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干货!详解9大污泥处理处置工艺!

发布时间:2016-06-21 10:11

污泥生物沥浸技术是源于生物湿法冶金的一个概念,是在含水率97%左右的浓缩污泥中接种复合微生物(由嗜酸性自养菌和嗜酸性异养菌复配而成,其中起主要作用的是嗜酸性硫杆菌),在运行中投加一定少量营养物质,曝气处理约48h,使pH降至2-5(根据重金属是否超标决定pH的下降幅度),完成生物沥浸过程。
原理:
1)污泥脱水:该技术中自养菌个体小、分泌的胞外聚合物(EPS)少,让其代替原污泥中异养菌成为优势菌,使得原污泥中的菌胶团破碎,毛细管水释放,实现污泥脱水。
2)溶出重金属:硫杆菌作用下,污泥pH降低,难溶性金属硫化物或有机结合态金属被氧化,从污泥中溶解进入水相。
3)除臭杀菌:硫杆菌的氧化作用可将致使污泥发臭的硫化氢、氨等氧化,达到除臭;此外低pH和氧化环境,不利于病原菌的生长,具有杀菌作用。
影响因素:
1)  温度:最适温度25-35℃
2)  污泥浓度:含水率最好在97%左右
3)  有毒物质及重金属:不同类型的污泥需对工艺参数进行控制。
针对重金属是否超标,制定有两种工艺路线。针对重金属超标的污泥,需要将pH降低到一定程度,使重金属完全溶出;重金属不超标的污泥,pH降至4-5就可,且不需太长反应时间。
技术优势:
1)创造的低pH环境可高效去除重金属;
2)不需要加任何化学絮凝剂,可直接一步脱水到含水率60%以下,实现深度脱水目标;
3)能明显消除恶臭、除病菌;
4)实现污泥减容;
5)生物沥浸不会损害污泥有机质和NP等养分,由于污泥含有机质高,堆肥后的污泥可用于园林绿化,用作营养土。
通过生物沥浸处理后的污泥含水率降低,有机质含量保持不变,与堆肥结合具有优势。
电渗透污泥高干脱水技术与转鼓式电渗透、传统热干化等相比在脱水性能和能耗上,均具有显著优势。电渗透污泥高干脱水技术采用“板框梯度压榨”与“电渗透”耦合,可将污泥含水率降至40%。
技术原理:将污泥置于平行的电场之间,电场力作用下带负电的污泥颗粒向阳极富集,水向阴极富集;外加机械强烈压榨,实现泥水分离。泥水分离过程中不发生相变。
工艺流程:
可根据业主的不同需求,降至不同含水率,用以焚烧、堆肥及发酵。
优势:
1)技术优势:
(1)减量化:无需投加任何化学药剂,通过电能和机械压榨作用,将泥饼含水率直接降到40%,实现减容70%;
(2)无害化:通过摧毁病原微生物的胞外聚合物,对污泥中的蛔虫卵、病原微生物进行杀灭;
(3)资源化:污泥水分深度脱除,使泥饼的低位热值大幅提高,能够自持焚烧,入炉焚烧可回收一部分正向热能。
2)成本优势:
与一般污泥脱水技术相比,该技术无需添加任何化学药剂,无需热源大大降低能耗,总体大大降低了处理成本。
好氧发酵技术是在传统堆肥技术的基础上发展而来的,CTB好氧发酵技术以静态发酵为主,辅以动态翻抛。并开发了适用于中小型城市污泥、需求粪便、餐厨垃圾、园林废物和厌氧消化废物的好氧发酵处理一体化设备;其具有运行管理方便、占地面积小、建设周期短的特点。
好氧发酵技术特色:
1)自动化、智能化程度高;
2)工艺过程快速、稳定;
3)好氧发酵效率高,工程占地面积小;
4)无二次环境污染;
5)产品质量稳定,符合国家相关标准;
6)运行成本和能耗低;
7)技术成熟,运行效果稳定。
