届上海国际固·废气展

2021年6月2-4日

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污泥处理的3种方式介绍

 
01、污泥稳定的相关名词解释
 
污泥稳定是指通过物理化学和生物过程被气化、污泥中的有机物或挥发物液化、矿化或转变为更加稳定的有机物的过程。其目的是减少各种病原体,消除臭味,抑制减轻或消除腐化的可能性,同时减轻污泥质量。
 
《室外排水设计规范》7.3.1条规定:根据污泥性质、环境要求、工程条件和污泥处置方式,选择经济适用、管理方便的污泥消化工艺,可采取污泥厌氧消化或污泥好氧消化工艺。
 
污泥厌氧消化系统由于投资和运行费用相对较省、工艺条件(污泥温度)稳定、可回收能源(污泥气综合利用)、占地较小等原因,采用比较广泛;但工艺过程的危险性较大。
 
污泥好氧消化系统由于投资和运行费用相对较高、占地面积较大、工艺条件(污泥温度)随气温变化波动较大、冬季运行效果较差、能耗高等原因,采用较少;但好氧消化工艺具有有机物去除率较高、处理后污泥品质好、处理场地环境状况较好、工艺过程没有危险性等优点。污泥好氧消化后,氮的去除率可达60%,磷的去除率可达90%,上清液回流到污水处理系统后,不会增加污水脱氮除磷的负荷。
 
一般在污泥量较少的小型污水处理厂(国外资料报道当污水厂规模小于1.8万m3/d时,好氧消化的投资可能低于厌氧消化),或由于受工业废水的影响,污泥进行厌氧消化有困难时,可采用好氧消化工艺。
 
02、厌氧消化工艺
 
厌氧消化的作用,是为了污泥稳定化、污泥减量化、消化过程能够产生沼气,以利于能源回收。
 
对于厌氧消化的分类,可以分为中温厌氧消化(35±2℃)、高温厌氧消化(55±2℃)。对于厌氧消化工艺流程与系统组成,包括污泥进出料系统、污泥加热系统、消化池搅拌系统及沼气收集、净化利用系统。
 
对于厌氧消化工艺,还需要注意一个热水解预处理技术,该技术的原理是将微生物的细胞膜破坏,经过热水解预处理后的污泥,更加容易被厌氧消化。
 
03、影响厌氧消化工艺的因素
 
对于厌氧消化的影响因素,主要包括以下8个方面:
 
1.温度:按产甲烷菌对温度的适应性,可将其分两类:中温产甲烷菌、高温产甲烷菌,温度在两区之间时,随着温度的上升,反应速度反而降低;
 
2.生物固体平均停留时间(泥龄)与负荷;
 
3.投赔率:每日投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分率。投配率的倒数就是污泥在消化池中停留的时间;
 
4.营养与C/N:厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌将污泥进行厌氧生化处理的工艺。细菌生长所需营养由污泥提供C/N比10~20:1为宜。如C/N太高,合成细胞的氮源不足,消化液缓冲能力低,pH容易降低;C/N太低,氮量过多,pH可能上升,铵盐容易积累,会抑制消化;
 
5.消化过程要控制氮的平衡:理由是虽然厌氧消化过程中硝酸盐可被还原成氮气存在于消化气中,但大部分氮转化为消化液中的NH3,氮量过多,铵盐积累,pH上升抑制消化;
 
6.有毒物质;
 
7.酸碱度和消化液的缓冲作用;
 
8.搅拌、混合。
 
04、污泥厌氧消化技术选择
 
如果污水处理工艺为延时曝气氧化沟,则不宜选择污泥厌氧消化工艺。因为延时曝气使污泥进行了部分自身氧化,从而使剩余污泥已较稳定,没有必要再进行厌氧消化处理。
 
高温消化比中温消化分解速率快,产气速率高,所需要的消化时间短,对寄生虫卵的杀灭率高。但高温消化消耗热量大,能耗高。因此,只有在卫生要求严格,或对污泥气产生量要求较高时才选用。与高温消化相比,中温消化速度稍微慢一些,产气率要低一些,但维持中温消化的能耗较少,整体上能维持在一个较高的消化水平,可保持常年稳定运行。因此多选用中温消化。
 
