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關于城市污水污泥處理與處置的技術研究與探索

  
評論: 更新日期:2011年09月19日
?? 污泥農(nóng)用從我國具體情況來說是最為可行、最為現(xiàn)實的處置方式。其特點為:
??? (1)可大量處置污泥,原則上只要污泥達到國家有關標準就可用于農(nóng)田;
??? (2)污泥參與農(nóng)田的物質循環(huán)過程,污泥中的氮、磷、鉀、有機質及微量元素是良好的農(nóng)用肥料,對農(nóng)作物有增產(chǎn)作用;
??? (3)污泥中有機質、腐殖質可改善土壤結構,是良好的土壤改良劑;
??? (4)污泥農(nóng)業(yè)利用使生產(chǎn)費用降低,適合我國目前的經(jīng)濟發(fā)展狀況。

??? 污泥農(nóng)用必須注意:
??? (1)嚴格控制污水廠污泥的有毒、有害物質及病原微生物達到國家標準;
??? (2)應該特別注意污泥中重金屬的含量,根據(jù)其土壤背景值等情況,嚴格按照計算得到的污泥施用量進行施用;
??? (3)一般來說某塊農(nóng)田使用污泥數(shù)量有一定限度,當達到這一限度時,污泥的農(nóng)用就應停止一段時間后再繼續(xù)進行;
??? (4)農(nóng)業(yè)利用應在安全施用量之下控制使用,同時整個利用區(qū)應該建立嚴密的使用、管理、監(jiān)測和監(jiān)控體系。關注區(qū)域內(nèi)的土壤、地下水、地表水、作物等等相關因子的狀態(tài)和變化,并根據(jù)發(fā)生的變化作出相應的調整,使得污泥的農(nóng)用更加安全有效,促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
泥高溫堆肥技術,其特點為:
??? (1)自身產(chǎn)生一定的熱量,并且高溫持續(xù)時間長,不需外加熱源,即可達到無害化;
???污 (2)使纖維素這種難于降解的物質分解,使堆肥物料有了較高程度的腐殖化,提高有效養(yǎng)分;
??? (3)基建費用低、容易管理、設備簡單;
??? (4)產(chǎn)品無味無臭、質地疏松、含水率低、容重小、便于運輸施用和后續(xù)加工復混肥(商品肥)。

??? 目前世界各國采用的方法有靜態(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,豎立式多層反應堆肥法以及條形靜態(tài)通風等堆肥工藝,這些方法都在不斷發(fā)展和完善。美國八十年代初開發(fā)了比較完善的貝爾茨維爾好氧堆肥法,主要采用堆底穿孔管道通入空氣的方法,防止臭氣擴散,比較安全衛(wèi)生。美國、德國、荷蘭等發(fā)達國家大多由污水廠出資,國家政府資助交專業(yè)公司承包產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營,堆肥產(chǎn)品作為商品出售。

??? 污泥連續(xù)發(fā)酵工藝利用快速發(fā)酵回轉倉完成中溫、高溫發(fā)酵工藝是目前國際上較為先進也是較為普遍使用的處理方法。它具有高效、防臭、成品質量高的特點。在美國、日本、歐洲廣為采用。例如:日本在1954年建成第一座污泥堆肥中心,到90年代末已建了35座。目前日本最大的堆肥廠在北海道的札幌市,發(fā)酵倉和生產(chǎn)線及袋裝產(chǎn)品很具規(guī)模,而且機械化、自動化程度很高。丹諾(DANO)發(fā)酵器,是一種古老而現(xiàn)代的好氧發(fā)酵設備,開始用于城市垃圾的處理,后來這種方法被引用到污泥處理施用農(nóng)田。丹麥DANO公司的發(fā)酵器轉筒直徑3.5m,長度36m,德國Reinstal公司的發(fā)酵器,直徑3.75m,長度40m,還有直長達4~5m,長度60m以上的,如KM-102A型、KM-101型等。丹諾發(fā)酵倉污泥腐熟周期能達到3個晝夜以內(nèi),污泥的干燥技術常用于污泥焚燒的預處理,這在發(fā)達國家已較普遍。英國萬歷普廠引用了DANO公司的機械堆肥技術年產(chǎn)粉狀4萬噸。美國洛杉磯、佛羅里達、賓夕伐尼亞等地都建有同類的工廠。

