摘要:隨著城市的發(fā)展,人們對水的需求越來越大,我國的水處理量也日益增多,由水處理產(chǎn)出的大量污泥如何合理的處置以成為了全世界重要的問題之一,本文簡單地闡述了幾種近現(xiàn)代使用較多的城市污泥處理方法以及污泥處理發(fā)展現(xiàn)狀。
關(guān)鍵詞:城市污泥;生物處理;發(fā)展現(xiàn)狀
隨著水處理工程的增加,大量產(chǎn)生的污泥已成為嚴(yán)重的環(huán)境和安全問題,污泥中的有毒有害物質(zhì),以及由此產(chǎn)生的臭氣和有機(jī)污染已經(jīng)成為城市環(huán)境衛(wèi)生的一大公害。在污泥處理過程中,污泥微生物細(xì)胞內(nèi)含物的釋放是重要步驟。為了提高污泥中有機(jī)質(zhì)的融出率,縮短污泥水解時(shí)間,污泥預(yù)處理技術(shù)已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。污泥預(yù)處理的目的是破壞污泥的結(jié)構(gòu)及細(xì)顆粒物質(zhì)使其為易降解的物質(zhì),這樣不僅能夠促進(jìn)系統(tǒng)微生物的隱性生長而減少污泥產(chǎn)量,而且也可將胞內(nèi)釋放出的有機(jī)物作為碳源加以利用,改善脫氮除磷的效果,實(shí)現(xiàn)污泥的減量化與資源化。污泥生物技術(shù)作為污泥處理的一類新技術(shù),具有處理成本低、處理效果好、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為污泥處理行業(yè)的新熱點(diǎn)。目前,已有很多學(xué)者對污泥生物處理技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。
1 傳統(tǒng)污泥處置方法
傳統(tǒng)的污泥處理方法主要有污泥機(jī)械濃縮脫水、海洋投棄、污泥填埋、污泥焚燒這幾種。
1.1污泥機(jī)械濃縮脫水
污泥機(jī)械濃縮脫水的方法主要有離心法、壓濾法和真空吸濾法等。其基本原理大致相同,是以過濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動力,使污泥中的水分被強(qiáng)制通過過濾介質(zhì),固體顆粒被介質(zhì)截留形成濾餅,以達(dá)到濃縮脫水的目的。其推動力主要有四種:(1)依靠污泥本身厚度的靜壓力(如干化場);(2)在過濾介質(zhì)的一面造成負(fù)壓(如真空吸濾);(3)加壓污泥把水分壓過介質(zhì)(如壓濾);(4)造成離心力(如離心機(jī))。
1.2 海洋投棄
在早期,曾使用過海洋投棄的方法來處理污泥,但基于種種原因,現(xiàn)如今污泥的海洋棄置已被國際公約所禁止。
1.3 污泥填埋
傳統(tǒng)的污泥填埋法是利用坑、塘和洼池等,將污泥進(jìn)行集中的堆置處理,如果不加掩蓋,則容易污染水源和大氣,這樣的做法是不提倡的。正規(guī)的填埋工藝必須按照一定的工程技術(shù)規(guī)范和衛(wèi)生要求來進(jìn)行污泥填埋,并對可能有的滲濾液采取收集和其他處理措施,使污泥能夠得到得到妥善的處置,并防止其對周邊的環(huán)境產(chǎn)生污染和危害。
1.4 污泥焚燒
污泥焚燒是利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥,再用高溫氧化污泥中的有機(jī)物,使污泥成為少量灰燼。焚燒處理能極大限度地減少污泥體積,這種處理方式在國內(nèi)外被廣泛地應(yīng)用。但也存在著許多缺陷,例如污泥的含水率高,在我國,處理污泥常用的是帶式壓濾機(jī)、廂式壓濾機(jī)等處理設(shè)備進(jìn)行脫水,產(chǎn)出污泥的含水率一般在60%-80%,高含水率增加了污泥焚燒的難度,并且這些熱能難以得到充分的使用。此外,污泥焚燒會產(chǎn)生大量的尾氣也是一大問題,現(xiàn)如今大氣污染問題也日益嚴(yán)重,如果污泥無法均勻燃燒,又沒有響應(yīng)的尾氣回收裝置,則污泥焚燒會帶來巨大的二次污染。
2 污泥生物處理現(xiàn)狀
污泥生物處理屬于污泥處理的一類新技術(shù),具有諸多優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為污泥處理行業(yè)的新熱點(diǎn),本文主要介紹以下幾種方法。
2.1 污泥堆肥
