表面处理污泥（共12篇）
表面处理污泥 篇1
0 引言
随着国民经济持续稳步发展, 城市污水处理设施越来越多, 随之污水处理厂产生的污泥量急剧增加。特别是在我国经济水平发达的几个重要城市与地区, 据统计, 我国城市污水处理厂每年污泥增长率大于12%, 排放量为100万t左右, 怎样处置污泥这个问题已到必须解决的时候。大量的未经处理的污泥没有正常的出路, 已成为污水处理厂的沉重负担, 而且污泥中含有大量的有机物、重金属以及致病菌等, 不加处理任意堆放和排放, 对生态环境又造成新的污染, 使建成的污水处理厂不能发挥其彻底消除污染的作用。所以对污泥进行处理与处置已成为一个突出的问题。污泥处置方式很多, 但其焚烧是比较好的方式。
1 污泥焚烧的基本原理
污泥焚烧是指污泥在没有氧气或者氧气含量低时, 通过高温作用, 分解成气体、焦油以及废料残渣这几部分的过程。污泥焚烧的处理对象主要是经过脱水的泥饼, 脱水泥饼体积大, 同时含水率还是高达40%~80%, 若对其再进行干燥处理, 污泥含水率可降至15%~35%。为了更好地便于处理与处置, 进一步对污泥进行焚烧处理, 含水率可降至0。
2 污泥焚烧特点
污泥焚烧是英国、法国、丹麦、瑞士、德国等欧洲国家处理污泥的主要方法, 经过这些年来不断发展, 污泥焚烧技术处理污泥已经成为主要形式, 愈来愈受到世界各国的关注。这是由于焚烧法与其他方法相比具有突出的优点:
1) 焚烧能使污泥减少到最小体积, 解决了其他方法中污泥要占用大量空间的缺陷, 这对于日益紧张的土地资源来说是非常重要的;
2) 污泥处理效率比较高, 不需要长期储存及污泥中的有机物、水分焚烧后都会被分解, 只剩下很少量的无机物成为废渣, 因而最终需要处置的物质很少, 不存在重金属离子的问题, 焚烧灰可制成建筑材料等有用的产品, 是相对比较安全的一种污泥处置方式;
3) 污泥可就地焚烧, 不需要长距离运输;
4) 可以回收能量用于发电和供热。有一段时间这种处理方式被叫停, 因为焚烧过程中产生的浓烟引起环境污染, 但是随着科技的发展, 污染得到了更好的处理。并且焚烧之后留下的灰渣能够作为建筑材料使用, 也是一种很好的铺路材料。加上焚烧处理过程占地面积小, 相对于填埋污泥所需要的土地可以节省更多的土地资源, 处理速度也快, 节约了时间和成本。
3 污泥焚烧方法
污泥焚烧是污泥处理的一种工艺。它利用焚烧炉将脱水污泥加温干燥, 再用高温氧化污泥中的有机物, 使污泥成为少量灰烬, 是一种减量化、稳定化、无害化处理方法。这种方法可将污泥中水分和有机质完全去除, 并杀灭病原体。污泥焚烧方法有完全燃烧法和不完全燃烧法两种。
3.1 完全燃烧法
能将污泥中的有机质和水分全部去除, 杀灭绝大部分细菌和病菌, 并能最大限度地降低污泥体积。
焚烧污泥的装置有多种型式, 如竖式多级焚烧炉、旋转窑式焚烧炉、流化焚烧炉、喷雾式焚烧炉。旋转窑式焚烧炉, 主要用来处理有毒有害的化工废料、医疗垃圾、工业污泥等废物。主要燃烧设备是一个缓慢旋转的回转窑, 它的内壁采用的是耐火砖砌筑或用管式水冷壁, 用以保护外筒, 回转窑的直径为4 m~6 m, 长度约为10 m~20 m, 由托轮、挡轮作为支撑, 倾斜地放置。以污泥含水量的高低为依据, 选择顺流式焚烧系统, 被焚烧的烟气流动方向与固体流向相同, 回转炉本体大约以每分钟几转的转速缓慢转动, 内壁的耐高温抄板把污泥由下部带到上部, 再靠自重使污泥落下。在保证与空气充分接触的基础上, 污泥在筒内翻滚, 并且进行比较完全的燃烧。从滚筒一端将污泥送入, 再用热烟气将污泥干燥, 达到着火温度后燃烧, 再从筒体出口排出灰渣。污泥含水率过高时, 将筒体尾部增加一级炉排, 满足燃尽的要求, 通过一个垂直的燃尽室从滚筒中排出烟气, 烟气中的可燃成分在这里能够得到充分的燃烧。燃尽室的温度一般可控制在1 000℃~1 200℃之间。
回转式焚烧炉因为它能对物料连续翻动, 对于低热值的生活垃圾或污泥的焚烧较为彻底、有效。目前使用比较常见的是竖式多级焚烧炉。炉内沿垂直方向分4级~12级, 每级都装水平圆板作为多层炉床, 炉床上方有能转动的搅拌叶片, 每分钟转动0.5周~4周。污泥从炉上方投入在上层床面上, 经搅拌叶片搅动依次落到下一级床面上。通常上层炉温约300℃~550℃, 污泥得到进一步的脱水干燥;然后到炉的中间部分, 在炉内750℃~1 000℃下焚烧;在炉的底层炉温约220℃~330℃, 用空气冷却。燃烧产生的气体进入气体净化器净化, 以防止污染大气。这种焚烧炉多安装在大城市的污水处理厂。为了完全燃烧固体废物, 必须将燃烧室内注入空气。焚烧的最基本条件是:炉内氧气的浓度越高, 速度就越快, 燃烧就越充分。对具体的废物燃烧过程, 需要根据设备的类型和物料的特性等因素确定空气的气量。但除了空气在燃烧室内的分布, 还要注意空气供应充足, 燃料中氧气、空气的混合不充分会生成不完全燃烧产物。液体废物的燃烧中, 将其混合来加速废液的蒸发;固体废物的燃烧中, 湍流有助于破坏在颗粒表面形成燃烧产物的边界面, 提高传质速率和氧的利用率, 尤其是扩散速率等于控制速率的时候, 燃烧时间随着传质速率的增大而减少。近年来发展了高温分解法。污泥在缺氧条件下, 加热到370℃~870℃, 有机物质遇热分解为气态物质、油状液态物质和残渣。气态物质有甲烷、一氧化碳、二氧化碳和氢等, 液态物质有乙酸化合物和甲醇类等, 固态残渣最后成为含碳2%~15%的灰分, 分解时间约25 min。
3.2 不完全燃烧法
不完全燃烧也称湿式燃烧, 是指浓缩后的污泥 (其含水率约为96%) , 在液态下加温加压, 并压入压缩空气, 使有机物在物理化学作用下被氧化去除, 污泥的结构及成分也随之改变, 脱水性也大大提高。湿式氧化只能氧化80%~90%的有机物。常压下水的沸点为100℃, 为了使有机物氧化, 必须在高温高压下进行, 随温度提高, 氧化速率随之加快, 温度一般控制在200℃~370℃, 同时为了防止高温及氧化热使水分全部蒸发, 压力也需随之增加, 所需的氧化剂为空气中的氧或纯氧、富氧等。湿式氧化具有适应性强, 可氧化难降解的有机物;达到完全杀菌;反应在密闭容器中进行, 不产生臭气, 反应时间短, 有机物氧化彻底, 产生残渣量小。
焚烧后余灰可作为资源重复利用。如果仍含有重金属离子等有毒物质, 还须做最终处理, 固化深埋。
4 结语
从发达国家污泥处理处置的发展趋势来分析, 今后污泥处理处置的方向将会是土地利用和热能利用, 污泥填埋的比例也将大幅度地降低。污泥焚烧和热能利用将是污泥处理处置的发展方向之一, 污泥土地利用将会更为安全、更经济实用, 今后, 将会进一步提高污泥焚烧的比例。随着科学技术的发展, 该技术的应用前景也十分看好, 受到人们越来越多的重视, 并发挥越来越重要的作用。
摘要：根据污泥焚烧的基本原理, 总结了几个突出的优点, 对污泥焚烧的两种方法——完全燃烧法和不完全燃烧法作了详细介绍, 解决了污泥处理与处置的难题。
关键词：污泥,焚烧方法,污水处理
参考文献
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表面处理污泥 篇2
沼气污泥的应用处理
1前言 沼气工程在运行过程中将产生污泥,为了保证沼气工程的正常运行和处理效果,应定期或不定期地对沼气工程在运行过程中产生的污泥进行清掏,清除多余的.污泥.为了防止对环境造成二次污染,各地应根据周边地区的实际情况,安全、妥善地处置这些污泥.
