EPS 含量的增加使得菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定, 而菌膠團(tuán)是污泥網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ), 也就是使得污泥的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定, 其中包含的水量增多, 并且較難脫去, 造成濃縮作用和機(jī)械脫水只能去除部分間隙水、表面吸附水和毛細(xì)結(jié)合水, 造成處理后的污泥含水率仍然較高, 因此污泥機(jī)械脫水的難點(diǎn)在于如何去除其余的毛細(xì)結(jié)合水和內(nèi)部結(jié)合水。
機(jī)械脫水前處理方法
針對污泥的部分結(jié)合水較難用機(jī)械方法脫去這一難題,國內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過大量的試驗和研究, 提出了以下幾種提高污泥機(jī)械脫水性能的前處理方法, 具體包括: 物理法、化學(xué)法、生物法。
1.物理法
物理法主要是通過物理的方法改變污泥的結(jié)構(gòu)或者破壞污泥中微生物細(xì)胞, 降低污泥與水的結(jié)合作用, 從而釋放出部分內(nèi)部結(jié)合水。傳統(tǒng)的物理法包括: 添加粉煤灰等物質(zhì)、熱處理法、冷凍法等。由于傳統(tǒng)方法的技術(shù)比較成熟,在此就不做介紹了, 本文主要介紹幾種新興的方法, 如磁場法和超聲波法。
超聲波能在一定程度上有利于污泥的脫水是因為超聲波使污泥中的菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和微生物的細(xì)胞膜破壞, 改變了污泥的結(jié)構(gòu), 同時污泥中的內(nèi)部結(jié)合水和吸附水變成自由水, 從而使得污泥的脫水性能有了很大的提高; 但是高強(qiáng)度、長時間的超聲波處理可能會完全破壞菌膠團(tuán)的結(jié)構(gòu), 使微生物中的黏性物質(zhì)流到污泥中, 增加了其黏性, 還可能使污泥顆粒的比表面積過大, 吸附水量變多, 進(jìn)而惡化了污泥的脫水性能。因此, 在實際應(yīng)用過程中應(yīng)選用適宜的超聲條件, 如在低強(qiáng)度、短時間的超聲處理下進(jìn)行。
2.化學(xué)法
化學(xué)法主要是通過向污泥中添加絮凝劑改變污泥的絮凝特性來影響污泥的脫水性能, 化學(xué)絮凝劑按照試劑的化學(xué)組成可分為無機(jī)和有機(jī)絮凝劑; 按分子量的大小可分為普通絮凝劑和高分子絮凝劑, 其作用機(jī)理主要有壓縮雙電層、吸附架橋、網(wǎng)捕和卷掃作用。
當(dāng)單獨(dú)使用普通無機(jī)絮凝劑時, 污泥的絮凝效果不好且成本較高, 所以目前對無機(jī)絮凝劑的研究主要集中在聚復(fù)合鐵鹽、聚復(fù)合鋁鹽、聚復(fù)合鐵鋁鹽等高分子無機(jī)絮凝劑上。文獻(xiàn)[ 22- 24] 的研究結(jié)果表明, 使用鋁鹽、鐵鹽單獨(dú)聚合或者不同陽離子之間聚合得到無機(jī)絮凝劑能提高污泥的過濾脫水性能。對于有機(jī)絮凝劑而言, 雖然合成高分子絮凝劑的絮凝效果較好, 但在使用后不易被微生物降解, 為污泥的后續(xù)處理帶來困難, 因此, 部分學(xué)者把研究重點(diǎn)放在了改性天然高分子絮凝劑的研究中, Ca ldwel[ 25] 最早用陽離子淀粉和正磷酸通過熱反應(yīng)得到兩性型改性淀粉天然高分子絮凝劑, 國內(nèi)對此研究的起步較晚, 主要集中在對淀粉、木質(zhì)素、殼聚糖的改性研究上。文獻(xiàn)[ 26- 28] 主要介紹了我國改性天然高分子在非離子型、陽離子型、陰離子型和兩性離子型上的發(fā)展, 從中可以得出改性天然高分子絮凝劑的研究重點(diǎn)是陽離子型和兩性離子型絮凝劑。
3. 生物法
生物法主要是利用某些微生物的代謝產(chǎn)物能產(chǎn)生高效絮凝作用或者利用微生物的還原作用。國內(nèi)外現(xiàn)在對生物法的研究主要包括向污泥中加入微生物絮凝劑、生物瀝浸等。
結(jié)束語:
污泥機(jī)械脫水前處理方法能改善污泥的脫水性能, 決定了它在污泥機(jī)械脫水中具有十分重要的地位, 尤其物理法和生物法能使污泥的含水率降到45%~ 65% 左右, 并且不會造成二次污染, 使得它們成為污泥機(jī)械脫水前處理中較好的方法。然而, 仍有許多方面需進(jìn)一步研究。
