污泥處理的意義范文
時間：2023-12-26 18:05:36
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篇1
中圖分類號：TU992.3] 文獻標識碼： A 文章編號：
當前，大部分污水污泥處理廠都利用了活性處理技術進行污水污泥處理，這也是當前最為廣泛是用的生物污水污泥處理工藝，而在活性污泥工藝的應用過程中，往往容易出現表面泡沫問題，產生的氣泡會全部覆蓋曝氣池，一旦出現外泄情況，則會造成整體環境以及使用設備的污染，造成發臭、惡化的環境這就為污水污泥處理廠進行實際的運行以及操作帶來了困難，對污水污泥出水水質造成影響，因此，對活性污水污泥處理廠泡沫的產生機制以及處理方法加強研究意義重大。
一、活性污水污泥處理廠生物泡沫的成因分析
污水污泥處理廠實際的生產過程中會產生三種泡沫，一是開始運轉階段產生的泡沫，二是脫氮環節產生的泡沫，三是由于表面活性劑的作用產生的泡沫，第四種就是論文論述的生物泡沫。生物泡沫的形成機理主要包括以下幾部分。
與產生泡沫息息相關的元素，如微生物的形態多呈現出樹枝狀或者絲狀，容易形成網狀結構，這些網狀結構容易捕捉到氣泡或者微粒，保持在水面漂浮的狀態，而被絲狀包圍的氣泡，其表面的張力也不斷增大，則這些氣泡不容易被打破，形成了較為穩定的泡沫；
同生物泡沫有直接聯系的，多是含有脂類相關物質的微生物，例如，M.parvicella物質包含了高達36%的脂類含量，與水的密度比較，該類微生物密度偏小，因此容易在水面漂浮。
在產生曝氣氣泡的過程中，形成泡沫的重要動力來源于氣浮作用，水中質量低、形體小、疏水性良好的顆粒通過氣泡的氣浮作用漂浮，因此， 一旦水中含有脂類物質、油類物質或者微生物，容易出現生物泡沫現象。
生物泡沫的形成細菌種類中，絲狀菌的濃度顯示為最高，用數學公式進行表示，生物氣泡主要是由絮粒、氣泡以及絲狀微生物共同構成，當前生物泡沫產生的主要菌種包括放線菌：枝狀菌絲——革蘭氏陽性，Rhodococcus sp以及松枝狀菌絲——Nocardia pinesis，革蘭氏陽性等。
二、活性污水污泥處理廠控制生物泡沫的措施研究
在水中添加特別性質的微生物
通過對生物泡沫中物質的研究發現，其中存在多種特殊的菌種，如原生動物的腎型蟲，能夠有效消除活性菌的活性，具有拮抗特性以及捕食特性的部分微生物也能有效控制生物泡沫中細菌的活力。
在水中添加消泡劑消除泡沫
可以通過添加消泡劑的方法控制生物泡沫，這些消泡劑包括市面上出售以硅酮、聚乙二醇為原材料的消泡劑或者以臭氧、氯氣以及過氧化物為原料氧化性較強的生物殺菌劑，還可以利用銅材酸與氯化鐵混合的藥劑。在使用藥劑的過程中，須明確其只能抑制泡沫的增長，而無法直接消除泡沫，但是由于當前污水污泥處理廠廣泛應用的殺菌消泡劑存在一定的副作用，所以一旦投放的位置不正確或者用量過大，反而會大大降低處理過程中微生物的數量以及絮成菌的總量。
降低處理過程中污泥的泥齡
活性污水污泥處理廠常見的生物泡沫控制方法是減少污泥在曝氣池內的對應停留時間，由于放線菌生長周期較長，這一方法通常用以實現抑制放線菌生長的目的，通過實踐操作可以發現，一般污泥在曝氣池中保持5天至6天的停留時間，則能最大程度上抑制Nocardia一類菌種，達到避免生物泡沫產生的效果。但事實上，通過降低污泥泥齡的方法控制生物泡沫還需要在多種方面進行強化研究：如在進行硝化過程中，一旦出現外界環境溫度較低的情況，則污泥基本的停留時間須保持在6天以上，這就與上文提到過的最佳停留時長產生矛盾；而在污水污泥中仍存在部分絲狀菌以及部分其他微生物產生生物泡沫時，不會受到泥齡長短的直接影響，這也是下一階段實現這一方法提升的關鍵問題。
4.污水污泥處理廠消化池實現回流厭氧清液
處理廠中消化池實現清液回流的工藝能對曝氣池進行表面氣泡實現有效抑制，消化池實現回流厭氧清液在對污水污泥中的Rhodococcus生物菌進行有效抑制的過程中，降低了氣泡的產生數量。不過由于實驗室與污水污泥處理廠的實際情況不同，利用這一工藝最終獲得生物泡沫控制結果也會有所差異，厭氧池具有濃度較高的氨氮以及氧化物質，對出水的質量影響較大，使用該工藝須對整個流程的操作細節要求較高。
三、結語
通過實驗可以發現，活性污水污泥廠生物泡沫多是由絲狀微生物產生異樣生長之后形成，實現對生物泡沫的有效控制須在對生物泡沫形成機理的研究基礎上進行，除了論文提到的幾種泡沫控制工藝之外，還須進行更為廣泛深刻的研究，通過更加科學合理的控制方法有效抑制生物泡沫的生長，確保活性污水污泥處理廠有效的運轉。
參考文獻：
[1]李探徽,彭永臻,陳志根.活性污泥法的生物泡沫形成和控制［J］．中國給排水工程，2004（04）.
