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市政凯旋门线上娱乐厂剩余污泥减量化处理

罗宿星,支引娟,翟飞,巫受群,伍远辉

【摘要】随着现代社会的发展,凯旋门线上娱乐是一个非常严重的问题。在污水的处理过程中会产生一定的污泥,污泥减量化是把含水率较高的原生污泥通过浓缩、脱水、杀菌等方法来减少污泥的量,本文对常见污泥减量化处理的物理方法、化学方法、生物方法等进行了介绍。在污泥的处理过程中,必须要走可持续发展的道路。

【关键词】污水污泥处理减量化

       污泥是凯旋门线上娱乐过程中产生的固体废物,其主要的成分是病原体、有机物、细菌等。随着现代社会的发展步伐,凯旋门线上娱乐业务也迅速发展,凯旋门线上娱乐厂总处理量和处理程度将不断地扩大和提高,污泥的生产总量在大幅度增加,同时污泥处理的投资陈本和运行费用也随之扩大,可占整个污水厂投资及运行费用的25% ~ 65%,日益增长的运行费用已经严重阻碍了现代城市的发展,所以污泥减量化处理是凯旋门线上娱乐不可缺少的环节。

物理方法

1. 1 超声波技术

       超声波是指频率在9 MHz ~ 20 kHz 范围以内,具有方向性强、频率高、能量集中、穿透力强等特点的一种声波。几乎所有的微生物都能被超声波破坏,但是破坏的程度不仅因细菌的结构、数量、大小不同而不同,还与声波的频率、功率、处理的时间有关系。超声波在改变污泥的粘性和带电情况的同时也使污泥微粒的沉降性增加,让颗粒的有效碰撞增加,有效的降低污泥中结合水的含量,从而使污泥的体积减小。

1. 2 卫生填埋技术

       卫生填埋技术是一门比较传统的污泥处理技术,它始于上世纪。使用该技术的条件是科学的选址和必要的场地保护措施。污泥经过灭菌处理后,就直接倾倒在低地或者谷地,该法

被用于制造人工平地。该法最大的优点是不需要高度的脱水、处理的成本低,在解决了污泥的放置问题的同时,还可以增加城市建设面积。但该法也有弊端,例如污泥中可能有各种有毒有害物质会浸到地下,破坏地下水环境,另外,由于地理环境的原因,使此方法的应用受到了一定的限制。

1. 3 污泥的土地利用

       污泥的土地利用是污泥的再次利用,属于卫生填埋技术,其过程是先简单灭菌处理,再将处理过的污泥用于森林与园艺。但是,病原体、细菌、寄生虫在简单处理时只可杀死一部

分,并且在污泥中还含有铝、铜、汞、铬等重金属和二恶英、多氯联苯、放射性等难降解的有害物质,故不可以用于农作物的种植。由于该法的操作简单、可应用性强、再次利用的程

度高,所以该法较为提倡。

1. 4 机械压力

       根据细胞承受的压力有限,当压力大于一定的值时,细胞就会破裂的原理,将机械压力作用于污泥的回流系统,当压力大于细胞能承受的值时,细胞被压破,此时细胞释放细胞内的有机质。将该法作用于污泥的内源呼吸阶段由于外界的营养不够,微生物依靠内源代谢,利用自身的贮藏物质氧化来供给生命需要大量细胞受到压力破裂死亡,污泥的量减少。

生物方法

2. 1 Biothlys 技术

       把中温厌氧消化与相应反应条件下污泥热水解过程相结合而构成Biothlys 工艺,该工艺是由多个循环过程构成的,在热水解后,污泥存储在密闭的缓冲池中,通过热交换器将温度从107 ~ 110 ℃降至40 ~ 45 ℃,并以DS( 含固率> 10 g /L 的含固率进入消化池,在消化池中进行发酵,消化产生的沼气不仅可以作为蒸汽锅炉的燃料、生活燃料,还可以进行热电联产。消化池内上清液回流进行再处理,可实现能源综合利用。

2. 2 ExelysTM 工艺

       ExelysTM 工艺是一种连续运行的污泥热水解工艺,基本步骤是把含固率较高的污泥在一定的压力下连续送入反应池内,与此同时,蒸汽也被注入反应器中,蒸汽把热量传给污泥,把呈柱塞流状的污泥在165 ℃和9 bar 的压力下,反应30 min 以上,此时,污泥的体积会大量减少。

2. 3 解偶联代谢

       细胞体内的ATP( 三磷酸腺苷是细胞合成和代谢的重要枢纽。P. Mitchell提出化学渗透偶联说表明底物作为电子供体,经过一系列的电子传递过程,造成内膜的细胞质侧和基质

侧质子浓度梯度,这个浓度梯度积蓄了电子转移过程所释放的能量,并与ADP 形成ATP。“解偶联代谢”即是通过加入解偶联剂,使能量与ADP 结合形成ATP 的过程失败,而能量以热量的形式散发出去,由于没有能量的供应,ATP 的合成失败,细胞的活动受到阻碍,造成了细胞的死亡,进而减少微生物的量。实际上,解偶联的污泥减量化处理技术的原理主要投解偶联剂或破坏微生物的生存环境,减少微生物的量进而实现污泥的减量。该法的缺点主要是要引入化学试剂,会带来二次污染。