作 者：朱定松 作者单位：温州市农村能源办公室,浙江,温州,325000刊 名：可再生能源 ISTIC PKU英文刊名：RENEWABLE ENERGY年，卷(期)：“”(1)分类号：X7关键词：
城市污水污泥处理技术 篇3
关键词:污水污泥处理 处理技术
中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0149-01
我国是一个淡水资源严重匮乏的国家,近年来随着人口的持续增长,工业化进程的加快,城市工业废水与生活污水排放量日益增大,建立污水处理厂已是实现水资源循环利用,缓解我国水资源匮乏现状的必要手段。据中国环境管理与政策研究所所长常杪的预测,“十二五”期间,我国城镇污水处理设施建设资金总需约为1539.69亿元,将主要用于污水处理厂的建设。而在我国现有的和即将建成的污水处理厂中,仍然采用目前世界上应用最广泛的活性污泥法处理工艺,该工艺最大的缺憾是在污水处理过程中会产生大量的污泥,其产生量相当巨大 ,约为处理的水体积的0.5%～1.0%左右。据不完全统计我国城市污水厂每年排放的污泥为420万吨,且以每年10%的速度在增长,而美国所累积的干污泥总量已达1000万吨,欧洲各国为660万吨,日本为240万吨。如果对这些污泥处理不当将对堆放和排水区周围的环境造成严重的二次污染,如何解决污泥对环境的污染问题,使其变废为宝,是摆在环境科学与工程界的一个重要课题。而在我国“重污水,轻污泥”观念一直长期存在,在已建成的污水处理厂中,有70%以上的污泥处理设施不配套,污泥处理方法简单,工艺落后。因此研究国内外污泥的处理现状,对我国经济的可持续发展具有重要的现实意义。
1 国内外城市污水污泥处理处置概况
(1)调质:调质是污泥浓缩和脱水过程中不可缺少的工艺过程,通过调质可改变污泥的理化性质,减少其与水的亲和力,提高污泥的浓缩和脱水效率。调质分为物理调质法和化学调质法两种,其中物理调质法又分为淘洗法,热处理法和冷冻溶解处理法等,目前我国主要采用化学调质的方法,而对于物理调质由于费用技术要求较高很少采用,但国外根据污泥的情况进行调质方法的选用,污泥的调质运用较为普遍。
(2)浓缩:初沉污泥国内外都广泛采用经济有效的重力浓缩来进行处理。而对于剩余活性污泥,由于其浓度低,有机物含量高,采用重力浓缩效果不好,国外主要采用气浮浓缩,隔膜浓缩,离心浓缩等方法来对污泥进行浓缩,污泥脱水处置较好,但设备复杂,费用高。近年来国外由于气浮浓缩污泥沉降效果较好,正成为污泥浓缩的主要方法。
(3)脱水:污泥浓缩后其含水率仍在95%左右,将其进行脱水处理后污泥的含水率可降至70%～80%,有利于后续处理。常用的脱水方法有自然干燥和机械脱水两种,目前世界各国普遍采用机械脱水的方法。常用的脱水机械有真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机和离心机。而近年来,转筒离心机和带式压滤机得到迅速发展,作为主要的污泥脱水机种在世界各国得到广泛应用。国内现有的污泥脱水措施主要是机械脱水,并且工艺还很落后,采用带式压滤脱水;而在自然干燥方面国外运用较多的脱水方式为干化床,但这种方法时间长,管理要求高,且产生恶臭,我国由于受到地区、气候条件的限制很少被采用。
(4)比较:通过上边三方面的比较,我们可以看出国内外污泥处理现状的差距及存在的问题:①存在着严重的重污水处理,轻污泥处理的倾向,致使我国污水处理厂的工艺很不完善。②污水处理厂采用的污泥处理技术落后。③污泥处理管理水平低,大部分污水厂的管理人员和操作人员的素质较差,缺乏管理经验,技术人员少。④设计水平低,建成后运行状况不佳,没有达到预期目的,造成人力、物力和财力的浪费。⑤投资低,国内污泥处理投资只占污水处理厂总投资的20%～50%,而发达国家污泥处理投资占总投资的50%～70%。
2 污泥处理技术研究的展望
(1)从近年来污泥的处理现状我们可以看出污水污泥正由过去不负责的向环境直接排放进行处理处置转化为今天的采用新工艺技术对污泥进行处理,并实现污泥的循环利用。这也从一个侧面反映出了人们对“地球上的一切资源都是有限的”这一论断的更深入的认识,对于今后污泥的处理技术工艺的研究也将朝着使污泥资源化,减量化,无害化的趋势发展。污泥利用率的提高是降低污泥治理成本的根本途径,在使污泥无害化的前提下提高污泥的利用率将是污泥技术研究的主要方向。
(2)目前從国内外有关污泥处理的研究动态,我们可以看到两类不同的处理途径:①是传统的将污泥实现再生利用的方式。如国外新近的电弧预处理,该技术强化调节和脱水过程研究,是国外污泥处理处置研究的一个重要动向,探索新的物理化学处理技术成为其特点。其中SUBIACO污泥转化处理厂的启动是其成功范例,首次将泥变油课题实现了大规模工业生产。Banerjee等还发展了一种新的节能活性污泥脱水系统,在该系统中;污泥被一个热表面(200℃左右)脉冲短暂压缩,在热表面和污泥之中产生的蒸汽又可以使污泥中的一部分水以液体形式脱出,利用这种方法可使城市污泥脱水率提高10%～15%,使污泥的处置费用有较大的降低。②是将污泥在污水处理过程中解决,使污水处理厂达到污泥减量化和无剩余污泥排放。如现今广泛研究的产用生物进行污水污泥处理就属于此类,其中的生物捕食法具有良好的前景。该方法原理是利用嗜热细菌或微型动物(原生动物和后生动物)在增设的消化池中使回留污泥液化和无机化,从而达到污泥减量和无剩余污泥排放,我国研究的BEM微生物无污泥污水处理技术就属于此类。除此以外近年来,臭氧污泥减量技术和膜分离污泥减量技术也得到了广泛的研究。其中2000年的〈水环境联合会技术文集〉(WEFTEC’2000)发表的污泥论文还提出了采用超声波,高温,机械粉碎,太阳能干化,自热好氧消化,热巴氏灭菌,热液氧化等处理污泥的新技术。
(3)我国正处于工业化发展阶段,污泥治理的研究才刚起步,处理技术还相当落后。所以政府应该加大对污泥处理技术研究的开发投入,进行新技术的推广应用,实现污泥处理的规模化,产业化,从而使得我国的污泥处理迈上一个新台阶,也为污泥得到更好的后续处置创造必要的条件。
参考文献
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污泥处理现状分析及处理方法 篇4
随着国民经济和科技水平的发展, 城市污水的处理率逐年提高, 城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加［1］。目前中国已建成运转的城市污水处理厂约427 余座, 年处理能力为113.6亿m3。根据有关预测, 我国城市污水量在未来20 年还会有较大增长, 2010 年污水排放量将达到440 亿m3/d;2020 年污水排放量达到536 亿m3/d。污泥的合理处理越来越引起人们的关注。现阶段我国主要通过微生物的代谢作用及物理化学方法将污水中的污染物大量转移到剩余污泥中, 其实质是污染物的相对转移, 即可溶性污染物转变为不溶的固体, 在水质得到净化的同时, 污水中的污染物作为污泥被分离出来, 可以说污泥是被浓缩的污染物。污泥的处理水平从一定程度上反映了污水处理过程中对环境的净化效果和对整个生态环境的保护程度。污泥的成分很复杂, 包括混入生活污水和工业废水中的泥砂, 纤维动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物, 由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物, 重金属元素和盐类, 少量的病原微生物寄生虫卵等综合固体物质, 有机物含量高, 容易腐化发臭, 颗粒较细, 密度较小。如果处置不当的污泥进入环境后, 直接会给水体、土壤、大气带来二次污染。一个城市的污水处理厂就不能充分地发挥其消除污染、保护环境的作用, 同时还将对生态环境和人类的活动构成严重的威胁, 所以合理地处理污泥是当务之急。
2 国外污泥处置现状
美国有约16000 座污水处理厂, 服务2.3 亿人口, 年产污泥量3500 万t (以80%的含水率计) 。建有650 座集中厌氧消化设施, 处理58%的污泥;700 座好氧发酵稳定处理22%的污泥;其余的以填埋为主。欧盟国家的50 000 座污水处理厂年产污泥量4000 万t (以80%的含水率计) 。有50%以上的污泥进行厌氧消化稳定处理, 其中英国的污泥厌氧处理达到66%。20%进行填埋处理, 20%进行焚烧处理, 填埋量在持续降低。德国的城市污水处理厂总规模达2800 万m2。污泥年产量1000万t (以80%的含水率计) 。污泥已经实现了100%的稳定化处理, 对稳定化和无害化提出了量化的约束性指标, 规模5000t /d以上的污水处理厂采用污泥厌氧消化稳定工艺, 通过回收污泥中的生物质能源可以满足污水处理厂40%~60%的电耗需求, 碳减排效益十分可观。污泥最终处置50%土地利用, 50%为焚烧或协同焚烧。污泥填埋有机质低于5%。统计显示, 大多数发达国家实现了污泥资源化处理。
3 我国污泥处理的现状及问题分析
据对我国的污水处理厂调查显示, 污泥的处理方法有所不同。69%的处理厂采用人工填埋技术, 23%的处理厂采用堆肥技术, 7%的处理厂采用焚烧技术, 1%的处理厂未配备稳定的污泥处理设备。
3.1 污泥焚烧
现阶段我国基本采用窑式焚烧技术、多炉膛焚烧技术、流化床焚烧技术、电炉焚烧技术［2］, 少量的采用低能耗等离子体焚烧技术［3］, 这些焚烧工艺的优势在于可以迅速、有效地使污泥达到无菌化、减量化的目的, 其产物为无菌无臭的无机残渣, 含水率为零, 对人类的生活危害较小, 且在恶劣的天气条件下不需储存设备, 并能达到污泥自持, 满足越来越严格的环境要求, 能充分地处理不适宜于资源化利用的部分, 污泥焚烧后的产物能充分地利用。干污泥颗粒用作发电厂的燃料掺和料, 通过干馏提取焦油和燃气污泥焚烧灰做水泥添加剂、污泥砖等建筑材料。但这些工艺缺点是重金属随着烟尘扩散而污染空气, 残余灰烬也富含污染物, 再进行填埋也会造成污染, 而且焚烧成本是其他工艺的2~4 倍, 且污泥必须保证比较低的含水率才能制成合成燃料。这就提高了污泥的脱水程度, 机械脱水成本比较高, 自然脱水成本低但时间长, 占地面积大而且晾晒期间的污泥腐臭气严重污染空气。
3.2 堆肥处理
传统的堆肥采用厌氧发酵技术, 自然通过风发酵技术, 在一定的时间内通过充气和翻垛达到通氧的目的, 操作简单, 但该工艺占地面积较大, 易产生臭气且时间较长、效率低下。随着科技的发展, 机械通风技术和高温好氧发酵法［4］广泛地应用到污泥的处理过程中, 实现了自动化处理程度高、周期短、日处理量大, 可以有效地控制臭气和其他污染物对环境造成的影响, 但是这种工艺的进程是很缓慢的, 且堆肥的肥效不能得到稳定的控制, 在用于农业生产过程中出现了烧苗的现象, 投资成本高, 又会造成能源的浪费。
3.3 传统填埋技术
