污泥稳定化是一种应用于生物污泥的处理技术,可减少其产生气味或毒性的特性。这种处理经常减少作为副作用的固体量。厌氧和好氧消化,石灰处理,氯氧化,热处理和堆肥属于此类。
厌氧消化在密闭的罐中进行。由于生物质转化为甲烷和二氧化碳,污泥固体减少。可以回收甲烷的热值。
有氧消化是在敞开式水箱中对污泥进行单独曝气。在这些条件下会发生包括细胞团在内的生物可降解物质的氧化。与厌氧消化一样,污泥固体减少,并且污泥在气味形成方面得到了很好的稳定。资本成本低于厌氧消化成本,但运营成本较高,并且没有副产品甲烷生产。
通过石灰处理稳定不会导致有机物减少。添加足够的石灰将污泥的pH值保持在11.0以上并持续1-14天被认为足以消灭大多数细菌。
污泥处理的目的是提供一种孔隙率和孔径足以允许排水的刚性污泥结构。分别或组合使用氯化铁,石灰和合成阳离子聚合物处理生物污泥。热调节和低压氧化也用于生物污泥。无机污泥用氯化铁,石灰和阳离子或阴离子聚合物处理。
通常,来自最终液体-固体分离单元的污泥可能包含1%至5%的总悬浮固体。由于节省了与处理少量污泥相关的成本,因此有经济上的动机来去除额外的水。脱水设备的设计目的是在比自然重力作用下短得多的时间内去除水。通常,能量梯度用于促进快速排水。这要求在脱水步骤之前经常调节污泥。
由于污泥颗粒的性质,必须进行调节。无机污泥和有机污泥均由非常小的(胶体),中等和大颗粒组成。大颗粒或絮状物通常是可压缩的。在能量梯度下,这些大絮状物会压缩并防止水逸出。由于孔隙率和孔径的减小,通过污泥饼的压降超过了可用能量,并且脱水停止。
脱水过程
带式压滤机的设计非常简单。污泥夹在两条张紧的多孔带之间,并通过各种直径的滚筒上下。在恒定的皮带张力下,直径减小的辊子会向污泥施加越来越大的压力,从而将水挤出。尽管可以使用许多不同设计的带式压滤机,但它们都包含一个聚合物调节装置,一个重力排放区,一个压缩(低压)区和一个剪切(高压)区。
聚合物调理可以在一个小罐中,在与压榨机顶部相连的转鼓中或在污泥管线中进行。通常,压机制造商会为带式压滤机提供聚合物调节装置。
重力排放区是平坦的或略微倾斜的带,这是每种压力机型号所独有的。在此部分中,污泥通过自由水的重力排水而脱水。重力排水区应将污泥的固体浓度提高5%至10%。如果污泥在该区域不能很好地排出,则污泥可能会从皮带之间挤出,或者皮带网孔可能变得盲目。重力排水区的有效性取决于污泥的类型,质量和条件,以及筛网和排水区的设计。
离心力是重力的3,500至6,000倍,用于提高固体污泥颗粒的沉降速率。在废物处理脱水应用中发现的最常见的离心机是连续碗式离心机。连续式固体转鼓离心机的两个主要元素是旋转转鼓和内部螺旋输送机。碗充当沉降容器;固体由于其旋转运动产生的离心力而沉降。
螺旋输送机拾取固体并将其输送到排出口。通常,离心脱水设备的运行是质量,滤饼干燥度和污泥通过量之间的折衷。例如,固体通量的增加降低了澄清能力,导致固体捕获的减少。同时,由于消除了夹带在其中的细颗粒,滤饼更干燥。加入具有团聚细粒能力的聚合物可以提高生产率,而不会降低质量。通常将聚合物进料到碗中,因为如果在进入之前形成剪切力,它们可能会破坏絮凝物。而且,大颗粒在碗的第一阶段迅速沉降。因此,