??? 我國近幾年在北京、天津、唐山、太原、深圳、大連、石家莊、淄博、秦皇島及俆州等城市,進行污泥高溫堆肥、干燥制肥等方面的研究,取得了工藝技術方面的初步成果。天津市污水處理研究所在紀莊子污水處理廠污泥高溫堆肥的試驗和研究在我國也是進行的大量的工作,探索出一套少加甚至不加調節(jié)劑、工藝簡單、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參數(shù),為生產(chǎn)線的設計與建設提供技術依據(jù)。

??? 將消化污泥或生污泥均勻混合,調至試驗所要求的含水率,裝入堆肥試驗反應器。在反應器內(nèi)的中間位置設置濕度計或熱電偶溫度巡檢儀,適當位置設置取氣測氧裝置,以便隨時測定堆肥物料中濕度變化及O2、CO2含量變化。由轉子流量計控制通風量,使用氣體分析儀測定堆肥層中瞬時氧含量。每天測定溫度3-5次,測定O2、CO2含量2-3次。定時取堆肥物料混合泥樣測定污泥含水率和有機分,待堆肥過程結束時進行堆肥產(chǎn)品全分析,并測定大腸菌值和蛔蟲卵等衛(wèi)生學指標。試驗中主要控制參數(shù)和測定項目如下:進泥含水率的控制。調節(jié)進泥含水率為50%-65%左右,研究不同的污泥干燥方式對堆肥工藝的影響。經(jīng)風干含水率為20%-30%的污泥和脫水泥餅混合堆肥;經(jīng)風干含水率為50%-60%的污泥直接堆肥;經(jīng)堆肥熟化后的產(chǎn)品與脫水污泥混合堆肥。污泥堆肥供氣量的控制。考察供氣量在10-50m3氣/(t·h)范圍內(nèi)對污泥堆肥工藝的影響,研究堆肥工藝的最佳供氣量,根據(jù)堆層溫度確定倒垛頻率和倒垛周期。

??? 在發(fā)酵的過程中,適當?shù)苟饪梢允苟逊饰锪匣旌系酶鼮榫鶆?,堆層表面和死區(qū)中未得到充分分解的有機物得到充分降解,同時倒垛還可以提高堆肥物料的孔隙率,有利于通風供氧。

??? 堆肥的周期即堆肥物料在發(fā)酵裝置內(nèi)的停留時間取決于堆肥產(chǎn)品達到穩(wěn)定化無害化要求所需要的時間,可以用腐熟度的指標確定堆肥周期。通過試驗研究,堆層中的溫度經(jīng)50℃以上高溫持續(xù)5-7d以后,逐步下降40℃以下,堆層中的O2濃度可恢復到20%以上,CO2濃度在1.0%-2.0%以下,耗氧速率顯著降低,達到以上指標后可以認為污泥中可降解的有機物質基本分解完全。
生污泥經(jīng)高溫堆肥處理,各種微生物的數(shù)量都有下降,其中以細菌、放線菌尤為顯著。由此可以認為,隨著毒性有機物濃度的降低,微生物的數(shù)量也隨之下降,即微生物類群的數(shù)量變化與毒性有機物的含量呈正相關關系。消化污泥高溫堆肥整個過程中,發(fā)酵池內(nèi)微生物的數(shù)量變化均呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,即前期(5-15d)較少,中期(0-5d)波動,后期(15-20d)增多;發(fā)酵條件下,細菌、放線菌和霉菌不僅都能生長,而且其數(shù)量變化的規(guī)律也同前述比較趨于一致。因此可以證明,毒性有機物的降解效果是以細菌、放線菌為主的微生物綜合作用結果。另外,還對高溫堆肥處理前后污泥中有機物的毒性進行了研究。

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