据统计显示, 污泥的填埋主要分为2 种工艺:单独填埋和混合填埋。单独填埋是对污泥进行单独的处理, 与其他固废分开处理。混合填埋是将生活固体垃圾和污水处理厂脱水污泥一起进行填埋。2 种工艺的操作相对简单, 投资费用小, 实用性强, 但是严重地浪费了土地资源, 存在潜在的土壤和地下水污染, 减少了填埋场使用年限而且填埋周围的环境也会恶化, 还会有渗滤液和臭气的问题, 在许多国家和地区新建的填埋场遭到很多人民的坚决反对, 而从污水处理厂运输出来的污泥脱水后含固量低, 流动性大, 可压缩性差, 影响垃圾填埋压实, 简单脱水后的污泥普遍被填埋场拒绝。所以, 当今国家污泥填埋带来了严重的二次污染。
3.4 污泥的密封填埋
污泥不同于其他固体废弃物。有机质含量占污泥干重的38.4%±12.7%, 总氮量2.71%±1.35%, 全磷含量1.43%±1.16%, 全钾0.69%±0.27%。污泥中含有大量的厌氧微生物, 如以不同的形式存在于污泥中, 密度约为9500 个/L, 对污泥有机物分解起重要作用。
作用原理厌氧消化过程
第1和第2阶段
第3 阶段
4H2+CO2→CH4+2H2O
CH3COOH→2CH4+2CO2
首先对从污水处理厂运来的污泥进行密封处理, 减少挥发, 从而减少难闻气味和细菌对人类生活的影响, 也避免渗滤液给填埋带来的不便。将封闭后的污泥进行浅层的填埋。在封闭无氧的条件下污泥中的微生物利用有机质等进行生命活动, 不断地将有机物分解成氨基酸、脂肪酸、甘油、CO2及氢气等物质, 污泥中的能量将用于微生物的新陈代谢, 从而降低有机物的含量。微生物在生命活动过程中产生大量的热量和气体, 通过导气管及填埋场气体收集装置如抽气井等［5］排除污泥中的气体 (氢气、甲烷和水蒸气等) 进行处理。而作为一个孤立的系统, 污泥中的能量是有限的, 随着污泥中能量的降低和水分的减少, 微生物的生命活动受到限制, 微生物将大量的死亡, 污泥中的病原体等微生物将急剧降低, 起到杀菌作用, 减少污泥中微生物给人类带来的危害。经过长期的封闭后, 污泥则变为污染程度低、对人类危害小、且含有大量植物生长所需营养物质的有机肥。在填埋污泥的土地上可以种植树木等绿色植物, 使污泥中的营养物质得到充分的利用, 减少污泥对地下水的污染以及土地资源的浪费。密封填埋与传统填埋相比, 提高了对污泥污染物的处理程度, 对生态环境破坏小, 减少了污泥中污染物对人类生活的危害。
3.5 污泥处理问题分析
最近几年, 我国虽然对污泥问题高度重视, 但对污泥的本质缺乏深入的认识, 虽然我国主要大城市开始使用先进技术进行污泥处理处置规划, 对其技术方案进行了充分论证, 但关于污泥处理处置的技术路线, 目前存在2 个巨大的认识性错误。首先是资源化的认识。目前污泥处理处置技术的发展程度, 尚不能高效地实现能量回收和物质回用, 以实现经济效益和节约能源的效果。污泥的资源化必须总体考虑, 不能分割整个处理处置过程而强调某一局部单元工艺的效果, 从而得出污泥资源化的概念。部分决策者误认为污泥就是资源, 污泥的处理处置可以盈利, 对污泥处理处置认识误区将影响到整个体系的有效运行。其次, 不能结合中国的实际情况设计出合理的处理规划方案。设计合理的规划方案和监督管理体制是实现污泥的资源化处理和先进技术推广普及的重要环节。因为我国地域辽阔, 不同地区的自然环境、人文环境、产业结构和经济发展水平都不同, 各地区也应从自身特点出发, 采取适宜的技术路线, 以便因地制宜, 实现污泥的最大化处理。
4 结语
虽然污泥填埋没有最大限度地实现污泥的减量化和资源化, 但实现污泥的资源化利用是污泥处理的理想目标。通过对我国污水污泥的现状和经济状况的合理分析, 我国污泥的处理技术发展还面临着巨大的挑战。人们必须正确地认清污泥的本质, 加大投入, 使先进的技术在各个城市普及。用技术改变我国污泥处理现状, 做到低排放, 高回收, 最终实现保护环境的目的。
参考文献
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表面处理污泥 篇5
随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水厂的污泥产生量将有较大的增长，由此引起的二次污染问题已不容忽视。因此如何合理地处理、处置污泥，已成为城市污水厂和相关部门必需引起重视的问题。国内外污泥处理与处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(多为农用)、填埋及焚烧等，或用其中几个方法组合处置。应该说，对污水厂污泥的处理和处置，我们与先进国家相比，差距较大。
城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，含有大量的有机物、重金属以及致病菌和病原菌等，不加处理任意排放，会对环境造成严重的污染。对污泥处理总的要求是稳定化、无害化和减量化。
国家对城市污水污染控制的技术政策及新颁布的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918－2002)，对城市污水厂的污泥稳定和农田利用有明确的要求。但实际情况是，污水处理厂的建设往往只注意污水处理要达到排放标准。近几年，由于有脱磷脱氮要求，演变出不少污水生物处理工艺，而对污泥处理和处置，设计中一般只提将脱水污泥外运和综合利用，未计算其投资和经常费用，这势必会造成二次污染。处理厂建得越多，污泥的二次污染亦越广泛。未经稳定处理的污泥，因有机物含量高，极易腐败并产生恶臭，尤其是初沉淀池的污泥，含有大量病菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病的传播。
一、污水污泥的处理和处置
通常把污水厂污泥的稳定和脱水(一般脱水至含水率达70％～80％)称作污泥的处理；将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用，称为污泥的处置。如脱水污泥中有毒有害物质超过农用标准，就要考虑卫生填埋和污泥干化焚烧技术。从国外污泥处理的发展来看，无论在欧洲、日本或美国对污泥用于农田控制越来越严，而对污泥进行干化和加热处理的比例正逐年增加。
1.污水污泥的处理
污泥稳定处理有好氧稳定和厌氧稳定，好氧稳定有很多优点，但能耗很高，只有当污泥量较少时才采用。污泥厌氧稳定处理通常采用中温(35℃)厌氧消化方法。国内已有十几座大型污水处理厂采用此方法，污泥经消化后，有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，污泥消化过程中还产生大量沼气(消化降解1kgCOD可产生350L沼气)可以回收利用。
但由于消化装置工艺复杂，一次性投资大，运行有难度。污泥厌氧消化和沼气利用装置费用，约占污水处理厂投资和运行费的30％左右，而且大多需进口技术和设备。从调查已建消化池的实际运行看，只有少数达到预期的效果。有管理、设计问题，亦有沼气利用的经济性和安全性问题。比较好的如天津市东郊污水处理厂，该厂设计规模为处理城市污水40万m3/d，污泥日产2460m3(含水率96％)，产生沼气13300m3，供4台248kW发电机发电，日可发电27000度，并与市电并网。
污泥的稳定问题，除了采取污泥厌氧消化外，还应结合污水处理工艺中考虑少产生污泥和稳定泥质的方案。例如污水处理工艺设计中采用延长污水曝气时间，减少污泥的产量；设计参数中增加污泥泥龄(如泥龄20天以上)，尽量使污泥趋向稳定的污水处理工艺。对中小型污水处理厂来说，采用带有延时曝气功能处理工艺(如氧化沟等处理工艺)是可取的。有的污水处理工艺投资低(如AB法的A段)，而污泥量较多，增加了污泥的处理成本。故应当把污水处理和污泥处理统一考虑，一并计算投资和运行费用。
污泥的稳定并不等于污泥无害，用于农田还需要符合国家标准中关于污泥农用时污染物控制标准限值。见下表。其中对镉、汞、砷、苯并芘、多氯联苯的要求是比较高的，应该通过严格控制工业废水源头的排放，来控制污泥的性质。
国外在污泥稳定方面，除了用生物法(包括中温消化、高温消化及利用微生物和某些添加剂)外，还采用了化学法，有的将脱水后的污泥加盐酸调pH值至2～3，反应60分钟再加硝酸钠；
有的对脱水污泥添加石灰。后者在欧洲应用较多。
2.污水污泥的处置(1)制复合肥
按我国目前的经济条件，对多数污水厂(特别是大量小型污水厂)来说，污泥用于农田是比较可行和现实的方案。污泥中的氮、磷、钾和微量元素，对农作物有增产作用；污泥中的有机质、腐殖质是良好的土壤改良剂。污泥经适当浓缩、脱水后运至市郊或邻近省份作为农肥，是许多污水厂采用的方法。但农田施肥有季节性，不需要泥肥时，污水厂会泥满为患，影响正常运行。于是一些污水厂支付费用，让农民把污泥拉走，而不问其去向，这会造成二次污染。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
北京市环境科学研究院和北京市农业科学院合作，对北京市密云县污水处理厂的污泥，通过堆肥加工成复合肥，进行了用于农田的试验。该厂每天处理15000m3城镇污水，污泥产量5～6t/d(含水率80％)，由于采用酸化—好氧污水处理工艺，污泥质量不错。添加一定数量的N、P、K做成复合肥(N、P、K的比为1∶09∶04)，并直接造粒为污泥颗粒肥。通过在北京市大兴县庞各庄冬小麦田试验以及在温室内进行的油菜和玉米苗期盆栽施肥试验，均取得可喜的结果。由于是制成颗粒状污泥肥料，便于运输和贮存。
(2)卫生填埋
上海市对污水厂的污泥处置提出“处理一点，填埋一点，利用一点”的原则，上海市水务局组织对污泥处理、处置和利用的专题研究，提出污泥用作农田、卫生填埋和污泥焚烧点的布局和具体的分期实施方案，防止产生二次污染。这无疑是正确的举措。
上海白龙港大型污水厂，按卫生填埋要求建设污泥填埋场，根据污泥性质、含水率及力学特性等因素进行设计。填埋厂使用期为七年，填埋场底部设有盲管将渗滤液再回到污水厂处理。此
法占地大，运行工作量大，遇雨季污泥更难以压实，到使用期限后仍需另选场址。对大型污水厂采用污泥卫生填埋，是不得已的权宜之计。卫生填埋场的造价不低，国外对卫生填埋场还要有沼气安全收集系统，对分层复盖的泥土和排水、绿化有专门的要求。鉴于地价上升和填埋场有臭味，近几年来，无论欧盟国家或美国、日本，污泥卫生填埋的比例越来越小，美国已有的填埋场还将逐步关闭。
有些城市(如成都市)拟将污水厂污泥运至城市垃圾填埋场一并处置，这存在两个实际问题：一是管理体制上的问题。垃圾的中转站和填埋场的布点、设计和投资，属环卫局管理，而污水厂的污泥属市政系统管理，设计垃圾填埋场使用年限和布点距离未考虑接纳污水厂污泥；二是脱水污泥含水率过高。运往垃圾填埋场的污泥，要求含水率不大于30％，而目前污水厂的脱水污泥含水率在70％～80％，这类污泥不易碾压填埋，除非将污泥作适当干化或加石灰、絮凝剂处理。无论作何种填埋，污泥宜采取高干度脱水方案。
(3)干化、焚烧
国内近几年在一些大城市已建和正建一批城市垃圾焚烧场。但污水厂的污泥作焚烧处置，只有上海市石洞口污水处理厂(设计规模为40万m3/d)设有污泥焚烧炉装置，计划今年年底投产。焚烧炉采用国外技术在国内制造，污泥的干化和焚烧设备总投资为人民币8000万元，费用并不算高。