对直接干化而言,含水率高时不适宜使用带式干燥机,间接干化,干化效率是随污泥干度提升下降的,且存在一个较难处理的粘滞相区间。故将直接干化与间接干化结合,开发了两段式组合工艺,将薄层蒸发器与带式干燥机相结合,实现污泥脱水干化。
分段式污泥干化技术(Innodry 2E)原理:含水率80%的污泥进入内含有刮刀的薄层蒸发器,形成薄层,后经成型机送入带式干燥机。
生物质废物主要成分为水分、细胞物质为主的有机质、无机质等。且不管生物质废物是否得到人为处理,最终都会进入自然环境。因此,如何提取利用有机质,以最小花费将含水率降低是需要考虑的。
水热改性技术原理:将经过简单预脱水含水率80%的市政污泥加入到水热装置的反应釜,在密闭条件下对其加热;当污泥被加热至120℃以上时,其中的微生物细胞开始破碎,胶体开始解体,粘度降低,胞内水、毛细吸附水和表面吸附水大量释放和析出,大量的有机高分子物质从非溶解的固态转化为溶解态或半溶解态而转移到液相。
针对我国污泥情况进一步优化,增加了蒸汽压缩和旋流除砂。蒸汽压缩技术可以保证在有机质含量较低的情况下保证系统的自给自足;旋流除砂可以减轻泥砂对厌氧消化造成的影响。
技术特点:
1)减量化:采用纯物理处理,将污泥的含水率降到50%以下,比传统的机械脱水效率提高50%以上;
2)污泥稳定化、无害化效果明显:最大限度消除了处理过程中的臭味,最终的固体绝无病原体,自然存放不再腐败发臭,卫生安全;
3)污泥资源化效益显著:水热改性处理后的市政污泥再进行厌氧消化,甲烷产生量比不经处理的污泥直接消化增加30%以上,在减少碳排放的同时产生了可观的经济效益。
污泥与餐厨垃圾二合一处理优势:
1)可以利用成分的互补性,有利于处理系统的稳定运行;
2)最大限度的减少进料的波动对处理系统运行的影响;
3)整合系统资源,提高设备利用率,节约投资。
在资源约束趋紧的大形势下,新能源的开发利用受到各方关注,其中的太阳能因其可再生、清洁等特点受追捧,随着其应用的逐渐广泛,将其应用于污泥干化处理中在光照充足、土地资源相对丰富地区也许是一种不错的选择。
太阳能污泥干化技术,是借助传统温室干燥的技术,结合自动化发展应用于污泥处理领域。主要通过太阳能辐射能量和空气非饱和程度将污泥中水分蒸发出来。具有八大核心系统相辅相成,可将污泥含水率由85%干化至含水率20%。由于太阳能有季节差异,因此将太阳能与热泵相结合,可充分发挥两者优点,实现污泥的资源化和减量化。
技术优势:
1)太阳能和中水热能、工业余热等清洁能源与远程自动化技术相结合;
2)80℃低温处理,不产生有害气体;
3)采用等离子活性氧净化除臭(微生物复合除臭)和负离子新风换气技术;
4)节能70%,低碳、环保、运营成本低;
5)全天候连续作业,便于产业化运营。
低温真空脱水成套技术:隔膜板框压滤机基础上的升级,增加了热水循环、真空脱湿、废气净化部分。主要针对难处理的细粒级物料及要求含固率高的物料进行固液分离。将脱水和干化过程集成于一套设备中完成。
历经进料过滤,隔膜压滤、吹气穿流、真空干化四个阶段。其核心是真空干化。
真空干化过程:在滤板内通入90℃左右的热水,通过热传导加热腔室内滤饼,同时开启真空系统。真空泵对腔室进行抽真空使腔室内部形成负压,水的沸点随之降低;滤饼中水分汽化沸腾,以水蒸气形式被真空泵抽出。抽出的蒸汽冷凝后回到污水处理系统。
一般而言干化到含水率30%,干化时间大概需要100min。从进料到卸料干化全过程一个批次大概需要4-5h左右,这个要根据最终出料的含水率来决定。