1.�磁場法和超聲波法研究重點(diǎn)應(yīng)集中在作用時間和作用強(qiáng)度的選擇上, 其中磁場法應(yīng)在低電磁強(qiáng)度、長時間的磁場處理條件下進(jìn)行; 超聲波法則在低強(qiáng)度、短時間的超聲處理條件下進(jìn)行。
2.�微生物絮凝劑法的研究重點(diǎn)應(yīng)集中在新的絮凝劑菌種培養(yǎng)及菌種培養(yǎng)條件優(yōu)化上; 生物瀝浸的作用機(jī)理尚未明確,應(yīng)著重研究其作用機(jī)理, 同時還應(yīng)開發(fā)新的生物前處理方法。
3.�污泥的機(jī)械脫水是一個復(fù)雜的過程, 影響其脫水過程的因素很多, 如pH 值、有機(jī)物含量、粒徑分布、含水率等, 這些因素之間相互影響, 使得單一使用某一種方法, 很可能達(dá)不到理想的效果, 所以未來的發(fā)展方向是各種方法之間的聯(lián)用,以達(dá)到最好的脫水效果。
參考文獻(xiàn):
污水處理廠污泥是沉積物的城市生活污水和工業(yè)廢水的凈化過程中產(chǎn)生的水,是一種危險固體廢物。如果不能得到徹底的治療和控制,會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。如何進(jìn)行污泥的處理處置已成為城市經(jīng)濟(jì)環(huán)境世界面臨的問題。目前,全省100個城市污水處理廠,日處理規(guī)模達(dá)到2835500立方米,產(chǎn)生的污泥量每天約1360噸。雖然濃縮脫水污水處理廠設(shè)施有效果,但仍有大量的污泥處理和處置是不安全的,甚至引起嚴(yán)峻的形勢。本文分析了目前污泥處理處置技術(shù)及發(fā)展趨勢,對城市污水的處理和污泥的處理處置的相關(guān)問題。
1污泥處理處置現(xiàn)狀
在城市污水處理廠運(yùn)行過程中,污水處理主要是通過減少污泥的體積減少來確定的。整個過程單元被稱為污泥處理無害過程。污泥處理包括污泥濃縮、脫水、消化。污泥處理的污泥或污泥產(chǎn)品具有天然的或人工的方法使污泥的最終處置方式,可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定和減少生態(tài)環(huán)境無不良影響。污泥處置,包括土地利用,填埋和焚燒和綜合利用各個方面。
城鎮(zhèn)污水處理廠污泥不僅含水量高,容易腐爛,有強(qiáng)烈的氣味,而且含有大量的病原菌,寄生蟲卵和鉻,汞和其他重金屬,而且含有難以降解的有毒和致癌物質(zhì)。污泥未經(jīng)處理隨意堆放,經(jīng)過雨水的侵蝕和泄漏后,會對地下水的污染,直接危害人體健康。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前,在中國的城市污水處理廠污泥處置是只有約10%通過使用更多的約20%的土地,使用后的垃圾填埋場,用少量的燃燒和建筑材料,如堆肥肥料生產(chǎn)技術(shù),其余大部分隨意外運(yùn),簡單的填埋或堆放,給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。帶來了極不安全的隱患,
污泥污染在中國已成為一個新的環(huán)境問題,值得關(guān)注。城市污泥處理處置主要存在以下問題:一是污泥的廣泛使用以及垃圾填埋處置和堆疊,部分已造成安全隱患,占用土地和垃圾填埋場運(yùn)行困難的生態(tài)問題;二是建設(shè)和經(jīng)營的污水處理資金不足,污水處理費(fèi)不到污泥處置成本的要求;三是建設(shè)和運(yùn)營經(jīng)驗的污泥處理和處置缺乏;四是土地,資金支持,稅收,在政府的支持政策,關(guān)稅焚燒發(fā)電飼料不健全;五是缺乏相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范和專項規(guī)劃的污泥處置。”轉(zhuǎn)移重水輕泥”思想和污染的現(xiàn)象不符合科學(xué)發(fā)展觀的要求。
2種常見的污泥處理技術(shù)
2.1污泥厭氧消化