由于污泥干化和污泥焚烧相结合比单污泥焚烧一次性投资少，处理成本低，故污泥干化往往是焚烧的前处理。北京市清河污水厂二期工程和天津市咸阳路污水厂，拟先建污泥干化装置。污泥干化可使污泥含水率控制在10％～40％，减少了污泥的体积和重量，降低了运输费和填埋费，而且污泥的臭味大为减少。
干化装置分直接干化和间接干化，其能量消耗与污泥成份和水分有关。间接干化(利用沼气通过热交换器)一般推荐用立式干化装置，并选用流化床工艺。干化与焚烧串联工艺中，干化的程度
取决于污泥的热值和回收焚烧炉的热能，使干化的能量尽量平衡，不另外添加燃料。上海石洞口设计污泥的干化和焚烧，污泥热值高，能源平衡有余。污泥流化床焚烧炉，温度在800℃以上，炉内有砂粒循环使用，外排气体要适当处理。污泥焚烧炉远比垃圾焚烧炉的工艺简单得多，且污泥焚烧不会产生二恶英。下图是法国巴黎塞纳河旁Colombes污水处理厂的污泥焚烧炉和焚烧灰的除尘装置。
如脱水污泥与垃圾一并焚烧，国外的经验是每吨垃圾添加15％～20％含水率为30％的污泥。污泥的干化和焚烧，可能将是一些大城市大型污水处理厂的发展方向。当然，由于国外对焚烧炉排尘有严格的要求，除了采用电除尘，还要降温加温，加酸加碱，达到无烟尘的排放。
(4)填埋与焚烧的比较
上海和浙江一些单位作过污泥卫生填埋及焚烧处置的方案比较。其主要工艺流程为： 原污泥→浓缩→消化→脱水→卫生填埋
原污泥→浓缩→(消化)→脱水→焚烧→焚烧灰填埋
对于焚烧处理工艺，为了避免消化后污泥热值减少，也可以不作污泥消化处置。上述两个工艺的经济性比较结果，无论采用国产设备或进口设备，二者的处置工程费用基本相同。按国产设备对污泥进行处置，运行费用折成污泥干固体，处理总成本约为800元/t。以10000m3/d污水厂产生2吨DS计，每吨污泥处理成本约为016元，与国内大型污水处理厂污水处理成本(不计折旧和还贷利息)03～045元/m3相比，需增加成本35％～50％，这与国外的实例相当。
既然污泥的卫生填埋与污泥的焚烧其工程费和运行成本大致相当，那么，从污泥无害化和减量化看，焚烧方案有明显的优点。这亦是国外(特别是西欧和日本)污泥焚烧发展较快的原因。荷兰的污泥是100％采用焚烧处置的。焚烧后少量的泥灰可用于混凝土、砖瓦制品、路基路面的骨料和工程建设的回填土。
二、污水污泥处理和处置应注意的问题
1.设计城市污水处理设施时，要把工业污染源控制、污水处理工艺和污泥的处理和处置，作为一个系统来考虑。上海市对全市大小污水厂的污泥成份、数量进行分析，在此基础上，对污泥的处置作全面规划，协调多方关系，落实分期实施方案，这是正确的。不认真处置污水厂的污泥，污水处理是不完整的。
2.对污泥的最终处置，我们缺乏经验，如污泥的干化和焚烧装置的设计，比污水处理工艺复杂得多，我们应认真学习、引进、消化、吸收国外的技术和经验，同时要制订和完善污泥处置有关的法规和标准。我国一些污水处理厂的污泥消化、沼气利用装置，基本上都是引进国外的技术和设备。
3.采用多途径来解决污泥问题。大厂与小厂不一样，南方与北方亦不一样。有的地方污泥可与垃圾处置相结合，有的地方污泥可与发电厂燃煤相结合。对量大面广的小型污水厂的污泥，要总结农用的经验。在污泥干化和加热技术上，还可考虑利用太阳能、微波和湿式氧化等多种方案。有的污泥可与工业废水治理中的污泥一并处理。要善于总结各地的经验和教训，大力发展国产化设备，这是一项朝阳产业。要积极探索适合国情的低成本、无害化、多用途的污泥处理和处置途径。
三、某城市污水处理厂污泥处理处置方案的选择 1 城市污水处理厂现状 1.1 污水处理厂
该污水处理厂处理规模为16 万m3·d-1(分两期建设完成，其中一期为3 万m3·d-1，一期已经稳定运行4 年，现在正进行二期建设)，以城市生活污水为主,服务面积62km2，服务人口30 万人。二级处理,采用DE 氧化沟工艺为污水处理的主要工艺。
1.2 污泥基本情况
1.2.1 污泥的来源与性质
污泥主要来源于氧化沟工艺产生的剩余污泥，污泥颗粒细、比重小，含水率在99.2%~99.6%之间。污泥中含有促进植物生长的氮、磷、钾等营养元素，还含有寄生虫卵和病原菌等微生物，有机物含量约为50%~60%。受进水水质影响，污泥中还有重金属离子和有毒有害物质,但该城市规划区内工业企业较少，污水中工业污水所占比例一般不超过 10%，污泥中金属离子以及有害物质较少。
1.2.2 污泥产量污泥
干重25.6t·d-1, 含水率为99.4% 时体积为 4266.7m3·d-1，脱水后，泥饼含水率为76%~80%，体积约为106.7~128 m3·d-1左右。污泥处理方案的比选
污泥处理的目的主要有以下几点：稳定化使之消除恶臭；无害化杀死虫卵及病菌；减容化，运输降低含水率使之易于运输处置、利于实现污泥资源化。城市污水厂污泥稳定化技术主要有厌氧消化、好氧消化、污泥堆肥以及污泥焚烧等[2]。污泥浓缩、脱水以及焚烧是污泥减容的主要技术。无害化中主要采用生物法与化学药剂稳定法，国内外普遍采用生物法。生物法中主要有厌氧稳定，好氧稳定。结合污泥最终处置，该城市污水处理厂污泥处理有以下两种方案可供选择：污泥脱水方案，污泥消化后脱水方案。
两种污泥处理方案的工艺流程见图1、2。
由于该城市地处西北地区，一方面污水治理迫在眉睫，另一方面建设资金紧缺，如何确定污水处理的近期、远期目标就显的非常重要。传统活性污泥法(普通曝气法)、AB 法工艺、由于泥龄短，污泥没有达到好氧稳定，须采用污泥消化脱水方案，以达到稳定化，无害化的目的。而该污水处理厂采用的DE 氧化沟工艺中产生的剩余污泥由于泥龄长，已初步得到好氧稳定，剩余污泥中有机物含量较少，因此本厂拟采用污泥脱水方案，这样就大大降低了近期建设资金及运行资金，同时简化操作管理工作量。当然随着环保要求提高，经济实力增强，可以通过进一步延长污泥泥龄或增加厌氧消化装置来完成污泥稳定化，无害化处理。综上所述，目前该城市污水处理厂污泥处理推荐污泥脱水方案，同时可以查看中国污水处理工程网更多关于污泥处置方案的技术文档。污泥处置方案选择
为避免污水处理厂污泥对环境的二次污染，各国政府对污泥的最终处置十分重视，并根据各国的国情制定出污泥处置的法规和具体方案。欧美国家根据各自具体情况制定城市污泥土地利用技术标准。欧共体将污水厂和自来水厂污泥划为“特殊垃圾”(不是“危险垃圾”)，必须具有资
格的企业按照规定的程序进行妥善处理，不得弃置。填埋、焚烧、作农肥、投海和制造建筑材料等是目前污泥处置和综合利用的主要途径[3]。
卫生填埋始于20 世纪60 年代，是在传统填埋的基础上经过科学选址和必要的场地防护处理，具有严格管理制度的科学的工程操作方法[4]。污泥填埋是一项比较成熟的污泥处置技术，其优点是处理容量大、见效快、操作简单,但也存在一些问题，如合适的场地不宜寻找，污泥运输和填埋场地建设费用较高,有害成分的渗漏对地下水的污染，填埋场的卫生、臭气问题造成二次污染等。可见,填埋并没有最终消除污染，只是起到延缓的作用。该城市属于中等正在发展的城市，随着城市的发展城市人口不断增长，产生的生活垃圾量也随之增多，在该城市近郊正在筹建垃圾填埋厂，该垃圾填埋厂的容量只够该城市15 年的生活垃圾填埋量，而没有多于的容量用来填埋污水处理厂的污泥，近郊也没有合适的地方能够用来做污泥填埋厂。所以卫生填埋这种污泥处置方式在这个城市不能选择。
一般情况下，当污泥不符合卫生要求，有毒物质含量高，不能作为资源化利用，同时污泥自身的燃烧热值较大时，才考虑采用污泥焚烧并回收热量。污泥经焚烧后，产生的热能可用于发电、取暖等。焚烧的技术优势在于其处理的彻底性，可达最大限度减量化的目的，减量率可达到9%左右，其有机物被完全氧化[5]，重金属几乎全被截留在灰渣中。但焚烧存在以下几个问题：(1)焚烧所需投资大，设备需引进，运行管理复杂；(2)在焚烧过程中产生飞灰、炉渣和烟气，研究发现，在焚烧的灰渣中，尤其是飞灰属于危险废弃物，若处理不当容易渗漏而污染地下水体、附近地表水体和土壤，进而危害人类健康；(3)在排放的烟气中含有二恶英和呋喃等剧毒物质，产生二次污染；(4)污泥中的有用成分未得到充分利用, 浪费了大量有利于植物生长的营养元素。该城市污水处理厂在建设初期资金还比较紧张，还没有能力投资污泥焚烧，另外该污水处理厂产生污泥本身含有的有毒物质含量低，污泥有机成分低，自身燃烧值不大，所以不选择焚烧法作为其最终处置方式。
历史上，某些沿海地区，采用污泥投海的方法。而该城市地处内陆根本不可能采取投海的处置方式。对于制造建筑材料由于污泥是一种新型的原料，当地还没有具有这样技术的企业合作，所以也不可取。
一种回收处理含铜污泥技术 篇6
关键词：重金属、污泥、铜、处理技术
1. 前言
为处理电镀、制造、印染等行业产生的重金属废水，相关环保单位或企业每年均会产生大量含重金属（如铜、镍、锌等）污泥[1，2]，若不合理处置将造成严重资源浪费，并引发复杂的水、土生态环境问题[3]。可见，探讨合理处置含重金属污泥的工艺技术对回收重金属污泥中的贵金属以及预防其环境污染有重要意义。因此，本文以回收利用含铜污泥的工艺为例，介绍了一种回收处理重金属污泥的技术工艺，即“干燥-熔炼-精炼-电解”。
2.“干燥-熔炼-精炼-电解”技术工艺
2.1 干燥
印刷电路板业、电镀业、电线以及电缆业等重金属工业产生的废水中铜离子含量在几十至几百毫克/升之间，通常采用化学沉淀法或化学混凝法进行处理，处理过程中产生的氢氧化物沉淀即为含铜污泥，其含水率一般高达75%-85%。由于含铜污泥含水率较高，为保证后续工艺中燃烧炉的温度、炉料的透气性以及炉内热能的有效利用，首先将含铜污泥经回转窑干燥，使其含水率降至30%-40%。
干燥过程产生的废气由布袋除尘器和水浴除尘脱硫塔处理后经烟囱高空排放，废气中烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度均满足《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）第二时段二级限值要求。
2.2 熔炼
向干燥后的含铜污泥中添加石灰，并用压砖机制砖后送至熔炼炉进一步处理。熔炼炉由熔化和硫化两个分区组成，二者顶端各设一个加料口，分别用于熔化区和硫化区加料。将制成的含铜污泥砖由熔化区加料口加入混合炉内，同时将由石灰石、石英石和炭精构成的混合料由硫化区加料口加入混合炉内，从炉体侧部喷嘴鼓入富氧空气，使含铜污泥和混合料在激烈搅动的高温熔池中迅速完成脱水、熔化、造渣、还原及硫化等一系列过程，产出粗铜、冰铜和炉渣。熔炼炉一端设有电热区并配石墨电极，其可对熔体保温，以便粗铜、冰铜和炉渣更好的沉清分离。根据富集情况，粗铜、冰铜周期性地从出料口以浇铸块形式放出。
熔炼过程产生的废气由布袋除尘器和双碱法脱硫塔处理后经烟囱高空排放。废气中烟尘，二氧化硫，氮氧化物，铅及其化合物，砷、镍及其化合物，铬、锡、锑、铜、锰及其化合物排放浓度均满足《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）的最高允许排放浓度限值要求。
2.3 精炼
熔炼处理过程产生的浇铸块送入回转精炼炉进一步精炼得到阳极铜板，此过程产生的铜样表面较平直、皱纹细洁、断面呈玫瑰红色，亮星分布均匀，铜的品味可达到99%以上。