篇2
關鍵詞：污泥減量 物理工藝 化學工藝 生物工藝
中圖分類號：TQ02 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)005-123-01
污泥成分復雜，易腐爛，若不加以控制，會造成二次污染。不論是焚燒、選址填埋都會帶來巨大的經濟和環境壓力。怎樣在保證污水處理效果的前提下，達到污泥減量化，成為近年來研究熱點。實現污泥減量主要通過物理、化學、生物三種手段，使污水處理系統向外排放的生物固體量達到最少。
1. 物理工藝
1.1 水熱處理
污泥熱水解是通過加熱使污泥的微生物絮體解散，部分微生物細胞體因受熱膨脹而破裂，胞內的大分子有機物釋放并水解，并且與各類大分子相結合的水也被釋放。有機物的水解降低了污泥的黏度，黏性物質對水的束縛能力降低，污泥的一部分懸浮固體水解成為更容易生物降解的溶解性物質，提高了后續處理工藝對揮發性物質的去除率。
1.2 熱堿聯合處理
在污泥厭氧消化前向污泥中投加堿進行預處理可使固體有機質溶解，并且消化過程中的產氣量以及對有機碳和VSS的去除率也隨之提高。楊潔等研究了污泥堿解的預處理方法，發現在投堿量為1gNaOH／gTS的情況下，揮發性懸浮固體的分解率可達62.05％若將加熱和酸堿工藝相結合，可以取得更好的溶胞效果。
1.3 超聲波處理
在超聲波作用下產生高溫、高壓和水體空化時產生的剪切力，破壞污泥絮體結構分解細胞、釋放細胞物質，溶出細胞內含物，加速污泥的水解，以實現污泥減量的目的。超聲波處理破壞微生物細胞壁，胞內物質即可作為自產底物供微生物生長，提高生物降解效率，減少污泥產量。楊金美等的研究顯示，經超聲處理后，污泥量有所減少，沉降率也有明顯提高。超聲與絮凝劑聯用可以改善污泥脫水性能和沉降性能，減少絮凝劑的量達一半以上。
2. 化學工藝
2.1 臭氧氧化法
在污泥的臭氧化過程中，臭氧首先氧化細胞壁、細胞膜成分造成新陳代謝障礙；而后穿透膜而破壞膜內脂蛋白和脂多糖，導致細胞溶解、死亡，并能氧化污泥中不容易水解的大分子物質。在臭氧-CAS工藝中生化性得到提高的臭氧化污泥回流至曝氣池后，可作為底物重新被微生物代分解，使得污泥減量；在污泥臭氧化過程中，約有1／3的污泥被臭氧直接氧化成CO2等無機物，也使污泥量減少。此工藝能在不影響系統正常運行的情況下，使曝氣池中無明顯的無機物累積和剩余污泥排出。
2.2 氯氣氧化法
利用氯氣氧化性對細胞進行氧化，促進細胞溶解。由于氯氣氧化能力低于臭氧，所以氯氣的投加量是臭氧的7～13倍，雖然氯氣比臭氧價格低，但氯氣能夠和污泥中的有機物產生反應，生成三氯甲烷等致癌物質，成為一個不容忽視的問題。
2.3 超臨界水氧化法
超臨界水氧化污泥主要是利用超臨界水具有的高溶解性和強氧化性使污泥分解。在超臨界條件下，無需機械攪拌和外界供熱，有機物、空氣(氧)和水均相混合開始自發氧化，在很短的反應停留時間內，99.99％以上的有機物能被迅速氧化成小分子。
2.4 投加解耦聯劑
解偶聯技術主要是通過投加解偶聯劑，使得微生物的同化作用和異化作用相分離，氧化過程中產生的能量最終以熱的形式被釋放，從而實現污泥減量化，但解偶聯劑會帶來環境安全性的問題，影響出水水質。
3. 生物工藝
3.1 生物膜法
生物膜法是利用微生物來去除廢水中有機物。微生物附著在載體表面，污水在流經載體表面過程中，進行有機營養物的吸附，氧向生物膜內部擴散并在膜中發生生物氧化等作用，對污染物進行分解，使污水得到凈化，微生物也得到繁衍增殖的方法。生物膜法采用的固定式的載體填料，能延長微生物停留時間，形成好氧-厭氧反復耦合的過程來實現污泥減量，但該法對氮磷的去除效果不明顯。
3.2 生物捕食法
生物捕食法利用原生動物和后生動物等微型動物對細菌的捕食作用實現污泥減量化。利用微型后生動物進行污泥減量，可在現有的污水處理工藝直接投加后生動物，也可制作適應后生動物生長進行污泥減量的反應器。楊健等將蚯蚓生物濾池與普通生物濾池相比對，結果顯示蚯蚓生物濾池中污泥的處理效果明顯改善，蚯蚓生物濾池在實現污泥減量化和穩定化的同時，對污泥的沉降、脫水性能均有一定程度的改善。
3.3 好氧－沉淀－厭氧(OSA)
在厭氧、好氧交替變化的環境下，微生物的表觀產率系數減少。好氧微生物在底物過量的好氧段所產生的ATP不能立即用于合成代謝，而是在底物缺乏的厭氧段作為維持能被消耗。OSA工藝是在傳統活性污泥法工藝的污泥回流過程中進行厭氧消化，為微生物提供了一個好氧、厭氧交替改變的環境，從而達到降低污泥產量的目的。鐘賢波等對QSA工藝試驗研究，研究結果顯示OSA工藝能有效地降低剩余污泥產量，污泥在缺氧池中停留5～12h的OSA工藝污泥產率比傳統活性污泥工藝有明顯下降。
4. 結語
污泥的減量化是解決污泥問題的最佳處置方法。新型污泥減量工藝的應用應在保證污水處理效果的前提下大幅減少污泥量。將來還須從降低操作成本、優化工藝和減少環境污染等方面出發，對各種污泥減量技術進行研究及改進。
參考文獻：
篇3
摘要：介紹了新沂市城市污水處理廠的污泥膨脹情況。經過調查分析，最后確認污泥膨脹是由微量金屬元素缺乏所致。為此，采取了向配水井、貯泥池內投加微量元素混合液的措施，從而解決了污泥膨脹的問題。
關鍵詞：污泥膨脹 污泥負荷 微量金屬元素 SVI
1．污水處理廠概況
新沂市城市污水處理廠采用三槽式氧化溝處理工藝（處理規模為首期3×104 kg/d），其污泥負荷為0.050 kg-BOD/(kgMLSS·d)，MLSS為4142mg/L，污泥齡為22d ，氧化溝水力停留時間4h，污泥含水率為82%，貯泥池污泥濃度為10.5mg/L，濾液污泥濃度為6.0mg/L.2003年1月經驗收后正式運行，其進、出水的水質見表1。
指標
篇4
關鍵詞：VT工藝 VD工藝 污水處理 污泥處理
加拿大諾曼公司在污水處理方面推出了一項專利技術--雙威污水污泥處理系統，包括VERTREATTM污水處理工藝(簡稱VT工藝)和VERTADTM污泥處理工藝(簡稱VD工藝)。在加拿大和美國已建有3座采用該工藝的污水處理廠投入運行。 圖1 VT污水處理工藝示意
②一旦這個循環建立并穩定后，空氣注入點轉移到混合區的下部。未處理的污水通過入流管在混合區空氣注入點的同等高度進入液體循環。
③壓力和深度導致了高的氧氣傳導速率從而保證混合區內的混合溶液中具有高的溶解氧量。氧化區內高的反應速率保證了有機物能在垂直循環圈的上部被生物氧化。