技术优势:
1)设计领先。将脱水、干化在同一系统中一体化,在污泥脱水机房源头减量最大限度的减少后续运输处置的成本,节约了整体投资。此外,实现了模块化。
2)运行经济。药剂成本低,只需添加少量常规像PAM这类絮凝剂,不需要投加石灰、铁盐等无机添加剂;能源成本低,使用的直接热介质是90℃的热水,对热源要求比较低;维保成本低,滤板的膜片及其他配件可拆卸。
3)安全性。该技术的一亮点,热源采用的是85-90℃的热水,过程是全封闭负压运行,从进料到卸料全过程静止没有磨损、粉尘爆炸的隐患。
污泥热碱水解技术最初定位是从污泥中提取蛋白,因在提取过程中要进行菌胶团及细胞破壁,这一过程恰好实现了污泥的减量、稳定和无害化。
污泥热碱水解技术原理:通过水解药剂、温度和压力的综合作用,对污泥进行水解处理。低温水解,水解后不需加入絮凝剂可直接进板框予以固液分离。使得含水率降到40%以下,有机物消减40-50%、病原菌全部灭活的干化污泥,以及可资源化利用的含蛋白滤液。
三种应用模式:
1)基本模式:脱水污泥经过水解处理和固液分离后,滤液不进行利用回到污水厂处理,只达到污泥的无害、减量和稳定化目标,不进行资源化利用。
2)能源化模式:基本模式之上,把滤液进行消化高效消化产沼,进行能源回收利用。
3)资源化模式:在基本模式之上,把水解滤液浓缩调配为蛋白浓缩液,作为发泡剂、灭火剂和液体有机钙蛋白土壤调理剂的原料进行利用。
技术特点:
1)低温热碱水解,水解后无需加入药剂可直接进行固液分离;
2)工艺简洁,处理时间短,节省占地;
3)系统稳定性高,安全性好;
4)应用模式灵活;
5)投资运行费用低;
6)产物多出路,有高附加值资源化产品产生。
经热碱水解处理后,干化污泥可用作填埋场覆土、绿化土、做建材等,无重金属污染问题时可做成固体有机钙蛋白;水解滤液经调配后成为蛋白浓缩液,可做发泡剂、灭火剂、土壤调理剂等。
在运营成本、系统稳定性方面污泥深度脱水具有一定优势,而做好深度脱水,降低加药量、优化工艺设备是关键。超高压弹性压榨机很好的满足了这两点,具有压力大、效率高的特点,并可作为各种污泥处理工艺路线的配套设备使用。
超高压弹性压榨机工作原理:“板”“框”分离,通过两者间介质的间距变化调节滤室空间,实现污泥脱水。
根据运行及中试数据,对于污泥而言,在毛细吸水时间<500s的情况下,可不对污泥进行调理,实现其含水率降至60%以下。
设备优势:
1)工作效率高,单批次工作时间1-1.5h,处理能力是传统板框的3-4倍;
2)处理成本低,药剂添加量小;
3)滤板压缩比大,使用寿命长,运行维护成本低;
4)设备一体化集成;
5)多种进泥/压泥方式可选。
在进行污泥处理时,市政污泥可经过其自主研发的叠螺式污泥浓缩机之后直接进入超高压弹性压榨机处理,或将含水率80%的污泥稀释后进到超高压弹性压榨机。
关于污泥讨论:
1、污泥压榨实现脱水,压力是机械来实现,效果则要看泥质。
2、污泥最终含水率可到多少?
40%含水率,有机质含量低的可以实现,南北方差异大,也要加无机质进行调理。
3、污泥处理处置没有更好最好,只有最合适,因地制宜最重要。
4、如何更好的进行污泥处理处置?
成本和能耗最低化。水泥污泥协同。
技术上可实现,但都要考虑投资运行成本和维保成本。
污泥最终出路,资源化应该不是根本,循环才是。
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