产生废气经布袋除尘器和双碱法脱硫塔处理后由烟囱高空排放，废气中烟尘，二氧化硫，氮氧化物，铅及其化合物，砷、镍及其化合物，铬、锡、锑、铜、锰及其化合物排放浓度均符合《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）的最高允许排放浓度限值要求。
2.4 电解
精炼过程获得的阳极铜板仍含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），因此需采用电解法进一步精炼。将阳极铜板被装入阳极洗槽，经水清洗后作为阳极，钛极板做阴极，以硫酸和硫酸铜的混合液做电解液。通电后，铜从阳极溶解成铜离子向阴极移动，到达阴极后获得电子在钛极板上析出，此过程制得的纯铜含铜可高达99.95%以上，其导电性满足电气工业要求。而这一过程中产生的黑铜、残极被送入回转精炼炉进行精炼，使这些废料转化为纯铜。
含铜污泥“干燥-熔炼-精炼-电解”处理技术（工艺流程见图1），该工艺已在广东省某环保有限公司实施，并产生良好的经济和环境效益。同时，广东省作为我国经济和工业的强省，对金属原料有较高的需求量，而目前相关原料供应不足，对金属废弃物的合理回收利用以及拓展金属原料的供应来源尤为重要。因此，本文介绍关于处理重金属污泥的技术工艺（干燥-熔炼-精炼-电解）有较大的应用和市场空间。
图1 含铜污泥回收处理工艺流程图
3. 结论
本文以含铜污泥为例，介绍了一种处理重金属污泥的的技术工艺，即“干燥-熔炼-精炼-电解”法，该法已在广东省某环保有限公司成功应用，该公司各排气筒中烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度均符合相应排放标准限值要求。
参考文献：
[1]牛樱，陈季华.剩余污泥处理技术进展[J].工业用水与废水.2000，31（5）：4-6
[2]陈涛，熊先哲.污泥的农林处置与利用[J].环境保护科学.2000，26（ 3）： 32-34
表面处理污泥 篇7
关键词：焦化废水,氨氮,EGSB反应器,微氧颗粒污泥,好氧污泥
焦化废水中氨氮污染物的含量较高, 我国焦化产业每年排放的氨氮量达到数万吨。众所周知, 氨氮是水体富营养化的主要因素;此外, 废水中氨氮具有不稳定性, 在亚硝化菌的作用下会转化成具有致畸、致癌作用的亚硝酸盐[1,2,3]。因此, 焦化废水中氨氮的去除至关重要。然而, 目前国内外常用的焦化废水的处理方法仍采用普通生物处理, 这些处理方法虽然能保证酚、氰等污染物处理效果基本达标, 但对出水中化学需氧量 (COD) 和氨氮的排放, 却很难达到排放标准[4,5,6]。颗粒膨胀污泥床 (EGSB反应器) 设有的回流系统和高效的传质效果, 对焦化废水中难降解污染物质的去除起到重要作用。同时, 采用微氧技术向EGSB反应器中充入适量氧气, 使EGSB反应器内形成厌氧与好氧共存的微氧环境, 这种微氧颗粒膨胀污泥床技术对焦化废水中难降解污染物质以及氨氮的去除提供了可能[7,8]。本课题组前期采用两级微氧EGSB反应器系统对焦化废水进行处理, 实验结果表明:该工艺对COD的去除效果较高, 但是对氨氮的去除效果不理想[7]。分析原因可能是微氧EGSB反应器中的微氧条件以及相对较高上升流速, 不能保证反应器内足够的硝化菌。考虑到硅藻土对废水中氮污染物有吸附作用, 因此本实验采用微氧颗粒污泥与硅藻土结合的技术, 并由好氧活性污泥与其协同处理的技术研究对焦化废水中的氨氮进行去除。
1 实验材料与方法
1.1 实验装置
本研究采用微氧颗粒污泥 (加有硅藻土) +好氧活性污泥的技术, 去除废水中的氨氮。将适量硅藻土加至图1的EGSB反应器 (微氧) 中, 焦化废水首先由该EGSB反应器处理后, 取部分处理水注入图2的量筒进行第二阶段的好氧去除研究。实验所用EGSB反应器高度为2.3 m, 有效容积为18 L。其中, 反应区高为1.7 m, 内径为100 mm, 有效容积为12 L;沉淀区高为0.6 m, 内径为140 mm, 有效容积为6 L。具体的工艺流程如图1所示。该工艺的曝气头设在回流柱中, 借助回流作用保证反应器内的微氧条件。实验的好氧处理阶段是在量筒小实验中完成, 如图2所示。
1.2 实验材料
1) 微氧颗粒污泥。实验所用微氧颗粒污泥包括两种:一种是本课题组在前期微氧EGSB反应器处理焦化废水研究中已经培养驯化成功的颗粒污泥;另一部分是后期培养的消化污泥。前期污泥由市政消化污泥经焦化废水驯化所得;后期污泥由焦化厂泥饼及污水处理厂消化污泥共同培养所得。
2) 焦化废水。取自太原煤气化集团第二焦化厂的调节池内焦化废水, 该水质基本参数为:COD浓度为1 100 mg/L~2 900 mg/L, 氨氮浓度为50 mg/L~260 mg/L, p H值为8.3~9.2。
3) 好氧活性污泥。实验所用好氧活性污泥是在温度选取35℃时, 将焦化厂泥饼和市政消化污泥, 以及生活污水接种所得的种泥, 经过20 d培养出的消化污泥, 该活性污泥呈棕褐色, 并且呈絮状体。
注:1—进水桶;2—上水提升泵;3—高位水桶;4—进水蠕动泵;5—EGSB反应器;6—保温棉;7—取水样口;8—气体吸收瓶;9—回流柱;10—出水;11—曝气头;12—回流泵
1.3 分析项目及方法
氨氮 (NH3-N) :纳式试剂光度法;溶解氧 (DO) :碘量法。
2 实验结果及讨论
1) 好氧污泥协同微氧颗粒污泥对焦化废水中氨氮去除效果的研究。
颗粒污泥 (微氧) 处理阶段, 采用连续进水、连续出水的运行方式, p H控制在8.7~9.2, MLSS平均值取31.7 g/L, 进水T取23℃~29℃, 曝气量取10 000 m L/min, 反应器内水温由水浴锅控制在25℃左右。另外, 第1天向反应器中投加硅藻土60 g, 第2天开始每天投加6 g, 当整个微氧、好氧系统将氨氮去除效果达标后, 中止继续加入硅藻土。在好氧活性污泥系统中, 采用间歇进水、间歇出水的方式, MLSS平均值取21.65 g/L, 实验T取30℃, 进水p H设定为8, 曝气量取2 000 m L/min, 每天连续曝气18 h以保证反应器中DO浓度大于2 mg/L。停止曝气后静沉30 min, 取上清液分析。实验结果见图3, 图4。该实验结果显示, 好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术对氨氮的总去除率达到87%~99%, 出水中氨氮浓度降至0.2 mg/L~10 mg/L, 满足氨氮浓度低于15 mg/L该一级排放标准。因此, 采用好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术处理焦化废水, 可使出水中氨氮浓度达标。
2) 曝气时间在好氧污泥处理阶段对氨氮处理效果的影响。
取微氧EGSB反应器出水500 m L, 将其p H值调至8.0, 注入好氧量筒内进行好氧处理, 反应温度控制在30℃, 曝气量取2 000 m L/min, 曝气T依次取2 h, 6 h, 18 h及24 h。研究曝气时间长短不同, 好氧系统对氨氮去除效果的影响。同样的方法取3次水样做该实验, 实验结果见图5。
实验结果显示, 曝气时间为2 h, 6 h, 18 h, 24 h, 氨氮去除率分别为15%~22%, 24%~47%, 88%~97%, 96%~99%。在好氧系统中, 氨氮的去除率跟曝气时间有关, 并随曝气时间的增加而提高, 当曝气时间为18 h~24 h时, 氨氮的去除效率高, 去除效果好。分析该原因为:反应过程中曝气时间的适度增加, 可以提高好氧系统中DO的含量, 当该含量达到适宜的范围, 将利于好氧阶段硝化细菌的硝化作用, 最终达到氨氮得以高效去除的效果。
3) p H值在好氧活性污泥系统中对氨氮去除效果的影响。
从微氧EGSB反应器中取出水水样1 500 m L, 将该水样平均分为3份, 3份水样的p H值分别调为5.8, 8.0, 9.5之后, 注入3个相同的好氧系统中。反应T均取30℃, 曝气量取2 000 m L/min, 曝气T取18 h。观察研究好氧处理系统中, 不同p H值对氨氮去除效果有无影响。同样的方法取3次水样做该实验, 实验结果见图6。
实验结果显示p H值取5.8, 8.0, 9.5时, 氨氮去除率分别为52%~59%, 86%~93%, 53%~62%。当p H值取8.0时, 系统对氨氮的去除率明显超出p H值取5.8或9.5。分析该原因为:在好氧反应过程中, 硝化菌发挥作用的最佳p H范围为8.0~8.4。若p H值低于或者高于这个范围, 硝化菌的活性都会大幅度降低, 从而降低好氧阶段对氨氮的去除率。
4) 短期的系统停止运行, 对好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术去除氨氮效果的影响。
当好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术去除氨氮的效果达到高效、稳定运行后, 继续运行1周, 之后将整个系统停止运行1个月。再次重新启动该系统, 观察系统停止运行对氨氮去除效果的影响。实验结果见图7, 该数据是系统重启3 d后开始取水样测得。
实验结果显示, 微氧颗粒污泥阶段氨氮的去除率为8%~36%, 好氧污泥阶段氨氮的去除率为76%~99%, 好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术对氨氮的总去除率为87%~99%。测定数据开始的前3天, 好氧阶段对氨氮的去除率低于80%, 而从第4天起, 氨氮去除率提高至80%以上, 去除率也保持稳定。分析该原因为:1个月对整个系统的停止运行, 对微氧颗粒污泥处理效果没有明显影响, 但会影响到好氧污泥的活性, 该好氧污泥会在短时间内恢复其活性。总的来说, 好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术在短期内停止运行, 对整个系统去除氨氮效果没有明显影响。
3 结语
1) 好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术处理焦化废水时, 对废水中氨氮的去除效果较好, 并能保证出水氨氮浓度满足GB 8978-1996污水综合排放标准一级排放标准。2) 在好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术处理焦化废水时, 好氧系统曝气时间对氨氮去除效果的影响较大, 当曝气时间为18 h~24 h时, 氨氮去除效果最佳。3) 在好氧污泥协同微氧颗粒污泥技术处理焦化废水时, 好氧系统p H值对氨氮去除效果的影响较明显, 好氧系统最适宜的p H值应控制在8.0~8.4。4) 当整个系统运行稳定后停止运行1个月, 对整个工艺的再次启用及处理效果不会产生明显影响, 并且好氧污泥活性的恢复比较快。
参考文献
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[8]耿炤宇.处理焦化废水微氧EGSB反应器启动和运行特性研究[D].太原:太原理工大学环境科学与工程学院, 2011.