④再循環液體沿著井筒的豎壁到達上部箱體中，在那里含有廢氣的氣泡可以將廢氣釋放進入大氣。去掉這些微生物呼吸作用產生的氣態產物對于防止這些廢氣重新回到系統內而影響空氣動力效率是非常必要的。
⑤混合液體中比例較小的一部分從混合區進入下部深度氧化區。這個區域內溶解氧含量極高，停留時間較長，因而有極高的BOD去除率。同時飽含的溶氣也有利于后續氣浮澄清池中的固液分離。
⑥深度氧化區內的混合液體以極快的速度(2 m/s)進入氣浮澄清池，這可保證砂粒和固體物質不會沉積在井的底部。
⑦混合液體行至上表面過程中的快速減壓可以產生經過充分充氧的低密度的懸浮物。再經過氣浮澄清池中的有效分離，可以產生結合密實的生物絮體和高質量的待消毒和排放的液體。 (2)占地少。本系統結構非常緊湊，所需占地面積通常只有傳統工藝的10%～20%。
(3)環境影響小。和傳統工藝相比，VT工藝的VOC(揮發性有機化合物)排放量是最低的。由于占地小，也便于根據特定需要將系統置于封閉的建筑之內。
4)維修、管理方便。并可以通過自動控制，實現無人值守。
(5)抗沖擊負荷能力強。
圖2 VD污泥處理工藝示意
VERTADTM是一個高效的高溫好氧污泥消化過程。與其他高溫消化系統相比，其不同之處在于將3個獨立的功能區放在1個反應器中進行。井筒的最上部是第一級反應區，包括一個同心通風試管和用于混合液體循環的再循環帶。 混合區在第一級反應區的下部，位于整個井筒的1/2深度處。在井筒上部區域所發生的高速率生物氧化所需的空氣注入區域，為空氣循環提升提供動力。 第二級反應區域在井筒的底部，井徑3 m，井深一般約100 m，是普通好氣氧化所用氣量的10%。具體由污水濃度及污泥量確定。 ②一旦這個循環建立并穩定后，空氣注入點轉移到混合區的下部。未處理的污泥通過入流管在混合區空氣注入點的同等高度進入液體循環。
③壓力和深度導致了高的氧氣傳導速率從而保證混合區內的混合溶液中具有高的溶解氧量。氧化區內高的反應速率保證了有機物能在垂直循環圈的上部被生物氧化。
④再循環液體沿著井筒的豎壁到達上部箱體中，在那里含有廢氣的氣泡可以將廢氣釋放入大氣中。去掉這些微生物呼吸作用產生的氣態產物，對于防止這些廢氣重新回到系統內影響空氣動力效率是非常必要的。
⑤混合液體中比例較小的一部分從混合區進入下部第二級消化區。這個區域內溶解氧含量極高，停留時間較長，所以，污泥中剩余的有機物在此被高度氧化。同時所含的溶氣也有利于后續產物池中的固液分離。此過程最關鍵和最重要的特點是在這個過程中隨著有機物的氧化，污泥溫度不斷升高，并利用周圍良好的保溫環境使反應器的溫度得到穩定。
⑥消化后的污泥以極快的速度到達地表的產物箱，這個速度可以保證砂粒和固體物質不會沉積在井底。
⑦混合液體行至上表面過程中快速的減壓可以導致固體物質從液體中分離并懸浮于表面。分離出來的高濃度生物具有不同的用處。廢液循環至二級處理以便于達標排放。 (2)占地小。本系統結構非常緊湊，占地面積小。
(3)處理效果好。在處理過程中，揮發性固體要減少40%～50%。經處理后的出廠污泥可達到US EPA污泥A級標準。污泥經脫水后，可以直接用作土壤肥料，徹底解決污泥的最終處置問題。
(4)運行費用為傳統高溫好氧消化的一半以下。
(5)對經消化后的污泥，只需投加少量的有機絮凝劑進行污泥脫水，就可使污泥的含水率降至65%～70%。
(6)環境影響小。采用VD污泥處理工藝，異味氣體和揮發性有機物的排放量很低。
(7)在氣候非常惡劣的地方，或者對環境有特殊需要的情況下，便于將該系統置于封閉的建筑之內。
(8)維修、管理方便。并可以通過自動控制，實現無人值守。
篇5
1.1 洱海流域水體富營養化現狀
近年來,隨著我國經濟和城市化進度的發展,主要流域的生態環境壓力日益加重,大量營養元素氮、磷等及有機物排入湖泊、河口中,導致水體中藍藻等其它藻類大量繁殖,引起水體的透明度下降,溶解氧降低,生物多樣性明顯減少,水生生態平衡被嚴重破壞,水體水質迅速惡化,湖泊富營養化情況日益嚴重[1]。目前,我國湖泊水體富營養化面積達到了 5000 km2,通過“十一五”水專項的綜合治理,太湖,滇池等重度富營養化湖泊的情況有一定好轉,但未來的形勢仍然不樂觀[2]。洱海是我國第七大淡水湖泊、云貴高原第二大高原湖泊,流域面積 2565 km2,孕育了大理地區近四千年的文明歷史。洱海對于大理各方面發展都有一定功效,主要包括供水、農灌、漁業、旅游等。洱海是大理市區的主要飲用水源地之一,在白族人民口中享有“母親湖”的美譽。同時,洱海還擁有大理鯉、春鯉等多種國家二級重點保護動物,是洱海流域經濟和社會發展的重要基礎。洱海是“蒼山洱海國家級自然保護區”的核心,是我國城郊湖泊中得到較好保護而幸存的一顆高原明珠[3]。隨著洱海流域內社會經濟的快速發展,洱海也遭遇到了較為嚴重的面源污染危害,水質惡化明顯,富營養化問題日漸突出。洱海正處于中營養向輕度富營養過渡狀態,水質已由Ⅱ類水降至Ⅲ類水。1996 至 2003 年間,洱海流域爆發了兩次大規模藍藻現象,引起了公眾與政府的高度關注。尤其是 2003 年夏季水質急劇惡化,水體透明度降至歷史最低,水質標準下降至 V 類水平。洱海流域農村主要面源污染為農田徑流污染、畜禽養殖污染和農村生活污染。由于流域內大多村落未設置生活污水收集裝置,加之村民環保意識薄弱,未養成良好的生活習慣,導致農村生活污水直接或通過農田徑流排入洱海,成為洱海污染源的重要部分。近十年來,洱海流域人口大幅增加,農村經濟快速發展,種植業和畜牧養殖業已成為主導經濟產業。與此同時,種植大蒜與養殖奶牛產生的氮、磷負荷所占比重亦逐年遞增,導致農業面源污染逐漸演變為洱海流域最主要的 N、P 污染因子,占湖泊進水污染物質負荷總量的 60%~70%[4]。
………
1.2 低污染河水特征及處理方法
低污染河水是指水質符合污水排放標準,但污染負荷高于湖泊流域水質要求的河水。永安江等洱海流域主要入湖河流水質劣于Ⅲ類水標準,但污染物濃度較低,是低污染河水。洱海流域低污染河水特征如下:
(1) 與未經處理的生活污水或工業廢水相比,污染物濃度較低。
(2) 入湖河流總流量大,涉及范圍廣,治理難度大,污染負荷量高。
(3) 受氣候因素及農事活動變化影響,入湖河流的流量和營養物質濃度會有不規律的波動變化。
一般來說,污水處理工程的建造是基于以處理生活污水或者高濃度廢水為目標的,而并沒有針對低污染水建立相應的處理工程。隨著近年來生態工程的概念引入我國,關于生態工程處理低污染水的研究和應用也日趨廣泛,低污染河水的治理手段有了質的飛躍。
……..
