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高温热水解预处理技术用于污泥减量化及资源化的应用
更新时间:2016-10-12 来源:《净水技术》 作者:唐霞,肖先念,李碧清,崔静

摘要:该文介绍了高温热水解预处理技术应用于广州市四间污水厂污泥,通过运行调试得到最佳工艺参数。在最优工况下,各厂污泥有机质降解率均达40%以上,水解后污泥经板框压滤脱水含水率稳定在40%以下,污泥残渣用于制作植草砖。

随着中国城市化进程的加快和污水处理率的不断提高,城镇污水处理厂污泥的产量也大幅增加,据统计我国每年产生污泥超过3 000 万t( 以含水率80%计) [1]。污泥的妥善处理已成为中国每个城市所面临的难题,并且成了制约污水处理厂进一步发展的瓶颈[2]。污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化,鼓励回收和利用污泥中的能源和资源[3,4

],在安全、环保和经济的前提下实现

污泥的处理处置和综合利用,以便达到节能减排和发展循环经济的目的。高温热水解预处理技术是通过高温高压热水解及卸压时产生的闪蒸爆破条件,使得污泥中微生物细胞破壁,致其胶体结构溶解、有机质充分释放,黏度大幅降低[5]。由该方法预处理得到的污泥能极大提高后续常规压滤脱水性能或改善厌氧消化性能,提高能源回收效果[6]。同时,由于高温高压对病原菌的杀灭作用,污泥残渣的土地、建材利用安全性能大幅提高。

本研究以“高温热水解预处理+ 板框压滤脱水+ 残渣建材利用”为中试工艺路线,选取广州四间污水厂污泥为研究对象,优化最佳工艺参数,并论证该技术对污泥减量化及资源化的效果。

1 中试试验

1. 1 试验对象

本试验选取了广州市A、B、C、D 四间大型污水厂的污泥,这四间大型污水厂分别处理广州市不同区域污水,具有一定的地域代表性。通过本试验获取达到处理目标( 污泥含水率40% 以下,有机物降解40%) 的工艺条件及处理残渣的理化指标。污泥有机物去除对于污泥减量化及后续处理非常重要,有机物含量降低,其后续脱水性能大大提高,另外有机物含量越低对后续建材利用越有利。处理后的污泥残渣作为原料用于制造植草路面砖,铺设在污水厂内的试验设备附近的地面上,实现污泥的综合处理处置。

1. 2 试验方法

脱水污泥经过一定的配比调和后在反应釜内按一定的工艺条件进行水解反应,反应后物料通过固液分离设备压滤污泥脱水。污泥残渣取样检测含水率,有机物等各项指标。

残渣制砖方法: 泥饼残渣自然干燥后,使用物理方法使之打磨成粉,与一定配比的水泥粉混合并搅拌均匀,浇筑在植草砖专用模具上,经过一定时间的自然凝固后,从模具中取出,自然条件下养护,达到要求强度后铺设在路面上。

2 结果与讨论

2. 1 中试试验装置

本试验在广州市A 污水处理厂内搭建一套污泥水解中试运行装备( 如图1) ,处理规模为1 t /d,运行方式为间歇式。该处理装置由一个高温加热罐( 容积为1. 5 m3 ) 、闪蒸罐( 容积为1. 5 m3 ) 、板框压滤机、控制电柜等组成。其中高温加热罐顶部设置一个进泥口、闪蒸罐顶部设有一个臭气收集管、加热方式为电加热。鉴于成本考虑,本试验采用人工进泥方式,每次进泥为0. 5 t,每天1 次或2 次。污泥进入到高温加热罐,搅拌加热至一定高温后再保持一段时间,然后打开加热罐底部阀门,利用罐内高压将水解污泥压至闪蒸罐内,冷却一段时间后,通过导入泵将冷却污泥泵入板框压滤机压滤,进行污泥脱水减量。

2. 2 系统运行调试

为了获取最佳工艺参数,选取了9 个批次约6t污泥( 含水率为80%) 进行系统调试,调试运行的数据如表1 所示。通过检测污泥处理前后含水率和有机物含量变化来调整系统参数,最终获取系统稳定、高效运行条件下的优化工艺参数,为正式运行奠定必要的研究基础。

版权、出处:《净水技术》

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