广西规范污泥处理标准 篇8
近日广西壮族自治区住房城乡建设厅出台了《广西城镇污水处理厂污泥产物土地利用技术规范》, 明确了今后未经过无害化、稳定化处理的污泥产物将禁止进行土地利用, 以防止二次污染。
广西将严格控制污泥产物的重金属和有机污染等有毒有害物质浓度, 禁止未经无害化处理的污泥通过与土壤掺混或覆土填埋等简单方式直接在土地中消纳。对于有毒有害污泥产物进行无害化处理后不达标的、未达到污泥稳定化和无害化技术的污泥产物, 同样禁止进行土地利用。对于达标的污泥产物, 广西将根据其理化性质和成分划分为A级和B级。A级污泥产物土地利用的途径主要包括园林绿化、林地利用、土壤改良、农业利用等所有作物, 并仅限做基肥施用。B级污泥产物则用于园林绿化、林地利用、土壤改良以及不涉及食物链的农业利用。
广西还鼓励符合标准、风险可控的污泥产物进行土地利用, 尤其是用于林地、土地改良和园林绿化。
制革污泥处理方法综述 篇9
目前, 中国是世界范围内皮革制造和出口大国。皮革工业的快速发展带动了一方经济的发展, 也严重破坏了当地的生态环境。制革过程中产生大量的污水和污泥, 据不完全统计, 每生产1吨牛皮产生大约30至50立方米的污水以及大约150公斤的污泥。目前, 我国“三废”治理的重点在污水治理, 相对而言, 污水处理技术也更为成熟, 对随之而来的污泥处理起步较晚, 也没有引起足够的重视, 因此制革污泥的环境污染存在较大的隐患。现制革行业产生的大量污泥仍处于无秩序处置状况, 对于河流、湖泊、地下水等水体的污染存在潜在的威胁, 已经成为严重的环境问题, 我国不乏因制革污泥处置不当造成的环境污染事件。
河北省辛集市是国内较大的皮毛集散地和商埠重镇, 皮革是其最大的特色优势产业, 素有“辛集皮毛甲天下”的美誉, 曾被中国轻工业联合会, 中国皮革工业协会命名为“中国皮革皮衣之都”, 然而, 随着生产规模的不断扩大, 制革工业的环境矛盾也日益显露出来, 甚至愈演愈烈。锚营制革工业区位于河北省辛集市锚营村西侧, 是辛集市三大制革工业区之一, 该工业区内拥有近200家企业, 绝大多数企业从事皮革的生产、加工。工业区内虽设有污水处理厂对园区内的制革工业废水进行处理, 制革废水处理后产生的大量污泥却没有得到有效地处理, 而是在农田中随意填埋, 给农村环境造成了严重的破坏。我国因制革污泥没有得到有效地处理所引发的环境污染事件不在少数, 为了减少甚至避免制革污泥的污染侵害, 需要加强对制革污泥处理的重视, 下面对制革污泥的特点、危害, 含铬污泥处理技术、制革污泥处置现状和趋势进行阐述。
2 制革污泥特点及危害
由于制革类型、生产工艺及污水处理方法的不一致, 污泥成分有较大的区别, 根据固态物得到的方式不同, 主要有:初沉池中的原始污泥;化学处理后污水中原始污泥;酸化去除硫化物、脱毛废液在pH=4时得到的污泥;在不同处理方法中进一步处理得到的二级处理或生物污泥。
制革污泥中含有大量的重金属, 铬的含量最高, 一般达到10~40g/kg (干重) , 主要与铬鞣液在废水处理中未实现厂内分离有关。其次, Al、Zn、Fe的含量也很高, 这些元素来自于制革工艺各工段加入的各类化学品, 或是多金属鞣制工艺带入的。Ca来自脱灰工艺, 使污泥中含盐量相对较高, pH值偏碱性。有些制革污泥中发现有一定量的Pb, 其浓度虽然较低, 但进入环境后其风险却远远高于其他重金属。
因此, 制革污泥如果未经前期分段废水处理, 对环境的污染是非常严重的, 属于危险性工业固体废弃物。
3 国内外含铬污泥处理技术
目前我国皮革行业废弃物中的胶原蛋白类、油脂混合物等有机污染物以及铬、钙、钠的氧化物、硫化物、硫酸盐和少量其他重金属盐在堆放过程中发生分解、迁移, 产生渗析水分, 并将其中的重金属 (特别是铬) 溶出, 从而污染环境, 只要有三价铬的存在就有可能形成毒性较高的六价铬。污泥填埋后, 如果防渗措施不当最终将影响到地下水, 对环境产生严重危害。另外, 含硫化合物的污泥在堆放过程中会放出大量的毒性气体硫化氢, 环境污染不说, 还会危害人体健康。因此, 现如今的污泥处理已成为制革企业乃至整个行业迫在眉睫的事情。
3.1 制革污泥处置
(1) 焚烧。焚烧可破坏制革污泥中所有的病原体并完全氧化有毒的有机物, 还可以通过燃烧回收能量, 但缺点是浪费资源、技术要求和处理成本高、产生新的废气对空气有污染、另外还会产生其它新的有害物。检测表明, 焚烧后的灰分中含有大量的六价铬, 灰分必须作为有毒物进行二次处理, 因此这种方法是目前比较昂贵的处理方法。 (2) 填埋。目前制革污泥进行填埋处理的比例较大, 需要有防渗、防污处理措施。由于制革污泥有不良气味, 还须将其作为特殊垃圾填埋。由于填埋仍存在较大的污染空气以及地下水源的可能, 并且需占用大量土地, 是一种消极的处理方法。
3.2 制革污泥农用
制革污泥中所含的氮、磷、钾和有机质对农作物的生长非常有利, 因此, 可将其进行无害化处理后, 作为农家肥进行二次利用。目前堆肥处理应用最为广泛。
3.3 制革污泥材料化利用
(1) 制砖。国内部分企业将制革污泥掺入粘土烧结红砖, 烧结过程中部分Cr3+转变成Cr5+, 铬浸出的浓度低, 不会二次污染自然环境, 恰恰迎合了环保要求。但是, 如果建材达到使用年限成为固体废物, 还是会污染自然环境。而且, 我国对制革污泥转化为建筑材料有一定要求, 尤其是铬含量的要求较为严格。 (2) 制轻质陶瓷。我国目前以污泥为原料研制成功的陶粒和陶粒空心砖已开始应用在建筑行业。相较于黏土实心砖来说, 陶粒空心砖的强度更高、质量更轻, 而且兼具抗震和保温隔热功能。陶粒空心砖代替取代黏土烧结实心砖应用在建筑施工中, 不仅能降低能耗, 减少钢材使用量, 而且有助于节约土地, 避免对污染环境。从整体来讲, 经济效益和社会效益都有所提升。
3.4 制革污泥原料化利用
制革污泥具有一定热值和粘结性。用它做粘结剂, 能使高温下型煤的内部孔结构得以改善, 提升型煤气化反应性及其炭化率, 污泥热值也得到了应用。
3.5 制革污泥能源化利用
(1) 制沼气。近年来污泥消化技术水平有了大幅度提高, 采取一些高效消化方法, 减少发酵时间, 提高了甲烷的发生量及消化率, 大幅降低了技术成本。 (2) 热处理制燃油。污泥低温热解是利用污泥有机质在加热条件下的部分热裂解过程, 产生污泥衍生燃料的技术。经此过程, 污泥转化为燃烧特性优越的油、炭和可燃气。该技术是一个能量自给有余的过程, 并可有效地控制重金属的排放, 有可观的应用前景。 (3) 燃烧发电。国内一些高等院校对煤和制革污泥进行工业分析和元素分析, 发现混烧表现出的着火和燃尽、最高燃烧温度等燃烧特性在某些方面优于污泥或煤单独的燃烧特性。美国Hyder公司提出了一种将污泥 (已经机械脱水过) 首先进行热干燥, 然后再在沸腾炉中燃烧产生高压蒸汽, 推动蒸汽机发电的综合系统。和焚烧系统相比, 全年处理9.5万吨干污泥, 可节省资金60%。
3.6 制革污泥处置现状及趋势
目前, 我国制革企业处理制革污泥多采用填埋的方式, 防渗措施并不到位, 可以说国内多以牺牲自然环境的方式来换取皮革工业的发展。如何扭转这一增长形势, 平衡皮革工业发展与生态环境之间的关系, 必须在制革污染的防治上下功夫。若制革污泥处理不当, 就可能造成污染物侵入周围的水体和土壤, 对周边的自然环境造成二次污染。要使国内制革工业健康有序地发展, 业界必须高度重视制革污染的防治与处理问题, 本文作者认为应重点加强如下几个方面的工作。 (1) 源头把关。采用清洁生产工艺, 按行业标准选用合格的原料和制革工艺, 从源头起对污染物严加管控。在生产过程中, 必须分段处理制革废水, 不宜掺用有毒化学品, 综合运用分流处理工艺, 对鞣革废水中的铬进行回收, 经无害化处理后进行二次利用, 避免其污染土体和水源。 (2) 末端治理。针对不同的制革生产工艺, 加强对相应的制革污泥处理工艺的研究, 避免同一化、模式化地处理, 而是采取有针对性的行之有效的污泥处理技术。综合分析目前国内外的制革污泥处理方法, 制革污泥的资源化利用是制革污泥处置与利用的有效途径, 并将成为制革污泥处理的发展方向。 (3) 政策支持。在改革和完善我国制革污泥处理技术、处理工艺的同时, 政府部门应当加强对我国制革企业的环境管理, 加大对重点污染企业的监察力度, 对制革企业污染治理给予积极的引导和技术支持, 切实保障制革污泥能够得到有效地处理。 (4) 法律保障。积极将司法保护纳入我国环境保护领域, 行政、司法双管齐下, 对于严重的环境破坏行为采取司法手段给予严厉地惩处, 充分体现法律的震慑作用, 切实把好杜绝环境污染的最后一道关卡。
摘要：介绍了制革污泥产生的来源、特点及其危害, 重点综述了国内外制革污泥的处理方法, 分析了制革污泥处理现状及趋势。
关键词：制革污泥,处理
参考文献
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[2]孙剑棠, 周国华.制革污泥的处理方法[J].中国皮革, 1984 (07) .