单级消化对于有机物的分解率可达90%,二级消化产气率一般比单级消化只高约10%,为减少污泥处理总投资,采用一级消化工艺比较好。
 
对于消化池的搅拌方式,多采用的是沼气搅拌和机械搅拌,泵循环搅拌因为耗电量大且搅拌效果不好已较少使用。
 
05、污泥厌氧消化污泥气的处理
 
《室外排水设计规范》7.3.12条规定:污泥气贮罐的容积宜根据产气量和用气量计算确定,缺乏相关资料时,可按6~10h的平均产气量设计。污泥气贮罐内、外壁应采取防腐措施。污泥气管道、污泥气贮罐的设计,应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB50028的规定。
 
7.3.13条规定:污泥气贮罐超压时不得直接向大气排放,应采用污泥气燃烧器燃烧消耗,燃烧器应采用内燃式。污泥气贮罐的出气管上,必须设置回火防止器。
 
7.3.15条规定:根据污泥气的含硫量和用气设备的要求,可设置污泥气脱硫装置。脱硫装置应设在污泥气进入污泥气贮罐之前。为什么要脱硫?主要考虑以下2点:
 
1.防止与水汽形成氢硫酸腐蚀管道及设备。
 
2.防止沼气中的硫在发动机或锅炉内燃烧后转化成SO2污染大气。经调查,有些污水厂由于没有设置污泥气脱硫装置,使污泥气内燃机(用于发电和驱动鼓风机)不能正常运行或影响设备的使用寿命。当污泥气的含硫量高于用气设备的要求时,应当设置污泥气脱硫装置。
 

▲沼气的净化流程
 
沼气水封罐的作用有3点:
 
1.调整和稳定压力;
 
2.与消化池起隔绝作用;
 
3.排除冷凝水。
 
06、好氧发酵
 
对于污泥的好氧消化而言,常考点在于好氧发酵,好氧发酵即为好氧堆肥,需要强调的是,不论污泥厌氧消化还是好氧消化,都需要一定的碱度,但是好氧发酵不需要(别忘记生物脱氮除磷的好氧池同样需要碱度),另外对于好氧发酵还有一点需要注意,那就是作为污泥减量化手段,好氧消化和厌氧消化都应在污泥机械脱水之前,但是好氧发酵作为一个污泥减量化手段是放在机械脱水之后的。
 
好氧发酵通常是指高温好氧发酵,是通过好氧微生物的生物代谢作用,使污泥中的有机物转化为稳定的腐殖质的过程。
 
污泥好氧发酵需要控制的技术指标如下所示。
 

 
污泥好氧发酵共意思类型分为一步发酵工艺和两步发酵工艺,供氧方式有自然通风、强制通风、强制抽风、翻堆、强制通风加翻堆。
 
对于好氧发酵的影响因素主要有以下5点:
 
1.含水率,一般而言,污泥脱水泥饼含水率为80%左右,必须调节到55%~60%方可进入好氧发酵工序。含水率的调节方法有添加干物料、成品回流、热干化、晾晒等。
 
2.C/N:好氧发酵最适宜的C/N比为(25~35):1,而污泥厌氧消化的C/N比为(10~20):1。C/N不在适宜范围内,应通过向脱水污泥中加入含碳较高的物料,如木屑、秸秆粉、落叶等。C/P控制在(70~150):1内。
 
3.pH值:可以用pH值作为发酵熟化与否的控制指标。常用的调理剂有CaCO3、石灰和石膏等。
 
4.温度:温度是反应发酵效果的综合指标,根据卫生学要求,发酵至少要达到55℃,才能杀灭病原菌和寄生虫卵,温度过高(大于70℃)会抑制微生物活性,甚至难以存活;降低发酵产品的质量;温度过低也不利于发酵过程,温度低于20℃,堆肥很慢甚至会停止;发酵温度范围在55~65℃时,发酵综合效果最佳。
5.发酵时间:采用发酵槽系统,一般10~15d。
 
07、本节总结
 
本节主要是以知识选择题考核为主,主要掌握以下几点内容:
 
1.污泥稳定的目的是减少质量;
 
2.厌氧消化可以分为中温厌氧消化(35±2℃)、高温厌氧消化(55±2℃),温度处于两者之间时消化效率低;
 
3.污泥热水解预处理工艺的作用;
 
4.污泥厌氧消化和好氧消化均需要消耗碱度,好氧发酵不需要消耗碱度;
 
5.沼气水封罐的3点作用;
 
6.厌氧消化和好氧消化都在机械脱水之前,好氧发酵在机械脱水之后。
 
来源:北极星环保网 2020-8-17

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