將污泥轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的有機(jī)物污泥厭氧消化,能夠減少有機(jī)物含量,綜合利用到生產(chǎn)中去。污泥厭氧消化污泥泥可以穩(wěn)定的降低污泥的含水率,提高污泥的脫水效率。厭氧消化污泥在園林綠化,農(nóng)業(yè)用地中廣泛應(yīng)用,按要求無害化處理。國家鼓勵城鎮(zhèn)污水處理廠采用厭氧污泥消化工藝,產(chǎn)生的沼氣應(yīng)綜合利用。根據(jù)《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》(市[ 2000 ] 124)要求:日處理能力100000立方米以上的二級污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥,應(yīng)采用厭氧消化工藝,產(chǎn)生的沼氣應(yīng)綜合利用。目前,厭氧消化在實際工程中的應(yīng)用主要包括污泥厭氧消化,消化和負(fù)荷水平高兩個消化,在全國各種形式的污泥厭氧消化具有大型污水處理廠的規(guī)模化應(yīng)用。
2.2污泥高溫好氧發(fā)酵
污泥高溫好氧發(fā)酵是指通過一些修剪,落葉的輔助作用,花園廢物和稻殼,稻殼,秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物作為高溫好氧發(fā)酵添加填料,細(xì)菌,放線菌,真菌和其他微生物利用廣泛存在于自然界中,具有促進(jìn)污泥穩(wěn)定的腐殖質(zhì)類可生物降解的有機(jī)物微生物改造過程中的控制。污泥有機(jī)物質(zhì)在酶的作用下,能將有機(jī)化合物對土壤腐殖質(zhì)分解為對土壤有益的小分子,如二氧化碳,氨,水和無機(jī)鹽,化學(xué)形態(tài)可以被植物吸收。污泥高溫好氧發(fā)酵分解有機(jī)物,堆體溫度上升,可以達(dá)到50~60℃,將使得病菌、寄生蟲卵被殺。污泥高溫好氧發(fā)酵產(chǎn)品稱為堆肥,也可以用作土壤改良劑和有機(jī)肥的使用。
2.3污泥脫水
污泥脫水的主要是指水的吸附污泥,細(xì)胞內(nèi)的毛細(xì)水和水分離。一般大中型污水處理廠采用機(jī)械脫水。污泥脫水機(jī)械主要包括:真空過濾脫水,壓濾機(jī),離心脫水。脫水后的污泥的體積大大減少,降低了污泥處理和處置的難度。近年來,污泥脫水技術(shù)有了很大的發(fā)展,技術(shù)上的突破,重點(diǎn)在脫水器脫水機(jī)設(shè)備的改進(jìn)對研發(fā)。
3種常用的污泥處置技術(shù)
3.1的污泥土地利用
污泥土地利用是土地上的污泥分布,利用有機(jī)物和營養(yǎng)物質(zhì)的污水污泥改良土壤質(zhì)量的處理方法。污水污泥的土地利用方式,包括城市園林綠化,土地改良和農(nóng)業(yè)利用。從目前的趨勢來看,污水污泥土地利用是未來的必然發(fā)展方向,污泥中的有機(jī)物可以被添加到土壤中,能消耗更少的能量。但我國目前的情況來看,仍存在許多問題,其中一個最重要的問題是工業(yè)廢水處理,雖然工業(yè)廢水的處理有許多嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),但一些不規(guī)范操作導(dǎo)致的廢水,廢水處理,污水進(jìn)入市政污水中重金屬含量超標(biāo),從而制約土地利用的可能性。
3.2建筑材料中污泥綜合利用
污泥建筑材料綜合利用技術(shù)的研究和應(yīng)用已成為熱點(diǎn)。污泥建筑材料綜合利用是指以無機(jī)污泥處理,用于水泥添加劑,制磚,輕質(zhì)骨料和路基材料。
3.3污泥填埋
污泥填埋場主要是污泥填埋和城市垃圾,工業(yè)垃圾填埋場。處理方法簡單,成本低廉。然而,污泥填埋的影響,也受土地的制約以及污泥的過程中產(chǎn)生的垃圾填埋場滲濾液和氣體污染的兩倍。在我國,應(yīng)該是最混合填埋污泥出路,脫水后的污泥含水率一般在75%以上,水分含量通常不能滿足要求的垃圾填埋場,垃圾填埋場是不愿意接受的污泥,污水處理廠的污泥,因此,需要處理被送到垃圾填埋場。
4污泥處理處置技術(shù)
4.1注重技術(shù)研發(fā)的源頭減量
源削減是降低污泥的處理負(fù)荷的前提下,污泥減量預(yù)計將在城市污水處理過程中的一個未來的研究方向。同時,如污泥微生物的分離狀態(tài)的水減少污泥減量污泥的含水率的細(xì)胞壁的破壞也將是一個新的具有挑戰(zhàn)性的研究課題。
4.2次突破節(jié)能的技術(shù)壁壘
長期的污水污泥處理與處置的處理被忽視,導(dǎo)致污泥處理處置技術(shù)的發(fā)展。目前高能耗的污泥處理和處置是推廣的制約因素污泥處理處置的規(guī)模效應(yīng)中的應(yīng)用。預(yù)計在未來的污泥處理處置的節(jié)能技術(shù)將有較大突破。