含油污泥固化处理技术研究 篇10
由于产生含油污泥的工段不同,组成差别较大,处理方法也不尽相同。 本文对含油污泥中的油含量和渣含量进行分析,通过测试抗压性来验证固化砖块的实用性,通过实验得出含油污泥在制砖中的最佳比例,以及含油污泥的比例对砖块的抗压性能的影响,达到含油污泥资源化的目的。
1 实验部分
1.1 实验材料
试验所用污泥取自某油库,含大块油泥团,其颜色呈棕黑色,具有油性气味,含油污泥的含油量与含渣量未知。实验所用黏土取自某砖厂,其颜色为红色,呈块状,实验时将其敲成粉末状。
1.2 测含油量
取含油污泥两桶,用红外油分析仪(ET1200, 上海欧陆有限公司)测其油含量。为减小实验误差,本次实验取每桶含油污泥3组,分别取上中下三层为三组,每组再各做三次实验。具体操作如下:
萃取:用200 mL烧杯取含油污泥a(g),加入100 mL四氯化碳溶液,用玻璃棒搅拌5 min来萃取油泥中的油。
稀释:取经搅拌后的该溶液上层5 mL,倒入搅拌烧杯中,加入200 mL的四氯化碳溶液,机械搅拌4 min。
除水:取漏斗一只,用滤纸装无水硫酸钠,调节烧杯分液开关使液体呈滴状留下,过滤掉萃取液中的水分。
测油:取除水溶液15 mL,放入红外油分析仪中,测得萃取液中的油浓度b(mg/L)。
计算:由含油浓度计算油泥含油量:
X=[(b×0.1)/(a×1000)]×100%
1.3 测含渣量
取上述含油污泥两桶,采用煅烧法测含油污泥中的含渣量。同上述实验每桶含油污泥共做3组实验,分别取上中下三层为三组,每组再各做三次实验。实验具体操作如下:
取样:用坩埚取含油污泥a(g)。
煅烧:电磁炉设置温度200 ℃,将坩埚放置好烧2～3天,至坩埚内无可见蒸发物,即坩埚及残留物质量达到恒重。
冷却:将坩埚移至保温箱中冷却1天。
称重:将冷却到室温的坩埚取出,用电子称称量坩埚中剩余物质量b(g)。
计算:计算油泥含渣量:
Y=(b/a)×100%
1.4 固化制砖
实验中将含油污泥与黏土按比例混合,分别固化烧制成砖块。实验中采用相同规格的制砖模具,煅烧时控制相同温度和时间。实验按油泥与黏土的混合比例不同分组实验,每组又取不同桶油泥,及做一组平行实验。实验按油泥与黏土比例分为五组,分别取0:10,1:9,2:8,3:7及4:6,混合物总质量为1000 g。实验具体操作如下:
将块状黏土敲成粉末状,用细滤网过滤备用,以便油泥与黏土的充分混合,如图1所示。
第一组:取1000 g黏土,加水混合为稀泥,静置一天以减少砖块中的水含量。利用长方体模板将其固定成砖块,如图2所示,常温静置3～5天,待固化成型后,放入煅烧炉(型号10-12,沈阳市节能电阻炉)中煅烧1天,然后取出移至常温箱中待用。该组作为空白对照。
第二组:取A桶和B桶油泥各100 g,分别与900 g黏土完全混合为稀泥状,静置一天。利用长方体模版模版将其固定成长宽高的含石油污泥砖块常温静置固化3～5天,待固化成型后,放入煅烧炉中烘烧一天,取出移至常温箱中标记待用。
第三组取:油泥:黏土为2:8;
第四组取:油泥:黏土为3:7;
第五组取:油泥:黏土为4:6;
操作方法同上,每个比例砖块至少得成品一块。
1.5 砖块抗压实验
将实验制成的含油污泥砖块,利用打磨机,磨砂纸,打磨成长宽高分别相等的长方体砖块(10.5 cm×10.5 cm×6.5 cm)。用5 kN金属膜片耐压力测试仪(WDS-W,济南中创工业测试系统有限公司)分别对各砖块进行抗压实验,记录各组砖块的抗压能力及形变情况。
2 实验结果与讨论
2.1 含油量对固化的影响
由图3,图4可得:A桶含油污泥平均油含量22.18%,B桶平均油含量31.36%。A桶含油污泥的含油量较B桶低,两桶含油污泥的含油量都较高,直接露天堆放会对环境造成污染。在实验制砖过程中,含油量较高的一组砖块成型所需时间更长,且在煅烧固化过程中失败率更高。随着含油污泥的比例增加(从2:8以上),制砖所需时间增加,且实验失败率也增加。
2.2 测含渣量结果
由图5和图6可得:A桶含油污泥平均渣含量5.21%, B桶平均渣含量5.94%。B桶含油污泥的含渣量较A桶高,两桶含油污泥的含渣量都较低。在实验制砖过程中,虽然两桶油油泥含渣量不同但相差不多,对砖块固化基本无影响。
2.3 砖块成型时所受压力影响
为验证是砖块成型时所受压力过小导致实验失败,做一组同等比例同种含油污泥的对比实验。取A桶油泥,按1:9的比例同种实验方法与黏土混合,和成稀泥状,取同种模具两个,一块砖成型时用1000 mL烧杯装500 g黏土压制,另一块砖用1000 mL烧杯装1000 g黏土压制,凉干后采用同种方式烧制。实验证明,所受压力小的砖块如图7所示,表面有气泡,有可见细小裂痕,所受压力稍大的砖块如图8所示,气泡较小,无可见裂痕。为保证实验成功率,所有实验砖块采用较大压力压制。
2.4 砖块烧制时放置方式影响
为验证是砖块烧制时放置方式导致实验失败,再做一组同等比例同种含油污泥的对比实验。取A桶油泥,按1:9的比例同种实验方法制作两块砖,放入电阻炉时,一块水平放置,一块竖直放置。实验证明,水平放置的砖块表面完整,无裂痕,而竖直放置砖块有块状脱落如图9所示。为排除由砖块放置方式引起的实验失败,以及保证较高成功率,所有砖块水平放置煅烧。
2.5 砖块抗压实验结果
将如图10所示的实验砖块进行抗压实验,结果如图11～图15所示。
由图11～图15可得到加了含油污泥的砖块抗压性能比未加的砖块明显提高,但超过2:8这个比例后抗压性能就会下降,但仍比未加油泥的砖块耐压。
同组对比显示,含油量与含渣量较高的B桶含油污泥所固化的砖块,较A桶的抗压性能更高。
3 结 论
(1)随着含油污泥的含油量和含渣量的增加,制砖成功率减小,当比例达到2:8时是实验最佳比例,再增加含油污泥比例后,砖块中含油量过多,不宜成型凉干和煅烧,且在密闭炉中煅烧时极易引起燃烧,甚至爆炸。即当含油污泥比例超过2:8时,就不宜再采用该固化法处理含油污泥。
(2)含油污泥的比例达到2:8时砖块的抗压性能最好,即在保证砖块制作工艺安全情况下,可最大量的混合含油污泥。
(3)综合考虑,含油污泥固化制砖的最佳比例为2:8,易成型固化,抗压性能较好。
含油污泥无害化处理技术探讨 篇11
【关键词】含油污泥；无害化；处理技术
【中图分类号】 U473.1+1【文献标识码】B【文章编号】1672-5158（2013）07-0294-02
1 污泥的组成
1.1 含油污泥质量组成
分别取清罐后的污水沉降罐底部沉降污泥、油水分离器底部沉降污泥以及污水回收池底部污泥，进行含油污泥的质量分析。污泥质量组成分析数据见表1。从表1中分析数据结合现场实际调查情况可知，油田各种水处理构筑物清罐底泥含油量数值范围大部分在15%～40%之间。
1.2 含油污泥主要污染物成分
含油污泥中含有大量的阳离子，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+等以及阴离子如Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-等，而且还含有少量重金属离子，如Cr3+、Cu2+、Pb2+、Hg2+、Ni2+和Zn2+等。含油污泥中重金属含量分析结果见表2。由于油泥不同，测定结果范围也不同。
从（表2）数据可以看出，污泥中的主要重金属污染物均小于农用污泥污染控制指标。而污泥排放中矿物油既含油指标超标严重。因此，污泥处理的主要目标是去除污泥中的含油。
含油污泥中自然存在的有机化合物主要有四类：芳香烃和脂肪烃、极性化合物、脂肪酸和环烷酸。从测试结果可知，含油污泥中脂肪烃和环烷烃的碳原子为C12-28同分异构分子量差别较大，碳原子低于5的脂肪烃极易溶解于水中，是主要的挥发性有机碳，测试的污泥含油中已没有轻组分。测定显示，芳香烃化合物和脂肪烃化合物在含油污泥中含量较高，而极性化合物和脂肪酸化合物量相对较少（见表3）。
1.3 含油污泥矿物组成及粒径
对样品一、样品二和样品三的含油污泥，处理后泥土矿物组成进行测试，结果见表4。
从表4可知，污泥中主要矿物组成是伊利石和高龄土，其含量占到总量的90%以上，蒙脱石+伊利石与蒙脱石+绿泥石含量之和不到总量的10%。上述测试数据结果与普通天然岩石中胶结物矿物组成测试结果是一致的，表明采出污泥的主要矿物组成是经注入水或注入聚合物溶液冲刷、脱落而被带出地面的油藏岩石胶结物。
1.4 污泥中油组分与原油组分比较
普通原油和污泥样品分离出的原油性质见表5。从表5数据看出，采出污泥中分离出的原油性质与普通原油性质相似没有明显变化，不影响原油的正常利用，只是原油中重质成分有所增加，导致粘度、凝固点、含硫和残碳量略有增加。
2 处置工艺
拟接受含油污泥分为80%的罐底油泥、20%的其他类型油泥，经过预处理的罐底油泥减少到处理前的50%，剩余污泥直接生物处理。工艺处理方案如（图1）所示：
待处理的含油污泥不仅是清罐油泥，还包括其它类型含油污泥，各类油泥经过检验后分类储存，通过加热预处理分离部分环保生物油和大块无机质，同时为热化萃取和生物环保降解根除技术提供前提条件。
由流程图可以看出本项目主要生产工序有含油污泥储存池、油泥前处理、上料、油水泥分离、静置脱水、油水分离、成品罐等部分。
（1）含油污泥储存池
含油污泥产生单位通过汽运运至本项目区，卸至含油污泥储存池，备用。
（2）油泥预热池
污油储存池内的油泥，用螺杆输送机送至油泥预热池，油泥预热池利用蒸汽加热，温度保持在70℃～80℃，加入破乳剂使原油充分破乳，油分子链中的油包水囊体松散，降低其表面张力，改变基本特性。在水相介质中，利用密度之差使其产生相间分离，从而油、水、泥达到分离效果。
（3）静置脱水
油、水、泥分离后，通过离心式输油泵输送到静态混合器，再输送到沉淀池进行静置脱水，通过静置脱水后废水中含油约3%以下。
（4）油水分离
静止脱水后的再生油使用密封罐车，运送至再生油密封储存槽，最后进入到原油回收罐，待售。
（5）排泥清泥过程
油泥分离过程完成后，油泥预热池中的含油污水泵入污水池中临时储存，待运至污水处理厂处理；油泥预热池中剩余的固体物质（泥沙含油量小于3%的油泥），运至生态化修复场用ZL-1型生物修复剂进行生物修复。
第二阶段：对第一阶段处理后的泥沙含油量小于3%～5%的油泥用生物修复剂进行生物修复，达到国家环保指标要求。处理后大块无机质直接填埋；剩余泥砂进行生物环保降解根除环保再生资源油收集后送储油罐储存并处理后外售。
3 问题及研究
3.1 问题
油品储运与排放都会产生含油废物，其中含油高的称为含油污泥。这些含油污泥流动性差、粘度高，含有大量的有机和无机化学药剂，严重影响环境。能否将含油污泥无害化处理。
3.2 研究
热化萃取技术。一是提取效率高，提取率可达98%左右。含油样土38. 19%的在24小时内提取为残余油1.38%；二是再生资源纯度高（油越稠，分解难度越大再生油含水<3%，含杂<1%。）可加工成燃料油或循环利用冶炼提取它用；三是处理中的热水循环使用节能无需排放。