第二章 研究內容與方法
2.1 研究內容
本課題的研究來源于國家“十二五”水體污染控制與治理科技重大專項(2012ZX07105-003)。本課題以云南大理鄧北橋濕地一期工程為研究對象,建立濕地系統脫氮的生態動力學模型,模擬并定量化分析濕地中各氮素的遷移轉化過程,確定低污染水濕地處理系統的主要脫氮基質,氮素的主要歸趨形式以及各反應速率的變化規律。同時,利用模型模擬分析溫度,溶解氧對濕地脫氮效果的影響程度和影響方式,以便有效的管理和運行人工濕地。具體研究內容包括以下幾個方面:人工濕地脫氮生態動力學模型的建立是進行課題進一步研究的基礎,模型建立是否成功對于模擬效果的影響十分重要。本課題研究對象是復合型的人工濕地,因此對各單元的構建情況和脫氮過程都需要全面的了解,將各單元整合是一個關鍵點。同時,需要熟練掌握系統動力學軟件 Stella 建模的操作步驟。綜上所述,該研究內容的重點是鄧北橋濕地整合系統各氮素質量平衡方程的建立,各反應過程及速率公式的確定以及準確的建模步驟。由于生態動力學模型是建立在多模塊、多介質、多途徑的復雜循環系統之上,因此相應的出現了多參數的情況。而其它相關研究中模型參數的選用及優化方法沒有一個統一的標準,大部分是經驗和較早文獻中所得,少部分是通過計算優化。模型參數的正確選用以及合理優化是模型模擬結果準確與否的關鍵保證。在濕地系統脫氮模型建立完成以及各參數確定的基礎上,模型并不能立刻進行應用,需要通過模擬結果與實測數據的比對以及模型效率的計算來驗證模型的有效性,方可應用并進一步分析。
………
2.2 采樣及水質監測方法
本研究對象云南大理鄧北橋濕地一期示范工程作為“兩江一河”生態濕地建設的代表工程,對于洱海流域北部主要入湖河流永安江的污染控制具有重要作用。受流域的農村和農田面源污染影響,永安江水體 ρ(TN) 在 0.4~4.2 mg/L 之間,ρ(NH4+-N) 在 0.05~0.80 mg/L 之間,屬于低污染水。鄧北橋濕地一期工程總投資約 320 萬元,占地面積 5×104m2,日處理流量約為 2×104m3,采用潛表流復合型人工濕地工藝對永安江河水進行深度處理。鄧北橋濕地一期工程景觀見圖 2-1。在工藝設計中,濕地進水口各設置一道帶閘門的泄洪分流壩。進水閘控制新、老永安江河水的進水流量,進入濕地的河水首先通過自流方式進入沉淀池,在該反應器中,大部分可沉降砂粒和大顆粒懸浮物通過沉降得到去除。在沉淀池的出口處設置格柵,用以截留河水中粗大固體污染物。經預處理后的河水依次流經氧化塘、一級表流濕地、水平潛流濕地以及二級表流濕地。最終,經深度處理的低污染河水流入收集池后自流進入永安江下游。工藝流程見圖 2-2。經鄧北橋濕地深度處理后的永安江河水年均水質指標中,ρ(TN)達到地表水環境質量標準Ⅲ類(GB3838-2002),ρ(NH4+-N)達到Ⅰ類。
………
第三章 模型參數的優化及有效性驗證..........29
3.1 模型參數優化........ 29
3.1.1 敏感性分析方法簡介 .......... 29
3.1.2 模型參數優化值及確定方法 ..... 29
3.2 模型有效性驗證.... 31
3.2.1 模擬值與實測值對比 .......... 31
3.2.2 模型效率 R 的計算....... 33
3.3 本章小結......... 33
第四章 模型的應用.......35
4.1 濕地氮素遷移轉化量模擬結果及分析..... 35
4.2 各主要反應速率模擬結果分析........ 36
4.3 模擬水溫變化對濕地脫氮效果的影響.......... 37
4.5 本章小結......... 43
第五章 結論與展望.......45
5.1 結論及成果..... 45
5.2 問題與展望..... 46
第四章 模型的應用
4.1 濕地氮素遷移轉化量模擬結果及分析
通過對模型的有效性驗證,可以應用模型進一步對低污染水濕地系統中氮素遷移轉化過程進行分析研究。為了解人工濕地低污染水處理系統中主要的脫氮機制以及各氮素的歸趨形式,本部分研究將應用模型模擬計算每日濕地各氮素之間的遷移轉化量,對濕地系統脫氮過程進行定量化的分析。利用模型模擬結果、進出水流量以及濕地有效容積進行計算,得到鄧北橋濕地每日的氮素遷移轉化與去除量,結果見圖 4-1:由此可知,有機氮沉降可以去除濕地進水中 51% 的 ON,是有機氮去除的最主要方式,但植物腐敗又在一定程度上補充了水體中的 ON。水體中 NH4+-N 的來源基本上是有機氮礦化(42%)和底泥釋氨(48%)所得,該濕地進水 NH4+-N 負荷的貢獻很小。水體中 95% 的 NH4+-N 通過硝化作用轉化為 NO3--N,是氨氮去除的主要過程。微生物同化吸收和植物吸收對 NH4+-N 的去除貢獻不大。水體中 55% 左右的 NO3--N 通過反硝化最終去除,是 NO3--N 去除的最主要途徑。鄧北橋濕地進水 TN 量為 7.31 kg/d,出水 TN 量為 3.71 kg/d,TN 去除率達到 49.2%。進水 NH4+-N 量為 0.2 kg/d,出水 NH4+-N 量為 0.11 kg/d,NH4+-N 去除率達到 45%。反硝化可以去除進水中 50%的 TN,是 TN 去除的最主要途徑。植物吸收可以去除進水中11%的 TN,底泥則可以吸附進水中 3.5%的 TN。
………..
結論
為了給處理低污染河水的人工濕地的設計及運行管理提供一定理論依據,同時給“東湖萬畝濕地”工程中氮去除量的預測提供一定參考。本課題以處理原水為低污染河水的鄧北橋濕地一期示范工程為研究對象,建立生態動力學模型,對濕地中各氮素的去除與遷移轉化進行模擬及定量化分析,得到以下結論及成果:
(1) 根據濕地脫氮機理,濕地氮素質量平衡方程以及各反應過程的速率公式建立了鄧北橋濕地脫氮生態動力學模型。利用敏感性分析方法,優化了模型相關動力學參數,參數在一定程度上體現了低污染水的特性。通過模擬結果與實測數據的比對以及模型效率的計算,結果顯示模型基本上能反映鄧北橋濕地出水中 ρ(NH4+-N)、ρ(NO3--N)、ρ(ON)的變化趨勢,模型模擬 NH4+-N、NO3--N、ON 的效率系數 R 值分別為 50.2%、67.6%、81.2%。可以利用模型進一步分析濕地氮素的遷移轉化規律,同時也給以處理原水為低污染水的濕地脫氮模型的建立提供了一定借鑒。
篇6
關鍵詞: 污泥堆肥,優化運行,經濟效益
隨著國家對環保治理的力度的加大,越來越多的污水處理廠投入運行,由此處理生活污水而產生的剩余污泥也越來越多,如若對污泥處理不好,就有可能會造成二次污染,因此,處理生活污水的同時,重視污泥的處置顯得非常重要。
污泥堆肥資源化就是把污脫車間生產出的泥餅進一步在微生物的作用下,通過微生物的生物化學反應實現物質轉化,從而達到剩余污泥的無害化.穩定化.減量化和資源化的過程。其工藝過流程:攪拌發酵風干熟化期。當污泥脫水車間的泥餅用運輸車過磅,經過攪拌機.螺旋輸送器拌入配定的糠.發酵劑斗槽里,另加入回流料,1天后用翻拋機把攪拌好的污泥混合料倒成堆肥條垛。進入發酵周期。發酵處理過程中起作用的微生物對氧氣的要求不同,污泥堆肥可分為好氧法和厭氧法兩種。
1.好氧堆肥法的微生物作用原理
好氧法是指在通氣條件下通過好氣性微生物活動使有機物得到降解穩定的過程,過程速度快,堆肥溫度高(一般為50—60℃,極限溫度可達70℃,故又稱高溫堆肥)。此好氧條件下進行污泥堆肥資源化,微生物作用過程可分為以下三個階段:
(1)發熱階段(攪拌過程1天,)堆肥堆制初期,污泥與糠.發酵劑攪拌,主要由中溫好氧的細菌和真菌,利用堆肥中最容易分解的可溶性物質,如淀粉.糖類等迅速增殖,釋放出能量,使堆肥溫度不斷升高。
(2)高溫階段(發酵過程,3—7天)堆肥溫度上升到50℃以上,由于淀粉.糖類等易分解物質迅速分解氧化的同時,消耗了大量的氧,而造成了堆肥中局部的厭氧環境。這樣,好氧性的微生物如纖維素分解氧化菌逐漸代替了中溫微生物的活動。在此過程中,好熱性微生物隨著溫度升高而隨之發生變化,在50℃左右,主要是嗜熱性真菌和放線菌,溫度升高到60℃時,真菌幾乎完全停止活動,僅有嗜熱菌和放線菌在繼續活動,緩慢分解有機物,溫度升到70℃時,大多數嗜熱性微生物已不適宜,而大量死亡或進入休眠狀態。高溫對污泥堆肥化而言是極度為重要的,主要表現在兩個方面:一方面,高溫對快速腐熱起著重要作用,在此階段中,堆肥內部開始了腐殖質的形成過程,并開始出現能溶于弱堿的黑色物質。另一方面,高溫有利于殺死病原性微生物和寄生蟲卵。病原性微生物的滅活取決于溫度和接觸時間,堆溫50℃—60℃,持續6—7天,可達到較好的殺天蟲卵和病原菌的效果。
(3)降溫和腐熟保肥階段(熟化過程,30—35天,)腐熟階段的主要問題是保存腐殖質和氮素等植物養料,風機提供氧氣,充分的腐熟能大大提高污泥堆肥肥效與質量。為了減弱有機質礦化作用,
2.堆肥的腐熟度與品質評價
腐熟度是指污泥中的有機物經微生物作用后腐化分解成為成分穩定,不再變化,施于土壤后能提高土壤肥效,增加農作物產量,是對作物沒有阻礙的堆肥發酵狀態。根據泥餅的情況,一般含水率在75%—80%之間,而腐熟質含水率在25%—35%,因此把泥餅與腐熟質按一定體積比混勻加入粉煤灰或石灰就能調整原料含水率在50%—60%之間。同時,通過混料使泥餅粒度也得以調整,能夠滿足堆肥要求。
判斷堆肥腐熟度的物理評價指標又稱表觀分析法,有人將腐熟堆肥的表現性質歸納為:堆肥后期溫度自然降低,不再吸引蚊蠅,不再有令人討厭的臭味;高品質的堆肥就是深褐色,肉眼看上去很均勻,呈現出疏松的團粒結構。
3.好氧堆肥污泥成本
根據某堆肥廠污泥日處理情況,做出以下成本核算表:
污泥每天產量84噸,在污泥經過運輸車過磅進入攪拌機.螺旋輸送器.與糠.和發酵劑反應,其中1噸污泥需要0.33~0.35噸糠,0.33~0.35kg發酵劑的用量,另外加回流料(原污泥經熟化)。1噸￥400~600元,發酵劑1噸1萬元。用電量每日140度,電費84元/天(1度0.6元)。每天出產的84噸污泥成本(不含人工支出)合計11760元。1天攪拌用翻拋機運入堆肥槽,進入發酵期,發酵期1周再經5天風機供氧烘干和最后3個月的熟化期(熟化倉最大儲存2000噸污泥)制成成品。成品按1天污泥量30噸計算。
篇7
關鍵詞：污泥深度脫水 市政污泥 污泥改性
中圖分類號： 文獻標識碼 文章編號
1. 引言
生活污泥是生活污水處理廠污水處理后的副產物，通常是由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的非均質體，具有含水量高、易腐敗、有惡臭、有害的特點，若不進行科學處理處置，將帶來嚴重的二次污染，危害人體健康，并且對于整個生態來說，污水處理也失去了意義[1]。據環保部預測，至2010年底，全國污泥產生量將達到3000萬噸（含水率80%），從而成為我國城鎮環境污染威
脅源。目前我國大部分污泥多為無序堆存或簡單填埋，主要處置方式是脫水后直接與生活垃圾混合填埋（31%）或農業利用（44.8%）。
根據2010年11月26日國家環保部下發的《關于加強城鎮污水處理廠污泥污染防治工作的通知》（環辦[2010]157號）要求，污水處理廠以貯存（即不處理處置）為目的將污泥運出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下，污水處理廠應當對污泥農用產生的環境影響負責；造成土壤和地下水污染的，應當進行修復和治理。如何提高污泥的脫水性能并降低濾餅含水率，已成為目前污水處理的研究重點[2，3]。
2. 設計參數
河南省某市政污水處理廠污水處理運行規模50000t/d，污泥設計處理規模為50t/d（含水率80%污泥），污泥泥質：含水率78～82%，pH=7，有機質45～65%，比阻1.58×109 S2/g（脫水前），屬于脫水難度較大污泥[4]。進泥稀釋目標值為95%，藥劑添加總量為5%（以含水率80%污泥計），脫水后出泥泥餅含水率50%以下。處理后泥餅由污泥運輸車轉運至垃圾填埋場進行混合填埋，濾出液返回至污水處理廠進水口。
3. 工藝流程及原理
3.1 污泥接收系統
污水處理廠原有的離心機出泥由螺旋輸送機輸送至80%污泥接收倉，對來泥
進行儲存，可降低離心機運行對系統連續運行的影響。污泥接收倉底部設置液壓滑架及螺旋輸送機，使污泥勻速輸送至預攪拌罐中。
3.2 污泥改性系統
改性系統采用連續運行方式。含水率80%的污泥和水充分混合后，含水率升至95%，具有良好的管道輸送性。稀釋后的污泥進入絮凝攪拌罐，與三氯化鐵溶液進行反應，改變污泥絮體原有結構狀態。之后污泥進入改性罐，通過與生石灰的充分混合，形成骨架構建體，使污泥內部重組為多孔剛性結構，有利于水分的分離。
3.3 污泥壓榨系統
改性后污泥在暫存罐中儲存，在壓濾機保壓結束后，由柱塞泵泵入壓濾機。經過進料―壓榨―反吹―卸泥四個工序后，污泥含水率由95%降至50%，最后通過皮帶輸送機直接輸送至污泥運輸車上。
4. 主要設備參數
4.1 螺旋輸送機
80%污泥的輸送選用螺旋輸送機，共5條，輸送量均為10m3/h，最大功率4.5kW。
4.2 污泥接收倉
污泥接收倉外形尺寸4m×4m×2m，有效容積30m3，頂部設置人孔及進泥孔，底部設置液壓滑架及出泥螺旋輸送機，液壓滑架設置10min自動運行一次。倉體配置液位儀表一套。
4.3 改性系統罐體
改性系統設置3個罐體：預攪拌罐、絮凝攪拌罐、改性罐，有效容積均為1.5m3，罐體之間采用管道連通。預攪拌罐攪拌器采用兩級槳葉式，轉速200rad/min；絮凝攪拌罐攪拌器采用兩級槳葉式+側擋板，轉速80rad/min；絮凝改性罐攪拌器采用螺桿螺帶式+導流桶+側擋板，轉速120rad/min。
4.4 柱塞泵
據壓濾機工作特點，進料，升壓，保壓過濾的特點，采用單電機帶雙油泵，雙液壓系統工作。此泵進料升壓時間短，保壓過濾功率低，壓力波動小，節約時間提高效率。額定出口壓力為1MPa，流量35m3/h。
5. 運行效果及經濟分析
5.1 出泥效果
經過預處理、污泥改性、高壓壓榨，污泥含水率由80%降至50%，藥劑添加總量為5%（以80%污泥計），泥餅厚2.5cm，密度為1.4g/cm3。處理后污泥具備很好的穩定性，符合混合填埋標準，也可用于制造建材、焚燒等資源化利用。
5.2 運行成本
本項目運行時間為16h/d，處理量80%污泥50t。每天運行電費為300元，管理費1300元（包括人員費用、設備維護費用），藥劑費用2536元。經核算，噸污泥處理成本為82.72元。
6. 結論
污泥的減量化對污泥的后續處置具有重要意義，傳統脫水工藝很難將污泥含水率降至70%以下。實踐證明，污泥改性-深度脫水工藝對污泥含水率的進一步降低具有顯著效果，可使污泥減重60%。該工藝具有布局緊湊、占地面積小；封閉式運行，無臭味；處理周期短，運行效率高；出泥含水率低，處理效果好；投資運行費用低，操作方便等優點。
參考文獻
[1] 張守君.杜永林.污水處理中污泥處理技術分析[J] .云南環境科學.2011，20（4）：40-41.