為了防止二次污染,在處理城市污水的污泥處理和處置的各個方面,問題的二次污染有不同程度的重視,現(xiàn)有的技術(shù)和工程應(yīng)用在兩個污染上的重視通常是不夠的。隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,預(yù)計將有兩個污染控制技術(shù)的污泥處理和處置大量的開發(fā)和應(yīng)用,形成二次污染控制技術(shù)和系統(tǒng)的完善與污泥處理處置技術(shù)。
5結(jié)論
中國是以農(nóng)業(yè)為主的發(fā)展中國家,針對污泥處理和處置的特點(diǎn),污泥處理應(yīng)堆肥,土地和資源,根據(jù)實際情況,探討經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)其他的處理方法。但應(yīng)注意,在污水污泥的土地利用方面嚴(yán)格管理,只有符合污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)才可用于農(nóng)作物。
參考文獻(xiàn)
一、分析城市工業(yè)污水處理工藝
當(dāng)前,城市工業(yè)污水的處理工藝主要有傳統(tǒng)的活性污泥法、間歇式活性污泥法、AB工藝、氧化塘污水處理工藝以及A/O工藝。
第一,傳統(tǒng)的活性污泥法。這種方法以活性污泥為主進(jìn)行廢水的處理,主要的特點(diǎn)則是廢水處理的效率較高,這種城市工業(yè)污水處理工藝的工作原理是運(yùn)用物理化學(xué)原理使工業(yè)廢水當(dāng)中的好氧性微生物形成以菌膠團(tuán)為主的微生物群,也具備吸附性強(qiáng)以及氧化的功能。但是這種污水處理工藝的缺點(diǎn)就是建設(shè)的成本比較高,無法大面積的開展污水處理工作。第二,間歇式活性污泥法。這種工藝的特點(diǎn)是設(shè)備比較簡單,管理也非常方便,處理性能相對比較穩(wěn)定,一般是通過在污水排放區(qū)域設(shè)置2個曝氣沉淀池對工業(yè)混合污水進(jìn)行處理。通常,一般處理池的曝氣、沉淀以及排除處理水等工作的周期在6小時左右。第三AB工藝。此種工業(yè)污水處理工藝,也被稱之為吸附生物降解法,這是有著特殊凈化機(jī)制功能的一種污水處理工藝。運(yùn)用AB工藝法進(jìn)行污水處理,工作的主要原理是,把曝氣池劃分成A和B兩段,對污中的物質(zhì)進(jìn)行吸附與氧化處理,實現(xiàn)對污水的有效處理。第四,氧化塘污水處理工藝。此種工藝具有構(gòu)造簡單、凈化率高、方便維護(hù)管理以及建設(shè)成本低等特點(diǎn),在當(dāng)前的污水處理工作當(dāng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。在塘內(nèi)污水長時間的貯存或者緩慢的流動,在大量微生物的代謝活動下使污水當(dāng)中的有機(jī)物降低,實現(xiàn)凈化污水的目的。第五,A/O工藝。此種污水處理工藝,大多在生物除磷脫氮的污水處理工作中應(yīng)用,A/O處理工藝在應(yīng)用當(dāng)中需要有足夠的碳源,并在污水處理的過程當(dāng)中,運(yùn)用好氧硝化實現(xiàn)除磷脫氮,使工業(yè)污水當(dāng)中的有機(jī)物濃度降低。
二、研究城市工業(yè)污水的處理措施
1.工業(yè)污水一級處理
在污水處理方法當(dāng)中,一級處理又被稱之為物理處理以及預(yù)處理。主要是運(yùn)用物理法有效地去除城市污水當(dāng)中的懸浮物、漂浮物等。一級處理后的污水能夠?qū)⒊两岛蟮拇箢w粒懸浮物去除,這種污水處理方法對于城市污水的處理作用非常大,此種方法不僅能夠單獨(dú)地應(yīng)用,還能夠與其他的污水處理工藝配合使用,并作為其他工藝的前期預(yù)處理程序提升污水處理的效果。運(yùn)用此種方法處理后的水能夠作為中水回收并使用,能夠有效緩解城市水資源缺乏問題,還能夠有效地節(jié)約污水處理的費(fèi)用,有著較強(qiáng)的應(yīng)用價值。
2.工業(yè)污水二級處理
