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益阳市污泥处理处置工艺技术选择
更新时间:2017-01-01 来源:《中国给水排水》 作者:黎青松,王振江,郭会超,徐玉龙

摘要:根据益阳市的实际情况,以污泥处置方式决定处理工艺为原则,综合分析了调理压榨干化技术和污泥增钙热干化技术,建议采用污泥增钙热干化后进行水泥窑协同处置的污泥处理处置方案,可有效解决益阳市污泥处理处置的问题,并可达到将污泥资源化利用的目的。

益阳市污水处理厂近年来建设进度较快,已形成了一定的规模,污水处理后产生的污泥逐渐成为一个迫切的环境问题。目前,围绕创建国家卫生城市,益阳市提出对于污泥处理处置要达到国家最新标准的要求,为满足新时期益阳市的节能减排目标作贡献。

通过对湖南省多种污泥处理工艺技术的分析比较,提出了当前适合益阳市现状的污泥处理处置技术方案,也为湖南其他地区污泥处理处置方案的选择提供了参考。

1 项目的基本情况

益阳市目前已运营的污水处理厂有三座,分别是团洲污水处理厂、城北污水处理厂和高新区东部新区污水处理厂,规模分别为10 × 104、4 × 104 和3× 104 m3 /d,总处理规模为17 × 104 m3 /d。目前三座污水处理厂污泥处理工艺为浓缩→加药→带式压滤。处理后的污泥含水率约为80%,总的污泥产量约为100 t /d。根据监测结果,益阳市的污泥有机质含量较低( 约40%) ,重金属含量低( 但有工业废水汇入) ,总养分偏低,热值低。

2 污泥处理处置技术的选择

为了促进污水处理的同时妥善处理处置污泥,国家近年来发布了多项相关标准、政策措施。《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南( 试行) 》中规定,根据污泥的性质和当地的条件,污泥处理处置技术应优先采用土地利用(厌氧消化、好氧发酵后进行土地利用) 技术,并因地制宜采用协同焚烧( 水泥窑、热电厂、垃圾焚烧炉) 或建材利用、污泥填埋等技术的污泥处理处置路线[1 ~ 3]。对于益阳市污泥处理处置工艺的选择,应根据实际情况,综合考虑污泥的泥质特征、土地资源及环境背景、可利用的水泥厂或热电厂等工业窑炉、经济社会发展水平等因素,结合可采用的处理技术,因地制宜,并坚持以处置方式决定处理工艺的原则,合理确定益阳市的污泥处理处置方案。

由于益阳市污水厂污泥中有机物比例低、热值不高的特点,因此不宜选择焚烧法作为最终处置方式,同时,虽然污泥的重金属含量低,但是由于有工业废水的混入,同时考虑到销路问题,也不宜采用生物发酵+ 土地利用的方式进行最终处置。根据益阳市水泥窑和填埋场的条件比较成熟,遵循因地制宜和最终处置方式决定处理工艺的原则,对调理压榨干化后填埋处置技术和增钙热干化后水泥窑利用技术两种方案进行比较,以确定适合益阳市污泥处理处置的优化方案。

2. 1 调理压榨干化技术

调理压榨干化技术不依赖外界热能条件,仅通过添加一定药剂改性和机械压滤方式将含水率为97%左右的浓缩污泥一次性降至60% 左右,再经3~ 4 d 的自然风干后含水率可降至40% ~ 50%。污泥在板框压滤前需投加化学改性剂进行调理,采用化学改性剂是该脱水技术的核心。由于专用污泥调理剂的加入,会产生一系列的物理和化学反应,改善脱水性能,使污泥更容易脱水; 同时调整pH 值,降低污染物的生物活性,并固化、稳定污泥中的重金属成分,使其浸出率降低,降低了污泥处理后二次污染的风险。该技术的工艺流程见图1。

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2. 2 污泥增钙热干化技术

污泥增钙热干化技术是通过向80% 含水率的污泥中添加石灰双组分发热剂,利用转鼓式污泥高效干燥系统进行充分的化学反应,在反应大量放热以及pH 值升高等条件下,通过外加热源辅助加热后,达到污泥脱水、干燥、灭菌的目的,处理后污泥含水率一般在60% 以下,堆放风干一段时间后,含水率可降低到15% 以下。该技术的工艺流程如图2所示。

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污泥增钙热干化技术为工信部《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录( 2010 年版) 》中的推荐技术,其主要的运行参数为进泥含水率要求为80%,生石灰活性要好、转鼓反应时间约为8 ~ 10 min。目前,该技术已经在北京、贵阳等地多个项目中得到了成功应用。

2. 3 污泥处理处置技术比选

根据国内出台的相关污泥处理处置政策,在污泥处理处置方案选择时,鼓励优先生物法处理后土地利用,然后其他技术处理后资源化的原则,调理压榨干化后填埋技术和污泥增钙热干化后水泥窑利用技术,均能达到益阳市污泥处理处置的要求。这两种技术的比较见表1。分析表1 可知,调理压榨干化技术虽然可以取得一定的减量化、稳定化及无害化效果,但该工艺占地面积较大,运行能耗相对较高,管理操作也不能实现自动化,其运行过程中产生的臭气也相对分散,难以集中收集处理。污泥增钙热干化的主要优点是能有效地对污泥进行干化,生产过程中通过添加石灰双组分发热剂,使污泥温度迅速上升至100 ℃以上,达到干燥、脱水和杀菌的目的,该工艺运行能耗低,污泥经处理后稳定性好,遇水后泥饼无返溶现象,无论从减量化、资源化还是稳定化角度来讲该方案都能最大限度地满足要求。

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经过上述分析比较,并考虑现有技术经济因素以及已有的工程经验,推荐益阳市污泥处理处置工艺采用污泥增钙热干化技术。石灰干化污泥可以替代水泥熟料生产过程中部分原料和燃料,结合窑温高和晶格固定重金属等特点,是石灰干化技术处理处置的较理想选择[3]。益阳市灰山港镇生产优质石灰和水泥,污泥增钙干化技术中所用的生石灰可以很方便地就近购入,并且当地的水泥企业欢迎和支持利用水泥窑对满足进窑要求的污泥进行协同处置。因此,益阳市污泥处理处置技术采用污泥增钙热干化后进行水泥窑协同处置的方案是较优的选择。

3 结论

根据国家相关政策和标准要求,污泥处理处置技术的选择,应以土地利用为主,对于不适合土地利用的污泥,应着重考虑资源化利用。针对益阳市的实际情况,以处置方式决定处理工艺为原则,建议采用污泥增钙热干化技术。而对于增钙热干化技术,如果不能够将处理后的污泥进行建材利用,只是满足填埋要求后进行垃圾填埋,那么该技术就只能作为过渡性的污泥处理处置技术。因此,污泥处理处置技术的选择,应该根据本地实际情况,经过全方位的调查分析,因地制宜地选择合适的工艺是关键所在。

参考文献:

[1] 张智,李舒扬,周黔生,等. 利用水泥窑协同处置污泥对熟料的影响[J]. 中国给水排水, 2012, 28( 19) : 1 -3,7

[2] 鲍立新,李激,蒋岚岚,等. 城镇污水处理厂剩余污泥处理与处置技术探讨[J]. 中国给水排水,2012,28( 13) : 152 - 156.

[3] 王涛. 污泥石灰干化技术现状及处理处置过程应注意的问题[J]. 给水排水, 2013, 39( 7) : 40 - 44.

版权、出处:《中国给水排水》

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