篇8
關鍵詞：卷煙；曝氣生物法；污水處理
中圖分類號：[R123.3]文獻標識碼： A 文章編號：
本文根據目前存在的處理煙草污水技術，提出了新的思路方法，利用曝氣生物法處理污水，為煙草污水處理工藝未來的發展指明了方向，具有十分重要的研究價值。
一、卷煙企業污水概述
企業卷煙企業產生的污水主要包含：制絲、卷包與清潔操作過程中的廢水，鍋爐產生的冷凝水以及除塵水膜廢水，企業食堂、衛生間的生活污水等，這些污水具有下列特點：1.復雜的組成成分，污水處理存在著比較大的難度。污染物具有的濃度與色度都比較高，造成了污水組成成分十分復雜。2.污水量驚人。3.存在著較大的廢水水質波動現象。一個卷煙企業通常生產的香煙品牌超過三種，每一種香煙品牌包含的煙草類型、生產程序及各種香料香精的添加成分也不相同，這樣導致煙草產生的廢水水質擁有較大的波動性，容易對處理污水體系產生嚴重沖擊。因為煙草污水中含有的有害物質濃度極高，例如尼古丁、焦油等，直接將這些污水排出對環境會造成嚴重的污染，所以需要采取科學措施對卷煙企業污水進行處理。伴隨著卷煙企業日益激烈的競爭以及不斷加強的節水環保意識，更多的卷煙企業認識到污水綜合治理工作的義，同時較為慎重的選擇處理污水工藝。
二、卷煙企業收集處理污水工藝要求及選擇
(一) 收集污水的方式
對雨水采取科學分流，設計匹配的污水截流方案，采用專門的管道對污水實施收集，并且輸送至處理污水中心，防止雨季到來時因為暴漲的降水對處理污水體系形成的強烈沖擊。
(二) 污水實際排放與檢測結果
按照國家環保部門提出的要求，處理廢水應當根據國家頒布的排放標準執行，因為卷煙企業的性質是輕工業，所以需執行污水排放的一級標準。我們根據監測環境部門對卷煙企業排放污水進行的抽樣檢測，污水水質與國家具體要求見表1。
表1 國際標準與實際檢測結果
檢測項目 磷 SS COD 氮 氨氮
國家標準 0.5 70 100 — 15
實際結果 9 414 354.7 18.45 48.614
(三) 卷煙企業選擇污水處理工藝選擇
選擇處理污水的工藝需按照污水的水質情況、出水需要、污水處理場的規模、企業未來發展計劃以及實際情況等綜合進行考慮。根據表1能夠看出，污水處理工藝需要去除磷、氮、SS和COD等。因為每天污水排出量并不大，并且帶有間歇性，考慮到處理污水成本等問題，選擇處理工藝應遵循原則：1.高效去除污水中的有機物，同時還需具有較好的除磷脫氮性能。2.具有較強的抵抗沖擊荷載的能力，能夠很好適應污水發生的水質與數量變化。3.產生穩定且少量的污泥，并且能夠簡化處理污泥的操作。4.處理環節較少，基建所需費用較低，操作簡便。5.各項操作能夠實現自動化控制。按照以上對污水進行處理的原則，對卷煙企業采用曝氣生物法處理污水，該工藝能夠很好的抵抗負荷沖擊，維護運行十分便捷，有力確保了磷、氮等去除，提升了氧產生的傳質效果，確保了出水的穩定性等。
(四) 曝氣生物法污水處理主要設備
1.調節池
設置調節池的主要作用包括：一用于調節池，重點對污水的質量進行調節，令其能夠均衡的出水并且保質保量，確保生化后續反應能夠穩定執行；二用于酸化水解池，將存在于污水中的大分子復雜有機物質成功水解為具有溶解性的小分子有機物質，與此同時將溶解性的小分子有機物質進行轉化，促使水中存在的難降解物質能夠利用生化反應中除去；三用于初沉池，對SS實施沉降。
2.曝氣生物池
曝氣生物池是一種普通生物濾池的變形，也可以認為是生物氧化接觸法的特殊模式，也就是在生物反應裝置內填入顆粒物料，為生長微生物膜提供載體。這項工藝特點：一裝填入池內的顆粒具有較高的空隙率，對于微生物的繁殖非常有利；二濾池內綜合了固體與降解生物的分離。不需要再次設置二沉池；三均勻將氣、水混合避免在濾層匯集氣泡，提升了氧的利用率；四容易實施自動化管理操作，保證運作的穩定與安全。
三、曝氣生物法污水處理工藝
卷煙企業污水處理工藝：污水生產格柵調節沉沙預處理生化反應污泥處理過濾中水或用排放。
(一) 預處理污水工藝
生產污水經過泵房提升到預處理池，分別均勻放置到曝氣池中。污水在曝氣池中除去浮渣與沉砂之后輸送至混合池。加入藥劑聚合氯化鋁，充分混合攪拌之后送入絮凝池。保持13分鐘絮凝后產生礬花通過渡區直接進入沉淀斜管池，首先輸送至布水區域下部分，經過斜管之后進入清水區域上部分，礬花經過斜管時產生沉淀。發生沉淀之后產生污泥區域，利用氣提裝置將污泥統一通過排泥管按照規定時間送至貯污泥池。清水區域中的污泥通過集水槽進入集水區域，最后匯至水井中，經過管線流入格柵間。
(二) 生化反應工藝
經過預處理之后的污水進入氧化溝，與厭氧池內的消化液自然混合回流并實施硝化反應，以便能夠獲得良好的脫氮效果；再利用微孔深水曝氣結合，使得活性污泥與污水發生混合反應，存在于污水中的有機物成功分解為水和二氧化碳，同時形成細胞生物，最終凈化了污水。利用沉降區停止曝氣，污泥絮體逐漸發生了沉降，剩余曝氣加強了污泥的吸磷與絮凝，在靜態情況下迅速有效的分離了污水和污泥，通過離泥水裝置致使系統出水，整個體系確保了處理污水過程中的持續穩定性。污水經過生化反應之后，通過清水池進行排放并達到了標準。曝氣生物濾池中的反沖洗水通過清水池利用反沖洗泵加入，之后反沖洗水進入調節池。
(三) 過濾、消毒處理工藝
利用組合反應裝置，主要針對生化反應出水含有的剩余磷以及懸浮細微物質實施去除，確保水能夠達到排放標準。通過發生二氧化氮整套裝置對出水實施必要的消毒處理。
(四) 污泥處理工藝
污水處理系統產生的污泥主要來源就是調節池。利用潛水泵將污泥泵入濃縮池，經過重力沉降處理之后，利用螺桿泵將污泥泵入脫水裝置中，污泥實施脫水處理之后依據泥餅方式送出并進行合理處置。將存在于污泥濃縮池與脫水機中的液體返回到調節池。對于剩余的少量污泥，由于具有較好的穩定性，含有豐富的植物有機應用成分，基本上沒有污染殘留物質，可以在園林內使用。
(五) 中水回用處理工藝
為了能夠有效節約成本，治理污水后獲得的達標的中水，盡可能就地處理不向外排。按照卷煙企業實際情況，中水回用設計方案：沖洗衛生設施、灌溉綠化、冷卻鍋爐水等。
結束語
雖然處理污水技術經歷了漫長的發展過程，目前已經日趨成熟，可是對于卷煙污水處理過程還是存在著較多的問題，僅僅依賴單一形式的污水處理技術很難達到排放標準，必須聯合多種工藝對污水實施處理，才能實現合理利用資源的目的。例如煙草污水利用曝氣生物法進行處理后能夠達到標準實施排放。同時還能有效節約資源降低成本，因此這一工藝的研究應用具有重要意義。
參考文獻
[1] 朱樂輝，付朝臣. 曝氣生物濾池工藝處理污水[J]. 環境工程，2009，(1).