(1)運(yùn)用普通活性污泥法。這種方法的主體是曝氣池以及二沉池,還包含了曝氣系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)、剩余污泥排放等。經(jīng)過一級處理之后的污水與活性污泥在曝氣池當(dāng)中融合,也就此形成了混合液。要想讓活性泥接觸到廢水,就要運(yùn)用曝氣池當(dāng)中的曝氣裝置,通過鼓風(fēng)機(jī)帶來的空氣下曝氣混合液。在活性泥的作用下充分地吸附了有機(jī)污染物,在活性泥廢水當(dāng)中的可溶性有機(jī)污染物便被生物群有效分解。經(jīng)過一段時間的沉淀之后,活性泥便與凈化水自然地分解出來。因重力活性泥的濃縮濃度會比較高,二沉池可以充分發(fā)揮其吸刮泥機(jī)的重要作用并回流到污泥集泥池。不間斷的污泥回流過程當(dāng)中,曝氣池和二沉池間的污泥循環(huán)也在不斷地運(yùn)作當(dāng)中,混合液活性泥在這種環(huán)境下會具備較高的濃度,還能夠隨時對來水進(jìn)行處理。
(2)除磷脫氮的活性污泥法。這種方法采用的是UCT工藝,將缺氧區(qū)劃分成兩個區(qū),前邊的缺氧池接受的只是回流污泥,還要保持部分混合液能夠回流到此區(qū)域內(nèi)。其中的一個缺氧池只對回流污泥當(dāng)中的硝酸鹽有一定的要求,另一個缺氧池則接受好氧區(qū)的混合液,并進(jìn)行反硝化作用。不會將過多的硝基鹽帶到厭氧區(qū)是其優(yōu)勢所在。把缺氧、厭氧以及好氧這三種不同微生物菌群有效地融合到一起,能夠?qū)⒂袡C(jī)物有效去除,并可以有效降磷以及脫氮,效果非常顯著。
(3)生物膜法。此法是好氣生物理技術(shù),能夠使固液分離,適應(yīng)性、凈化功能較強(qiáng),而且動力費(fèi)用也比較低,通過生物接觸氧化法與生物轉(zhuǎn)盤法凈化污水當(dāng)中所附著的微生物群,使法水當(dāng)中的污泥量降低。在二級處理過程當(dāng)中,運(yùn)用生物膜法所產(chǎn)生的效果和活性污泥法是相同的,而此方法還具備運(yùn)行穩(wěn)定、占地面積小、搞沖擊性較強(qiáng)、可封閉運(yùn)行以及反硝化力強(qiáng)等多種優(yōu)勢。
(4)氧化塘技術(shù)。此技術(shù)的原理和自然自警過程基本上是一致的,即污水在塘內(nèi)緩慢流動或者停留時,因為微生物所具備的有機(jī)降解以及代謝的作用,可以對有機(jī)物進(jìn)行分解,能夠起到有效凈化污水的作用。氧化塘通常可以劃分為好氧塘、厭氧塘以及兼性塘、曝氣塘等,此種污水處理方法的基建投入非常小,而且后期的運(yùn)行非常穩(wěn)定,維護(hù)的成本也比較低,對于污水處理的效果也非常明顯,能夠?qū)OD和COD有效去除,還可實現(xiàn)降氮以及除磷的目的。
三、對城市水資源加強(qiáng)保護(hù)的有效措施
1.加強(qiáng)污水治療以及資源化利用。污水治理始終都是城市發(fā)展的難題,當(dāng)前城市污水處理主要包括消毒、沉淀、除金屬、除磷以及除氮等,廢水處理的工藝也在不斷地完善。通過對城市污水的處理,將其中的有害物質(zhì)去除,使城市水資源的活度提高,使污水可以重復(fù)循環(huán)的利用起來。尤其是城市的工業(yè)生產(chǎn)方面,必須發(fā)展清潔技術(shù),加強(qiáng)生產(chǎn)工藝的改進(jìn),在提高產(chǎn)量的同時有效地降低對水資源的污染。筆者認(rèn)為,運(yùn)用處理后的污水進(jìn)行農(nóng)田的灌溉是污水資源化非常有效的一個方法,經(jīng)過處理之后的污水,水中各種元素呈現(xiàn)出多樣性,還具備農(nóng)作物生長必須的各種營養(yǎng)物質(zhì),能夠使農(nóng)作物更好的生長。像一些化工生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的污水,可以用來提取市場所需的元素與物質(zhì),在廢水當(dāng)中提取可有效降低生產(chǎn)成本,還能使污水提純,可謂一舉兩得,經(jīng)濟(jì)效益與社會效益共同發(fā)展。城市和農(nóng)村,還要加強(qiáng)污水的集中收集與處理,可選擇適合的地點(diǎn)建造氧化塘進(jìn)行污水的收集與處理,還要加強(qiáng)對污水處理廠的管理工作,重視先進(jìn)污水處理設(shè)備、處理工藝以及處理技術(shù)的引進(jìn),使污水處理廠的污水處理量以及凈化率全面提升。