生物环保降解根除技术。一是技术性能降解快、指标高；二是更具成本优势，使用简便；三是还同时改善了土壤理化性状和肥力（生态土壤化）；四是使用环境宽。形成此优势主要是技术系统集成措施的个性化：一是针对微生物菌种价格高，它们在降解性能上又是在繁殖期降解效率高，该公司采用了少投放原始“先锋菌种”，再于污染现场追加繁殖剂，从而即降成本又提速，还激活“土族”微生物顺带治理盐碱土，加速腐殖质形成；二是微生物自我活动半径小于2μm，单纯使用必须强化机械翻动成倍提升施工成本。通过加入土壤理化性能改良剂，增加土壤团粒结构和毛细管道，再加水剂驱动。从而提供微生物活动驱动力和改善土壤生态化性状等。
因此，热化萃取系统在完成资源再生的同时，也实现了排放减量化；再进行生物降解实现污染土壤高规格无害化处理，一般十周左右实现残余油率0.3%以内，并进行了生态土壤化修复改善；处理过程中水进行循环使用节水节热能，也可用水综合处理仪处理成二级水以上。工艺指标达到了较高环保指标要求。
4 结论
综上，含油污泥不仅会直接污染地表水体，还会占用大量耕地，污染破坏土壤，因此，必须对其进行无害化的处理。但是由于各地区含油污泥成分不同，所以我们应该积极探索多种途径彻底解决含油污泥的污染问题，实现含油污泥的减量化和无害化，并要综合使用技术进一步实现含油污泥内资源的回收利用。
参考文献
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含油污泥处理方法探讨 篇12
1998年原国家环保总局将含油污泥列入《国家危险废物名录》[3]。2001年我国出台了危险废物贮存、填埋和焚烧的标准。2008版《国家危险废物名录》中将原油开采和加工业产生的含油污泥划分为危险废物。2011年国家环保部提出的“关于进一步加强危险废物和医疗废物监管工作的意见”又明确要求到2015年,危险废物产生单位的规范化管理抽查合格率达到90%[4]。这给尚未完善相关治理技术和措施的石油开采和加工企业的发展带来前所未有的压力。由于产生含油污泥的工段不同,组成差别较大,处理方法也不尽相同。
本文分析了含油污泥的组成,通过实例介绍了含油污泥预脱水处理的工艺和效果,以及焦化、热萃取、污泥干燥等含油污泥无害化处理技术的特点和存在的问题。
1 含油污泥的组成
原油开采和加工过程中产生的含油污泥主要是石油和石油产品在贮罐中沉积的罐底油泥和含油废水处理过程产生的隔油池底泥、浮渣等。含油污泥主要含有水、油、固体物等,其中的油泛指各种有机物,包括多种有毒有害、难生物降解的物质;固体物中含有多种金属、催化剂粉末、土和泥沙等。通常原油加工规模为8 Mt/a的炼厂,其废水处理场每年产生的含油污泥量约5 kt。含油污泥的含油率为1%~45%,含水率为44%~99%。
2 含油污泥的预脱水处理
通常含油污泥的含水率为80%以上,新产生的含油污泥含水率更高,有些高达99%,经沉降浓缩分离后,含水率可降至92%~95%。含油污泥的体积与含水率有直接关系,当含油污泥的含水率从99%降至95%时,含油污泥的体积只有原体积的20%;而当含油污泥的含水率从99%降至80%时,含油污泥的体积只有原体积的5%。所以各企业都建有含油污泥浓缩和机械脱水的设施,最大限度地减少含油污泥的体积,以降低后续含油污泥无害化处理的成本。
目前一般采用沉降浓缩和机械脱水的方式对含油污泥进行预脱水。经沉降浓缩后可将含油污泥的含水率从99%降至94%~96%。机械脱水设备类型很多,主要有卧式离心机、板框压滤机、带式压滤机和叠氏螺杆机等。经机械脱水后,含油污泥含水率可降至80%左右[5]。
叠氏螺杆机是一种新型的污泥脱水设备,动力消耗只有卧式离心机的1/10,且维护简单。江苏思科尼恩环保科技有限公司、中国石化抚顺石油化工研究院和中国石化荆门分公司合作,采用叠氏螺杆机对多种污泥进行了预脱水试验,结果见表1。
由表1可见,采用叠氏螺杆机对含油污泥脱水处理后,含油泥饼的含水率均低于80%。产生的滤后液的COD为269~487 mg/L,SS小于80 mg/L,不会对污水场水质造成冲击。这一结果与采用卧式离心机的含油污泥预脱水处理效果相当。
3 含油污泥的无害化处理
3.1 焦化处理
早在20世纪70年代,国外就有炼厂将含油污泥和原料油一起送入焦化装置,利用焦化过程的余热使含油污泥经高温热裂解为焦化产物,固体物被石油焦捕获并沉积在石油焦上,消除了炼厂含油污泥对环境的污染[6,7]。20世纪90年代,中国石化多家企业开展了含油污泥和浮渣焦化处理的技术研发,目前已工业化应用。
例如,某企业每年污水处理场产生15 kt浮渣,将浮渣送入1.4 Mt/a延迟焦化装置进行焦化处理。在高温焦炭冷却过程中,浮渣替代部分冷焦水进入焦炭塔,浮渣加入量的多少以控制焦炭塔温度不低于373℃为基准,在高温焦炭余热的作用下,浮渣中的水和轻烃组分蒸发进入焦化分馏塔,重组分及固体杂质吸附在焦炭上成为焦炭挥发分和灰分。浮渣焦化处理工艺流程示意见图1。
浮渣焦化处理技术经济有效,但浮渣送焦化装置前应做好预处理:首先通过均质设施降低因浮渣性质不均匀给焦化装置带来的影响;其次是降低浮渣的含水率;第三是控制好浮渣加入量,不能因为掺炼浮渣而影响石油焦的品位和焦化分馏塔的正常操作。由于各炼厂的焦化处理能力和生产特点不同,有些企业的含油污泥只能得到部分处理,对于生产高品位石油焦的企业,则不能采用焦化装置处理含油污泥,该技术的应用存在一定的局限性。
3.2 热萃取处理
热萃取主要用于处理机械预脱水后的含油污泥,含油污泥含水率以70%~85%为宜。热萃取处理含油污泥工艺流程示意见图2。采用炼厂180~300℃的馏分油作为萃取油,以低压蒸汽为热源,按一定比例将萃取油和含油污泥混合,在强制循环条件下,用低压蒸汽加热萃取油和含油污泥的混合物。随着混合物温度的升高,物料开始破乳和脱水,水和部分轻组分从塔顶分出,油和固体物随萃取油被送至沉降罐分离。脱出水送污水场处理,回收油在热萃取含油污泥处理系统内循环利用,沉降罐底部固体物可直接送焦化装置或循环流化床锅炉处理,也可经脱油干燥后送电厂综合利用。
热萃取含油污泥处理技术首先在中国石化洛阳分公司进行了工业应用。该企业含油污泥处理装置设计处理能力为1 m3/h,含油污泥首先经过沉降浓缩预脱水和离心机预脱水,预脱水后的含油泥饼含水率为70%,含油率为15%,含固率为8%~15%。经热萃取处理后脱出水的COD小于1 500 mg/L,送污水场处理。产生的固体物为粉状或湿粉状,干燥程度可以控制,深度干燥时固体物类似飞灰,热值为1 910 k J/kg;轻度干燥时固体物类似湿粉,热值为18 000 k J/kg。装置正常运转时可从每吨含油污泥中回收油110~140k g,固体物产量为预脱水后含油泥饼质量的10%~20%。该工艺实现了含油污泥的无害化处理和资源化利用,已在中国石化多家炼厂得到应用。采用该工艺处理含油率高的含油污泥时效果较好,输送也流畅,但在处理含油率低的含油污泥时,有管路堵塞的现象。目前该工艺还处于完善阶段。
3.3 剩余活性污泥干燥技术
剩余活性污泥干燥技术包括薄层干燥法、旋流干燥法、桨叶干燥法和转盘干燥法等。干燥用的热源有蒸汽、烟道气和导热油等。干燥后的固体物送至燃煤锅炉焚烧。某企业每天产剩余活性污泥50 t,含水率为80%~85%,剩余活性污泥干化处理装置的设计能力为60 t/d,产干泥0.4 t/h。烟道气作为热源的污泥干燥工艺流程示意见图3。
以锅炉的烟道气为热源对剩余活性污泥进行干燥。用专用车辆将湿污泥卸在污泥储料斗内,然后由储料斗底部的螺旋送料器将湿污泥连续、定量地送入干燥器,将锅炉烟道气通入污泥干燥器下部,两者进行强烈的沸腾状态的传热传质,被迅速干燥后的污泥颗粒由气流带出干燥室,进入旋风分离器与布袋除尘器后被收集,干燥后的污泥进入锅炉制粉系统后,被送入燃煤锅炉焚烧。经旋风分离器和布袋除尘器除尘后的废气经过脱硫塔脱硫处理后由烟囱排入大气。
该工艺存在的主要问题是系统启停时干燥器出口温度不易控制,布袋除尘器易损坏。污泥干燥系统的旋风分离器有堵塞现象,造成装置不能连续高负荷运行。
4 结语
在原油开采和加工过程中,产生含油污泥的工段不同,性质差别较大,需要进行分质处理。对于废水处理过程产生的剩余活性污泥,因含油量很低,采用干燥法较合适,干燥后固体物送燃煤锅炉焚烧,利用烟道气作热源的污泥干燥技术更有优势,污泥干燥产生的废气可与烟道气一起进入脱硫和除尘装置进行处理,降低处理成本,减少废气污染。对于浮渣和罐底油泥,可采取回收技术最大限度地回收其中的资源。焦化处理和热萃取技术都可以实现含油污泥的资源化和无害化处理。
由于含油污泥处理的研究与开发起步较晚,各种处理技术均存在一定的问题,需要不断研究完善。随着国家法规要求的不断提高,含油污泥处理越来越受到企业和地方环保部门的关注,期望今后在不断的实践中开发出经济性、操作性和适用性更好的含油污泥处理技术。
参考文献
[1]Raymond C L.Land treatment is viable technology forreducing petroleum-waste toxicity and migration poten-tial[J].Oil Gas J,1987,85(44):40-43.
[2]Congress of USA.Solid waste disposal act[EB/OL].[2012-01-10].http://en.wikipedia.org/wiki/ResourceConservation and Recovery Act#cite note-RCRA stat-ute-0.
[3]原国家环境保护总局.国家危险废物名录(环发[1998]089号)[EB/OL].[2012-01-10].http://www.mep.gov.cn/gkml/zj/wj/200910/t20091022_172480.htm.
[4]国家环境保护部.关于进一步加强危险废物和医疗废物监管工作的意见(环发[2011]19号)[EB/OL].[2012-01-10].http://www.mep.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201103/t20110308_201544.htm.
[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)[EB/OL].[2011-03-20].http://www.mohurd.gov.cn/zcfg/jsbwj_0/jsbwjjskj/201103/t20110330_203014.html.
[6]Philips Co.Liquid sludge disposal process:US 4864407[P].1989-04-21.