篇9
關鍵詞：污水處理廠；污泥資源化處置；發展趨勢
中圖分類號：X505 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0014-01
1 城市污水處理廠污泥處置的現狀及發展趨勢
隨著污泥安全處理處置問題的日益突出，國內不少城市自2002年開始建設現代化污泥處置設施。毋庸置疑，污泥處置實質性工作的開展在大部分污水處理廠還處于起步階段，濕污泥被隨意拋棄或露天堆放的現象比比皆是，只有20%不到的濕污泥實現了資源化處置，引起較多的二次污染。
現階段城市污水處理廠污泥資源化處置技術基本上采用引進西方技術，或在吸收西方先進技術的基礎上進行改良、創新或國產化。目前水泥窯協同處置、空心槳葉熱蒸汽烘干、高溫好氧堆肥、污泥制磚、化學調理深度脫水加焚燒及循環流化床干化加焚燒等都在國內污水處理廠中有了實際應用，但諸如污泥低溫制油、污泥制陶、污泥熔化、污泥濕式氧化、污泥制活性吸附劑等新技術還仍處于研究階段，沒有進行大規模工程應用。
2 城市污水處理廠污泥資源化處置的典型技術
2.1 好氧堆肥
污泥好氧堆肥是將固體有機廢棄物轉化為高質量有機肥的重要無害化和資源化途徑，它不僅可以解決城市污泥環境污染問題，而且對于發展有機肥、保持和提高土壤肥力，促進農業持續發展有著重要的意義。
例如陶娟娟在常溫下以體積為1m3的堆體（包含污泥、稻草和木屑），C/N為30，含水率為55%，通過人工翻堆來進行通風，測得種子發芽系數為88.3%，腐熟度高。在塌陷區貧瘠土地上應用堆肥產品后，土壤中的重金屬和營養元素等均有所提高，且重金屬增加量符合國家標準《土壤環境質量標準（GB 15618-1995）》所規定的農田土壤質量控制標準允許值，由此得出城市污水處理廠污泥在常溫狀態下自然通風堆肥效果較好。
2.2 污泥制磚
污泥制磚是指將污泥經過一定處理篩選后，與其他原料混合（如粘土）加壓成型，焙燒后制得污泥磚。近年來，我國越來越多的學者開始對污泥制磚資源化展開相關研究：①有研究者將城市污泥加入到燒結磚中，考察制備得到的污泥粘土燒結磚的各項性能，結果顯示當加入的污泥量在5%-6%之間時，生產得到的頁巖及粘土燒結普通磚均可作為承重磚體使用。而當污泥的加入量少于5%時，所得到的頁巖燒結空心磚強度，可作為填充墻（或隔離墻）使用；②有研究者利用污水處理廠剩余污泥制備粘土磚，結果顯示當污泥添加量為5%到25%之間時，制備的磚體具有較好的保溫隔音效果。如果投入工業生產，一個普通的陶瓷磚生產廠每天可消耗30噸污泥；③有研究者利用污水處理廠深度脫水污泥制備燒結磚時發現，當污泥摻量為20%時，磚體呈現較好性能，能夠用作承重墻體的建造。經計算，生產100萬塊深度脫水污泥磚，能帶來76000元的經濟效應，同時分別能減排2.203噸和3.126噸的二氧化硫。
2.3 污泥燃料化
由于污泥具有較高的熱值，在許多工業應用中將污泥作為替代燃料，有研究者利用污泥熱值，將其添加到水煤漿中制備成生物質煤漿，此舉既節約了煤資源，又省掉了污泥前處理等繁瑣程序；有研究者以污泥、稻草和煙煤為原料，壓制成污泥燃料，結果顯示污泥：煙煤：稻草=0.5：0.45： 0.05且控制成型壓力和過量空氣系數分別為50MPa和1.3-1.7時，其污泥型燃料的燃燒速率最快；有研究者用成型干化工藝制備污泥-煤復合燃料，結果顯示污泥的含水率、成型壓力以及原材料的添加比例都對燃料的成型有很大影響，并且污泥-煤禿先劑舷嘟嫌詿課勰嗑哂薪蝦玫母苫性能，能同時實現污泥脫水和資源化的雙重目的；有研究者制備了污泥秸稈衍生固體燃料，結果顯示該種燃料相較于污泥單獨燃燒和煤混合燃燒都具有更好的燃燒特性，能替代燃料使用。
3 結語
城市污水處理廠污泥資源化利用在我國已經有超過20年的歷史，自20世紀80年代初，第一座城市污水處理廠天津紀莊子污水處理廠建成投產后，污泥既由附近郊區的農民用于農田。而本文主要對好氧堆肥、污泥制磚和污泥燃料化技術的研究現狀進行了闡述，以期為提高城市污水處理廠污泥資源化的效率，提供一些有益的參考。
參考文獻
篇10
【關鍵詞】 直流電場 污泥 脫水干化
污泥為污水處理的終端產物（即污水的濃縮污染源），是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體，含水率高達80%，且易腐爛發臭。常規污泥熱干化減量化技術成本很高，其他污泥干化減量技術在二次污染、投資、運行成本方面存在諸多弊端。因此，污泥干化減量是全世界公認的污泥治理領域的最大難題。
本研究方向解決的技術問題是提供一種泥餅含水率低，運行成本低，易維護保養，占地面積小，操作方便的電滲透污泥干化脫水裝置的研究和發展提供幫助。
1 污泥脫水技術在國內外的現狀與發展趨勢
1.1 采用常規機械壓力脫水的技術
目前污泥脫水工藝以機械脫水為主，主要有：真空吸濾法、離心法和壓濾法。主要的機械設備有：轉鼓式真空過濾機、離心機、廂式壓濾、帶式壓濾脫水、螺旋壓榨脫水等。這類型脫水機械脫去的僅是污泥中自由間隙水，雖經脫水，污泥水份仍有75%～85%左右。
1.2 采用熱力脫水的技術
熱力脫水一般采用蒸汽、煙氣或其它熱源，它不是一般意義的烘干。常用設備為漿葉機、套筒機或流化床等，也有以造粒或噴霧形式脫水必須依賴熱源制熱或余熱利用，但由于存在使用蒸汽不經濟，利用鍋爐煙道氣影響系統穩定，建設獨立熱源代價大，利用余熱須改動原有工藝設施等因素，再者，干化后要資源化利用，且不能因脫水而破壞污泥原賦有的熱值。
1.3 采用隔膜壓濾機壓濾脫水的技術
目前普通隔膜壓濾機，隔膜壓力可達1.2-1.6MPa，對污泥瞬間施壓脫水，使污泥含水率有可能降低至70%-75%左右。如加大無機絮凝劑及粉末藥劑的投加量，可是污泥的含水量降低至60%以下，但，污泥性質發生改變，增加了污泥中固體含量，增加了污泥中灰分，降低了污泥中的有機物含量和熱值等。