2.注意節(jié)水以及水資源的循環(huán)利用。就當(dāng)前水資源比較緊張的問題,節(jié)水是非常重要的方法。在日常的生活當(dāng)中,我們既要注意節(jié)約用水,還要注意水資源的重復(fù)利用。例如:工業(yè)生產(chǎn)方面,對水資源沒有嚴(yán)格要求的企業(yè),可以鼓勵其運(yùn)用廢水,使用過后的水還要在經(jīng)過處理之后進(jìn)行再次使用,生活當(dāng)中的洗菜水、洗衣服的水可以用來沖廁所。農(nóng)業(yè)方面可選擇滴灌的方式,將大水漫灌的方式替代,不僅可以使植物的需求得到滿足,也實現(xiàn)了節(jié)約水資源的目的。
3.培養(yǎng)群眾的節(jié)水意識。政府必須通過各種途徑,培養(yǎng)群眾的節(jié)水意識。例如:可以通過戶外廣告牌、電視媒體、報紙、網(wǎng)絡(luò)、宣傳車等多種宣傳方式進(jìn)行節(jié)水知識的宣傳,改變?nèi)藗冋J(rèn)為水是取之不盡,用之不竭的陳舊觀念,還要傳遞正確的水價信息,強(qiáng)化全民的節(jié)水意識。另外,還要逐步建立相應(yīng)的機(jī)制,明確哪個企業(yè)造成的水源污染不僅政府要處罰,還要由其自身投資治理,提升企業(yè)污水治理的積極性,在全社會范圍內(nèi)形成節(jié)水、惜水以及保護(hù)水大環(huán)境。
四、結(jié)語
伴隨社會的發(fā)展,地球資源也逐漸變得枯竭,特別是水資源的匱乏,慢慢地開始對我們的生活造成影響。我國部分地區(qū)出現(xiàn)了水資源缺乏,而水資源充足的城市還有著嚴(yán)重的工業(yè)污染問題。所以,合理選擇工業(yè)污水處理工藝與處理方法,對群眾加強(qiáng)節(jié)水、節(jié)能意識的培養(yǎng),并加強(qiáng)水資源的重復(fù)再利用,可以有效緩解水資源緊缺的問題。
參考文獻(xiàn):
1.引言
隨著我國城市和工業(yè)的快速發(fā)展,工業(yè)污水和生活污水的排放量日益增多,從而導(dǎo)致污水中所產(chǎn)生的污泥量也是不斷地增加,如何有效安全地處理好這些污泥,這是值得我們深入思考的問題。目前污泥處理的常用方法有焚燒、堆肥和填埋,但是這些處理方法的應(yīng)用都會或多或少地受到污泥的高含水率的限制。本文就污泥脫水技術(shù)進(jìn)行研究。
2.污泥分類
2.1初沉池污泥
初沉池污泥源于沉降過程。這些懸浮的顆粒(或大或小的顆粒)可以利用沉淀法分離。初沉池污泥中的揮發(fā)份含量較低(大概在55%到60%之間),易于脫水。該污泥在脫水之前,很容易通過靜態(tài)濃縮,提高原泥濃度,但該污泥容易發(fā)酵。
2.2生物污泥
生物污泥來源于生物法處理的廢水。它是一種含有微生物的混合物,可以通過凈化分離器將微生物和水質(zhì)分離。只有部分生物污泥被送去進(jìn)行脫水處理,其它將被循環(huán)利用,用來保持生化池中的細(xì)菌總量。該污泥脫水能力中等,主要是由其揮發(fā)份含量決定,過高的揮發(fā)份含量不易于泥水分離。
2.3混合污泥
混合污泥是初沉池污泥與生物污泥經(jīng)過混合形成,由于混合污泥的性質(zhì)介于生物污泥與初沉池污泥之間,該類污泥較容易脫水處理。
2.4消化污泥
消化污泥來自于消化處理過程中生物穩(wěn)定步驟。穩(wěn)定步驟是通過生物污泥或者混合污泥來實現(xiàn)的,此過程可在不同的溫度條件下進(jìn)行,也可以在有氧或無氧條件下進(jìn)行(即耗氧菌或者厭氧菌)。在經(jīng)過穩(wěn)定處理后,污泥應(yīng)該具有如下性質(zhì):具有較低的揮發(fā)份含量:揮發(fā)份含量大概占到50%,在消化過程中,污泥出現(xiàn)無機(jī)化現(xiàn)象;固含量大概在20g/L到40g/L之間;具有較好的脫水能力。
2.5礦物污泥
之所以取名為礦物污泥,是由于這種污泥是在礦物處理過程中產(chǎn)生的,如采石廠或者精選礦的過程。礦物污泥的性質(zhì)直接與各種礦物的性質(zhì)有關(guān)(包括粘土),它容易通過重力的作用來進(jìn)行泥水分離。
3.開展污泥脫水技術(shù)的意義
2011年我國污水排放總量已經(jīng)達(dá)到了482.4億噸,其中含有261.3億噸城鎮(zhèn)生活污水,221.1億噸工業(yè)廢水,482.4億噸廢水中COD排放量可以達(dá)到1339.2萬t。如果我們采用生物法來處理65%的污水,那么全國將產(chǎn)生847萬t(干質(zhì)量)污泥(按1t干質(zhì)量污泥=0.38萬t廢水計算)。而我們?nèi)绻僭O(shè)這些污泥中含水量達(dá)到了80%,那么則這些污泥的質(zhì)量可以達(dá)到4233萬噸。污泥的處理如此之大,由此可看出,污水處理廠在處理這些污泥時所面臨的困難。污泥處理處置的成本主要包括填埋費(fèi)用、場外運(yùn)輸費(fèi)用和場內(nèi)傳輸費(fèi)用。