板框压滤机是一种分批操作,其中包括固定在框架中的垂直板。滤布安装在每块板的两侧。当将板压在一起时,泵送至装置中的污泥会受到压力。当污泥充满各个板之间的腔室时,滤液流动停止,脱水循环完成。这个周期通常持续两个小时。
由于高压,滤布可能会因小污泥颗粒而堵塞。可以使用过滤器预涂层(例如,硅藻土)来防止过滤器堵塞。对污泥进行适当的化学处理可以减少或消除对预涂材料的需求。在更高的压力下,合成聚合物的有效性会降低;因此,通常使用无机化学物质,例如氯化铁和石灰代替聚合物。
污泥干燥床由砾石床上的一层沙子组成。在整个系统中间隔开的暗槽收集滤液,通常将其返回到废水处理厂。
重力通过沙子和砾石床将水从污泥饼中排出。此过程在前两天内完成。所有其他干燥均通过蒸发进行,这需要两到六周的时间。因此,气候条件,例如沉淀的频率和速率,风速,温度和相对湿度,在污泥干燥床的运行中起着重要的作用。通常,这些床被封闭以帮助脱水。化学调理还减少了获得所需滤饼固体所需的时间。
废水污泥处理
废水处理厂产生的污泥的处置取决于政府法规(例如《资源保护和回收法》),地理位置和污泥特性等。最终的废水污泥处置方法包括填海,焚化,土地施用和垃圾填埋。
由于与废水污泥处置相关的成本,应评估每种废物流的回收潜力。应评估每种污泥的能量值,矿物质含量,原料组成和副产品市场。实例包括燃烧沼气以运行压缩机,重新煅烧石灰污泥以回收氧化钙,将钢厂增稠剂污泥送回烧结厂以及销售用于废水处理的副产品金属盐。
生物污泥可通过焚化处理;碳,氮和硫作为气态副产物除去,而无机部分则作为灰分除去。旧的垃圾填埋场被填满,而新的垃圾填埋场变得越来越难。因此,通过焚烧减少废物已成为一种受欢迎的处置方法。
有几种燃烧方法可用,包括散装燃料锅炉,湿式空气氧化和窑炉,多炉膛炉和流化床燃烧过程。
污泥焚烧是一个分为两步的过程,涉及干燥和燃烧。废物污泥的焚化通常需要辅助燃料来维持温度并蒸发污泥中包含的水。保持较低且相对恒定的污泥湿度至关重要。
由工业废物的生物氧化产生的污泥可在土地上用作肥料或土壤改良剂。为了评估有毒化合物和重金属含量,渗滤液质量和氮浓度,对污泥进行详细分析非常重要。
土壤,地质和气候特征都是在确定土地应用的适宜性时要考虑的重要因素,同时还要考虑在污泥改良土壤上种植的农作物的类型。污泥施用量根据所有这些因素而变化。
垃圾填埋场是工业废水处理厂污泥处理的最常用方法。
必须注意避免污染地下水。地下水的运动和随之而来的补给是一个缓慢的过程,因此对于小溪或河流来说很小的污染会导致地下水的不可逆转的长期污染。许多州要求在垃圾填埋场设置防渗衬垫。该要求将衬板限制为几种天然粘土和商用塑料衬板。除了不可渗透的衬里外,新的和修复的垃圾填埋场通常还需要渗滤液收集和处理系统。
可以采取措施减少渗滤液和渗滤液的污染。减少污泥中的水分可以去除最终将作为渗滤液使用的水。适当考虑垃圾掩埋场的水力状况可以捕获更多的降雨(径流),并消除积水及其对渗滤液的影响。
生物固体/沼气
苏伊士的先进厌氧消化技术旨在将生物固体回收为甲烷和有价值的副产物,其利用无氧细菌来分解工业污泥和其他物质以产生沼气。沼气可以燃烧或氧化,用于加热或与CHP发动机一起产生电能和热量。它也可以压缩后用作制成饼的车辆燃料,用作肥料。
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