1.4 采用厭氧消化技術
通過厭氧工藝將污泥中的大生物質分子分解為小生物質分子的過程，完成對污泥降解，達到污泥減容減量。但該項技術對于污泥的各項成分要求波動很小，在實際生產操作過程中難度大，而且投資大，目前在我國很難得到大面積的推廣應用。
1.5 采用太陽能干化技術
該項技術運行成本較低，但是占地較大，而且受季節影響較大，生產過程中臭氣釋放量大，且難收集，凈化難度大。
2 電滲透污泥干化脫水裝置的應用研究
2.1 污泥中水分組成
污泥中所含水份大致分為四類：A、間隙水；B、毛細結合水；C、表面吸附水；D、內部水。這四種水除了間隙水可以以物理方式壓濾以外，其它三種水表面具有強大的負電子包裹著，它不能以物理壓濾析出。
污泥脫水的難易，除與水份在污泥中的存在形式有關外，還與污泥顆粒的大小，污泥比阻和有機物含量有關，污泥顆粒越細、有機物含量越高、污泥比阻越大，其脫水的難度就越大。 另外，由于污泥中含有大量的碳水化合物等高濃度有機物，導致污泥的粘度較大、含水率較高、固液分離性能差。
2.2 電滲透脫水機理及研究方法
（1）電滲透脫水法機理：在電場作用下，帶電顆粒在分散介質中作定向移動，分散介質通過多孔性固體作定向移動產生電滲透，使得物料易于脫水。
（2）電滲透脫水法研究：電滲透脫水是給污泥施加一定的直流電壓，利用污泥粒子和水分子相互向相反的極性方向分離移動的現象進行脫水，在脫水時沒有必要施加高壓力。電滲透脫水法中，水分的移動量與施加的電流量成正比。為了有效地使用電滲透力，將機械式脫水和電滲透脫水有機地結合起來。脫水機理過程見圖1示：
（3）電滲透脫水裝備研究：本研究在傳統的帶式壓濾機的基礎上，將直流電場引入脫水過程，通過直流電發生裝置產生直流電，通過旋轉供電裝置（中心集電器）將直流電引入正電極滾筒的正電極板和負電極履帶板上的負電極板上，這樣污泥在脫水過程中污泥中的水分發生電泳現象，污泥中的誰向負電極板移動，加上調整負極電極履帶的漲力，來實現正極滾筒上的正電極板與負電極履帶電極板之間的壓力將污泥中的水分脫出，大大降低污泥的含水率。
本研究方向將直流電荷引入了污泥脫水過程，并在過濾壓力上比以往的普通帶式壓濾機增大了很多，通過調整過濾帶的運轉速度、正負極的電壓和正負極之間的壓力，可以得到不同含水率的污泥濾餅。
2.3 電滲透污泥干化脫水裝置技術特點
本研究方向解決的技術問題是提供一種泥餅含水率低，運行成本低，易維護保養，占地面積小，操作方便的污泥脫水技術，。該技術具有如下特點：（1）電滲透脫水的驅動力不同于機械過濾的壓榨力，過濾介質不會受到嚴重的破壞和堵塞；（2）通過調整電滲透的電壓和電流，很容易控制脫水的速度和效率；（3）膠體中的水分用電滲透具有較高的脫水效率；（4）電滲透脫水容易與機械脫水相結合，進一步提高脫水效率；（5）電滲透的應用受到物料電特性的影響因素小，適用范圍廣。
3 電滲透脫水干化裝備研究發展的前景及意義
電滲透污泥干化脫水技術開辟了固體物料中水分脫除的新理念，讓污泥脫水這個老大難不在依附于熱量和藥劑（目前所有污泥減量化技術均無法擺脫這兩點束縛）。該理論成果的實際應用，可將污泥減量化和后續的資源化利用和無害化處置工作做到有機結合，有利于我國污泥處理行業建立了循環發展經濟產業鏈，此技術的應用將大大提升我國污泥處理的健康良性發展步伐，使我國在污泥處理環保領域走到世界先進水平。
本技術的研發和應用的實施將會對我國水污染防治和固體廢物治理帶來如下效應：
（1）實現在污泥產生源頭減少污泥產生總量50%—60%。按照我國目前年產3500萬噸污泥產量計算，即可減少近2000萬噸污泥排放。（2）減少污泥處理過程中巨額運輸費用。按照目前污泥平均運輸價格50元/噸，即每年可減少10億元的污泥運輸費用。（3）有利于整個污泥處理產業的健康良性發展。污泥處理處置過程中污泥干化脫水減量化工段，是全世界公認的老大難，在污泥產生源頭進行消減，劃清目前污泥處理領域責任不清，各地處理成本高低不平的局面。（4）為污泥處理循環經濟產業鏈最為敏感的污泥減量化工段與資源化分開，在污泥產生源頭進行污泥消減50-60%，減少污泥處理企業的負擔。（5）大大降低目前污泥處理處置過程中污泥減量化工段產生的尾氣二次污染。目前污泥處理項目中二次污染隱患最大在污泥減量化工段的尾氣污染。（6）提高污泥資源化利用單位的運行積極性，該項目由于可在污水處理廠實現污泥的減量化工段，將使目前我國污泥處理在運行工程，甩掉因污泥減量化面臨的高能耗、二次污染隱患大、運行成本高等問題，所引發污泥資源化利用企業積極性不高的情況。使污泥處理處置產業鏈進入良性發展，同時可提高目前污泥處理工程的運行的產能和效益。大大降低目前在運行項目的二次污染隱患。（7）減輕污水處理企業污泥出路所面臨的困境和難題。當污泥經過該技術處理后，污泥的出路途徑，大大拓寬，擺脫原有污泥出路單一的困境。（8）本項目由于不依靠外界熱能和輔料，只采用清潔的電力能源作為基礎條件，讓污水處理廠實現污泥源頭減量成為現實。
4 結語
隨著我國經濟的逐步發展和環保設施的不斷投入運行，污泥處置市場已經從無到有，從小到大的模式在逐步發展，目前雖然各種技術均在污泥處置的大舞臺上各顯身手，但是隨著人們環保意識的逐步加強，只有那些真正減量化、低能耗的好技術才可以被保留下來，相信電滲透脫水技術裝備的研發和應用項目將掀開我國乃至全世界范圍對目前污泥減量化技術的一次革新。電滲透污泥脫水干化技術的研發和應用，由于其工藝簡單、二次污染小、運行成本低、總體投資小等優點，必將在污泥減量化的大舞臺秀出自己亮麗的輝煌史篇。
參考文獻：
[1]室外排水設計規范，2006.