而污泥的量是最能夠影響成本的,如果我們積極開展污泥脫水技術(shù),哪怕只是將含水率降低至一半,那么全國都至少能夠減少一半的運(yùn)輸費(fèi)用和填埋用地費(fèi)用,能夠減少2116萬噸污泥,使得管理成本大幅度降低,所以污泥脫水技術(shù)有著重大的應(yīng)用價值。
4.污泥脫水技術(shù)的應(yīng)用
4.1干化脫水技術(shù)
干化脫水技術(shù)根據(jù)加熱方式和熱能來源的不同,可分為對撞流干燥、紅外輻射干燥、間壁干燥、過熱蒸汽干燥、流化干燥等,是一種能夠有效利用熱能快速蒸發(fā)掉污泥中水分的處理工藝,目前主要采用的是流化床干化。
干化脫水技術(shù)的缺點(diǎn)在于對操作技術(shù)和管理技術(shù)有較高要求,運(yùn)行費(fèi)用高,資金投資大。優(yōu)點(diǎn)在于穩(wěn)定、安全、易控制、占地少,處理過程中產(chǎn)生的氣體不易爆難燃,不易產(chǎn)生沼氣,污泥不易粘結(jié)、性狀穩(wěn)定,干化后污泥體積減小很多,含水率低于10%。適用于集中處理多個中小型污水處理廠污泥,還有那些土地緊張的大型污水處理廠。
4.2Huber SRT工藝
中圖分類號:X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)11-0000-00
我國工業(yè)化進(jìn)程日益加快,工業(yè)用水量也逐年上升。1998年到2008年的10年間,我國工業(yè)污水年排量從400億噸上升到了600多億噸,污泥治理投資占污水處理中資金的的20%-50%。我國目前已投入近百億元用于污水處理,但污水治理的進(jìn)程依然較為緩慢,需要我國各個行業(yè)共同努力,尤其是污水處理行業(yè),應(yīng)當(dāng)注重污水污泥治理中的節(jié)能降耗,真正提高我國用水效率。
造成污水污泥治理效果不顯著的主要原因是處理力度不夠,一些中小企業(yè)缺乏對于污水污泥的治理經(jīng)驗,不僅達(dá)不到污水排放的指標(biāo),而且對于污水污泥的處理過程也缺乏科學(xué)性,處理環(huán)節(jié)能耗過大,時間較長。另外,有些企業(yè)對于污水污泥的處理只注重表面和上級部門的檢查,缺乏對于污水污泥治理的根本理念,安裝的污水污泥處理設(shè)備也沒有得到充分的利用,反而加重了資源的浪費(fèi)。
1 污水治理過程中的節(jié)能降耗
污水治理過程中的主要耗能環(huán)節(jié)是直接能源和間接能源的消耗。直接能耗是指以電能為主的燃料消耗,間接能耗指的是對污水進(jìn)行處理時對生產(chǎn)藥劑的消耗,如氯氣和絮凝劑等。其中,污水治理過程中的能耗重點(diǎn)在于電能,因為電處理污水的所有設(shè)備幾乎都是用電能帶動的,因此要在處理污水的過程中節(jié)能降耗,就要節(jié)約電能。節(jié)約電能主要可以從不同的環(huán)節(jié)進(jìn)行,但總體而言,要根據(jù)不同污水處理廠的具體情況進(jìn)行設(shè)計,做好能源審計工作。審計的內(nèi)容主要就是對污水處理設(shè)備耗電量進(jìn)行檢測,找到耗電量大的設(shè)備,予以更新或檢修,對于污水處理中耗電的環(huán)節(jié)要改進(jìn)操作方法,從技術(shù)和硬件設(shè)施上進(jìn)行節(jié)能降耗。
傳統(tǒng)的污水處理主要以一噸污水耗費(fèi)電量這樣的計算方法來決定其能耗指標(biāo),這種方法沒有充分考慮水質(zhì)、污水處理工藝和各地不同的排放標(biāo)準(zhǔn)等多種因素。對于污水水質(zhì)較差的地區(qū),噸水耗電量往往比一般水質(zhì)的地區(qū)更大。
1.1 根據(jù)地區(qū)不同的污水情況,選擇恰當(dāng)?shù)奈鬯幚砉に?/p>
不同地區(qū)污水情況不同,對于污水的處理工藝要求也因此不同,所以在處理過程中的耗電量區(qū)別也很大,選擇合理恰當(dāng)?shù)奈鬯幚砉に嚕俏鬯?jié)能降耗的初始步驟。要在傳統(tǒng)的原有處理工藝上進(jìn)行改造,取消不必要的工藝,或者利用可利用的環(huán)境進(jìn)行順勢改造,如混合液回流步驟可以取消,還可以通過地勢來降低水的提升高度。另外,從處理污水的機(jī)械設(shè)備方面來講,可以完善鼓風(fēng)曝氣設(shè)備,安裝變頻控制系統(tǒng)等來實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。