堆肥是在一定條件下通過微生物的作用,使有機(jī)物不斷被降解和穩(wěn)定,并生產(chǎn)出一種適宜于土地利用的產(chǎn)品的過程。堆肥一般可分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。好養(yǎng)堆肥是在有氧的情況下有機(jī)物料的分解過程,其代謝產(chǎn)物主要是二氧化碳、水和熱;厭氧堆肥是在無氧條件下有機(jī)物料的分解,厭氧分解最后的產(chǎn)物是甲烷、二氧化碳和許多低分子量的中間產(chǎn)物,如有機(jī)酸等,由于厭氧堆肥產(chǎn)能效率低且易產(chǎn)出一些具有難聞性味道的氣體,故目前污泥堆肥大多數(shù)采用的都是好氧堆肥的方法。與其他處理方法相比(如填埋、焚燒),污泥堆肥具有建設(shè)投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),而且產(chǎn)出的肥料對我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展也有重要的意義,十分適合我國的國情。
2.2 生物干化
生物干化法是指在生物活動產(chǎn)生的較高溫度條件下,對脫水污泥中的有機(jī)物進(jìn)行生物降解,同時(shí)加快污泥中的水分散失,最終生成具有較低含水率的干化污泥。生物干化法最顯著的特點(diǎn)在于無需外加熱源,可直接利用微生物的高溫好氧發(fā)酵過程中的有機(jī)物降解所產(chǎn)生的生物能,再加以通風(fēng)來促進(jìn)水分的蒸發(fā)去除,從而實(shí)現(xiàn)快速干化的目的。生物干化法產(chǎn)出的干化產(chǎn)品在土地的綜合利用上也有重要的意義,因而也具有廣闊的發(fā)展前景。
2.3 厭氧消化技術(shù)
厭氧消化技術(shù)現(xiàn)如今在全世界各地均有廣泛的使用,厭氧消化是在厭氧的條件下,利用兼性厭氧和專性厭氧微生物群體將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過程。厭氧消化技術(shù)無需攪拌和供氧,動力消耗少,并且能產(chǎn)生大量含有甲烷的沼氣,是非常清潔的能源,可用于發(fā)電或直接作為燃料使用,具有良好的發(fā)展前景。但污泥的厭氧消化技術(shù)的缺點(diǎn)是反應(yīng)器的體積過大和并且停留時(shí)間過長,因而如何高效地進(jìn)行是如何更好發(fā)展厭氧消化技術(shù)的一大難題。此外,厭氧微生物對溫度的要求比較高,對溫度變化和毒物的影響十分敏感,一旦遭到破壞,則需要較長的恢復(fù)期來恢復(fù)。
2.4 生物瀝浸
生物瀝浸也稱生物淋濾或生物瀝濾,是近年來剛剛興起的一種非常有前景的金屬浸提技術(shù)。即利用氧化亞鐵硫桿菌或氧化硫硫桿菌等嗜酸性硫桿菌來進(jìn)行生物氧化,以生成的硫酸為介質(zhì)將難溶性金屬變?yōu)榭扇芙饘倭蛩猁},再進(jìn)行固液分離。與傳統(tǒng)的污泥處理技術(shù)相比,生物瀝浸技術(shù)具有諸多應(yīng)用優(yōu)勢:(1)生物瀝浸法能改善污泥的脫水性能。用常規(guī)的方法直接將污泥脫水到80%以下具有較大的困難,但是利用生物瀝浸技術(shù)來處理污泥,無需額外添加任何絮凝劑,產(chǎn)出的污泥含水率即可達(dá)到60%以下。(2)采用生物瀝浸處理的污泥利用價(jià)值更高。生物瀝浸技術(shù)不僅能做到除臭、除菌,還能對污泥中的一些病原體、有害菌、病毒起到殺菌作用。(3)該法運(yùn)行成本低,對重金屬的去除效果好,適用于含銅、鉻、鉛等重金屬的污泥處理。
3 小結(jié)
盡管污泥有諸多危害并且難以處理,但隨著科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步,研究人員終將會研發(fā)出新的處理技術(shù)來加以處理,更能使污泥變廢為寶,成為能供人們使用的一種資源。
參考文獻(xiàn):
[1]張自杰.排水工程下冊.(第五版).北京:中國建筑工業(yè)出版社.2015年2月
[2]李亞靜.城市污泥生物處理現(xiàn)狀[J].廣東化工,2017,8.
[3]杭世琚,劉旭東,梁 鵬.污泥處理處置的認(rèn)識誤區(qū)與控制對策[J].中國給水排水,2004,20(12).
[4]陳群玉.污泥生物干化研究現(xiàn)狀[J].中國資源綜合利用,2011,2.
[5]桂萌.城市污泥堆肥化處理研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010,10.
[6]張光明,張信芳,張盼月.城市污泥資源化技術(shù)進(jìn)展.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006,34-68.
作者簡介:
陳林豪(1997.3.6-)男,漢族,浙江省溫州市,身份證號:330381199703064134,本科生,研究方向:給排水科學(xué)與工程