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关于城市污水污泥处理与处置的技术研究与探索

  
评论: 更新日期:2011年09月19日
   污泥农用从我国具体情况来说是最为可行、最为现实的处置方式。其特点为:
    (1)可大量处置污泥,原则上只要污泥达到国家有关标准就可用于农田;
    (2)污泥参与农田的物质循环过程,污泥中的氮、磷、钾、有机质及微量元素是良好的农用肥料,对农作物有增产作用;
    (3)污泥中有机质、腐殖质可改善土壤结构,是良好的土壤改良剂;
    (4)污泥农业利用使生产费用降低,适合我国目前的经济发展状况。

    污泥农用必须注意:
    (1)严格控制污水厂污泥的有毒、有害物质及病原微生物达到国家标准;
    (2)应该特别注意污泥中重金属的含量,根据其土壤背景值等情况,严格按照计算得到的污泥施用量进行施用;
    (3)一般来说某块农田使用污泥数量有一定限度,当达到这一限度时,污泥的农用就应停止一段时间后再继续进行;
    (4)农业利用应在安全施用量之下控制使用,同时整个利用区应该建立严密的使用、管理、监测和监控体系。关注区域内的土壤、地下水、地表水、作物等等相关因子的状态和变化,并根据发生的变化作出相应的调整,使得污泥的农用更加安全有效,促进农业的可持续发展。
泥高温堆肥技术,其特点为:
    (1)自身产生一定的热量,并且高温持续时间长,不需外加热源,即可达到无害化;
   污 (2)使纤维素这种难于降解的物质分解,使堆肥物料有了较高程度的腐殖化,提高有效养分;
    (3)基建费用低、容易管理、设备简单;
    (4)产品无味无臭、质地疏松、含水率低、容重小、便于运输施用和后续加工复混肥(商品肥)。

    目前世界各国采用的方法有静态和动态堆肥两种,如自然堆肥法,圆柱形分格封闭堆肥法,滚筒堆肥法,竖立式多层反应堆肥法以及条形静态通风等堆肥工艺,这些方法都在不断发展和完善。美国八十年代初开发了比较完善的贝尔茨维尔好氧堆肥法,主要采用堆底穿孔管道通入空气的方法,防止臭气扩散,比较安全卫生。美国、德国、荷兰等发达国家大多由污水厂出资,国家政府资助交专业公司承包产业化经营,堆肥产品作为商品出售。

    污泥连续发酵工艺利用快速发酵回转仓完成中温、高温发酵工艺是目前国际上较为先进也是较为普遍使用的处理方法。它具有高效、防臭、成品质量高的特点。在美国、日本、欧洲广为采用。例如:日本在1954年建成第一座污泥堆肥中心,到90年代末已建了35座。目前日本最大的堆肥厂在北海道的札幌市,发酵仓和生产线及袋装产品很具规模,而且机械化、自动化程度很高。丹诺(DANO)发酵器,是一种古老而现代的好氧发酵设备,开始用于城市垃圾的处理,后来这种方法被引用到污泥处理施用农田。丹麦DANO公司的发酵器转筒直径3.5m,长度36m,德国Reinstal公司的发酵器,直径3.75m,长度40m,还有直长达4~5m,长度60m以上的,如KM-102A型、KM-101型等。丹诺发酵仓污泥腐熟周期能达到3个昼夜以内,污泥的干燥技术常用于污泥焚烧的预处理,这在发达国家已较普遍。英国万历普厂引用了DANO公司的机械堆肥技术年产粉状4万吨。美国洛杉矶、佛罗里达、宾夕伐尼亚等地都建有同类的工厂。

    我国近几年在北京、天津、唐山、太原、深圳、大连、石家庄、淄博、秦皇岛及俆州等城市,进行污泥高温堆肥、干燥制肥等方面的研究,取得了工艺技术方面的初步成果。天津市污水处理研究所在纪庄子污水处理厂污泥高温堆肥的试验和研究在我国也是进行的大量的工作,探索出一套少加甚至不加调节剂、工艺简单、便于操作管理的污泥堆肥工艺,同时提出了工艺流程和技术参数,为生产线的设计与建设提供技术依据。

    将消化污泥或生污泥均匀混合,调至试验所要求的含水率,装入堆肥试验反应器。在反应器内的中间位置设置湿度计或热电偶温度巡检仪,适当位置设置取气测氧装置,以便随时测定堆肥物料中湿度变化及O2、CO2含量变化。由转子流量计控制通风量,使用气体分析仪测定堆肥层中瞬时氧含量。每天测定温度3-5次,测定O2、CO2含量2-3次。定时取堆肥物料混合泥样测定污泥含水率和有机分,待堆肥过程结束时进行堆肥产品全分析,并测定大肠菌值和蛔虫卵等卫生学指标。试验中主要控制参数和测定项目如下:进泥含水率的控制。调节进泥含水率为50%-65%左右,研究不同的污泥干燥方式对堆肥工艺的影响。经风干含水率为20%-30%的污泥和脱水泥饼混合堆肥;经风干含水率为50%-60%的污泥直接堆肥;经堆肥熟化后的产品与脱水污泥混合堆肥。污泥堆肥供气量的控制。考察供气量在10-50m3气/(t·h)范围内对污泥堆肥工艺的影响,研究堆肥工艺的最佳供气量,根据堆层温度确定倒垛频率和倒垛周期。

    在发酵的过程中,适当倒垛可以使堆肥物料混合得更为均匀,堆层表面和死区中未得到充分分解的有机物得到充分降解,同时倒垛还可以提高堆肥物料的孔隙率,有利于通风供氧。

    堆肥的周期即堆肥物料在发酵装置内的停留时间取决于堆肥产品达到稳定化无害化要求所需要的时间,可以用腐熟度的指标确定堆肥周期。通过试验研究,堆层中的温度经50℃以上高温持续5-7d以后,逐步下降40℃以下,堆层中的O2浓度可恢复到20%以上,CO2浓度在1.0%-2.0%以下,耗氧速率显著降低,达到以上指标后可以认为污泥中可降解的有机物质基本分解完全。
生污泥经高温堆肥处理,各种微生物的数量都有下降,其中以细菌、放线菌尤为显著。由此可以认为,随着毒性有机物浓度的降低,微生物的数量也随之下降,即微生物类群的数量变化与毒性有机物的含量呈正相关关系。消化污泥高温堆肥整个过程中,发酵池内微生物的数量变化均呈现一定的规律性,即前期(5-15d)较少,中期(0-5d)波动,后期(15-20d)增多;发酵条件下,细菌、放线菌和霉菌不仅都能生长,而且其数量变化的规律也同前述比较趋于一致。因此可以证明,毒性有机物的降解效果是以细菌、放线菌为主的微生物综合作用结果。另外,还对高温堆肥处理前后污泥中有机物的毒性进行了研究。

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