比如,采用微孔曝氣裝置比采用中氣泡曝氣裝置要更加省電,因為微孔曝氣裝置可以減小氣泡尺寸,增大表面積,以此來減少風(fēng)量。另外通過安裝變頻控制系統(tǒng),可以在更大范圍內(nèi)產(chǎn)生更高的效率,精度更高。在污水處理過程中逐步采用自動化的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是未來污水處理的發(fā)展趨勢,而自動化的高級階段是全面智能化,可以用于適應(yīng)各種復(fù)雜的污水處理環(huán)境,我國目前還不能達(dá)到智能化的水平,需要建立一套完整的控制體系,使污水處理結(jié)果既能滿足排放要求,又能在處理中達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo),實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。
1.2 探究更多新技術(shù)
要努力突破地區(qū)地理條件和自然環(huán)境的限制,充分利用現(xiàn)有的條件,探究出更多污水處理的新技術(shù)。比如采用新能源作為動力來進(jìn)行污水處理。目前,已經(jīng)投入使用的污水處理廠中有利用開闊地帶,建立太陽能集熱板,利用太陽能作為動力來進(jìn)行污水處理,徹底改變過去大量使用電能處理的狀況。發(fā)達(dá)國家中如日本已經(jīng)出現(xiàn)了這種新能源污水處理廠。但是如何保證太陽能的能量轉(zhuǎn)化效率,確保污水處理能量供應(yīng)的穩(wěn)定性,是在探究新技術(shù)中應(yīng)當(dāng)充分考慮到的問題。
2 污泥治理過程中的節(jié)能降耗
污泥治理是將污水中的沉積物質(zhì)通過濃縮、脫水等無害化的處理,提取污泥中有機(jī)物質(zhì),如磷、氮等,可以再次加以利用,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。污泥處理需要采用一些必要的化學(xué)藥劑。
處理污泥過程中要做到節(jié)能降耗就要首先進(jìn)行工藝改進(jìn),往往采用的是厭氧消化水方法,能夠破壞污泥中固有的顆粒,使有機(jī)物充分釋放。其次,跟污水處理方法一樣,找到新型能源進(jìn)行污泥消化與干燥,太陽能作為一種優(yōu)質(zhì)的能源,能夠為污泥厭氧消化過程提供能量,減少了電能的消耗。
傳統(tǒng)的污泥處理方法很容易造成二次污染,主要是由于使用的絮凝劑等化學(xué)制劑本身具有毒性,在對污泥進(jìn)行填埋后不易降解。而要做到污泥治理過程中的節(jié)能降耗,就要避免在污泥濃縮、脫水過程中造成化學(xué)制劑的二次污染。污泥濃縮處理可以通過重力、離心濃縮等方法進(jìn)行。利用重力進(jìn)行濃縮耗能較少,但是不是普遍通用的方法,經(jīng)過濃縮處理后的污泥體積上會減少近一半以上,含水率也有所下降。經(jīng)過濃縮后的污泥為了方便運(yùn)輸,還要進(jìn)行脫水處理,絕大多數(shù)污水處理廠會采用機(jī)械脫水的方式對污泥進(jìn)行脫水,因為自然干化的方式存在對環(huán)境的污染,而且占地面積較大。經(jīng)過實際處理污泥的經(jīng)驗總結(jié),可以發(fā)現(xiàn)干化床法能耗相對其他方法較低,脫水后的污泥含水率僅有30%—80%,脫水率較高,電耗相對于真空濾機(jī)法或離心法等方法來說很低,是一種值得普遍采用的污泥脫水方法。
污泥經(jīng)過最終處理后主要有三種情況:土地利用、填埋和焚燒。土地利用是將處理后的污泥通過覆蓋、注射等方式使用在土壤中,來提高土壤的有機(jī)物含量,提高土壤肥力。焚燒可以減少污泥體積,減少污泥中有害物質(zhì)的污染。
3 總結(jié)
污水污泥治理能夠解決我國目前城市排污的壓力,同時,利用新工藝、新設(shè)備和新方法可以增加我國環(huán)境治理方面的技術(shù)含量,盡可能地減少環(huán)境污染,并通過回收處理減少能源的消耗,形成一套完整的自然循環(huán)系統(tǒng),為我國經(jīng)濟(jì)社會的全面發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)