2. 4 好氧- 沉淀- 厌氧处理工艺

       对好氧型的微生物言,ATP 由外部有机物氧化时释放的能量与体内的ADP 合成,当微生物处于厌氧的环境时,由于有机质的降解速度与好氧生物的氧化情况不同,微生物本身没有足够的能量用于自身的增长,此时,微生物就会利用自身体内的ATP 作为能量的来源供给正常的生理活动需要。这时,微生物体内的能量就会大部分被的消耗,当能量消耗到相应的程度的时候,细胞就会出现死亡。将微生物置于营养丰富的环境时,即使有能量,没有足够的ATP,细胞的合成还是会受阻,此时,细胞会通过细胞的异化的作用,依靠分解胞内基质提高能量来维持生存,细胞内的有机质被消耗,细胞的体积逐渐减小,停止生长、繁殖,则就可以达到污泥减量化的目的。但是,该方法只适用于杀死好氧细菌,对厌氧和兼性细菌则没有很好的效果。

化学方法

3. 1 臭氧氧化技术

       臭氧是具有强氧化剂,该工艺的基本原理是利用臭氧的氧化性把污泥中的有机物氧化为CO2H2O,不溶解的物质降解为易被微生物降解的物质。根据这个原理,把污泥与臭氧结合,以达到其减量化的目的。该方案是于1994 年由日本的H. Yasui 等提出来并且在日本中部Shima 凯旋门线上娱乐厂成功的应用。该技术的缺点是一些物质会与臭氧发生反应,使得处理的效率降低,同时对氮,磷的处理效果不是很好,高含氧量,需要很高的能量。

3. 2 氯化污泥减量化处理

       氯是一种强氧化剂,虽然氯化只是削弱细胞膜而不会溶解细胞膜,但当氯投入污泥时,由于曝气池的高充氯率会使细胞膜发生水解而导致细胞亡Sebustien 等用氯化代替臭氧化来进行污泥量的研究,该过程类似于上述的臭氧氧化的过程。但是,由于氯化过程会产生三氯甲烷及其他有害的副产品,所以,要对该方法进行,还需要进一步研究。

3. 3 改变酸碱

       酸碱的作用原理是利用微生物只有在合适的氢离子浓度才能生长繁殖,当氢离子浓度过高或过低时,在抑制细胞活性的同时也会使得细胞壁溶解并释放细胞内的有机质,细胞受损或死亡,使得其他活性污泥可以利用细胞释放的有机质。Rocher等研究了碱和热、酸对细胞降解的影响。该方法的主要缺点为运行的费用高,并且,化学试剂的使用会使处理过程中对设备的要求提高,细胞内物质的释放可能会产生其他的还原物质。

3. 4 石灰稳定处理技术

       把生石灰和污泥以一定的比例混合,氧化钙遇水时会释放大量热量,所释放的热量会杀死一部分的细菌,同时由于酸度改变会使得一部分的细菌死亡,使得污泥的体积减少。操作非常技术简单、成本低廉,容易脱水,处理后没有臭味是该法的最大优点。

3. 5 污泥湿式氧化

       在高温高压下向污泥中通入过量空气,空气中的氧气将污泥中的有机物和还原性无机物氧化为CO2H2O 和少量固体残渣即是湿式氧化法( WO WO 法的优点为灭菌杀毒的效果好、适应性较强、处理周期短、脱水性能极强,经过处理的污泥,污泥的重量和体积都大幅度减少。难降解的有机污泥常用此方法,但由于该法需要高压和高温的条件,在普及该法时会受到很大的限制。所以对处理设备的要求较高,不宜普及。

3. 6 Cambi 工艺

      Cambi 工艺的基本过程是通过高温水解,使污泥中的有机物从不溶解状态转化成溶解状态,接着再进行生物降解,即厌氧消化。高温水解后的污泥中有机物会大幅度减少,再进行厌氧处理过程并促进了生物气产量的增加,该气体处理后可用于生产、生活。经过该工艺处理过的污泥其含固率很高,可将其焚烧处理。

3. 7 絮凝剂处理

       絮凝剂是指一类带有电荷并通过电中和及其聚合性质使水中带电粒子沉降的物质。絮凝剂的作用机理是通过电中和、吸附架桥等促进污泥絮体的形成同时也加快污泥沉降速度。目

前常见无机絮凝剂通常是Fe3 +Al3 +。普通絮凝剂如Fe3 + 和阳离子PAM,由于在处理污水时有缺点而需要改进。李欣等把污泥调理剂和有机高分子絮凝剂联合作用,再对污泥进行调理脱水。

3. 8 表面活性剂处理

       表面活性剂是指具有特定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能显著降低溶液表面张力的物质。污泥的脱水性能、脱含水率、污泥絮体结构都可以被表面活性剂改善,故表面活性剂长被用于污泥的处理中。陈银广等的研究指出离心脱水和过滤脱水一样,表面活性剂都能够减少污泥脱水后的体积,降低含水率。张礼平等研究表明表面活性剂能明显提

高污泥发酵时有机酸的产量。

3. 9 超临界水氧化

       在超临界条件下,无需外界供热和机械搅拌,在有机物、空气与水均相混合后,污泥会自发氧化反应,并且在很短的时间内99. 99%以上的有机物能被迅速氧化成小分子,便可以被其他的微生物降解。该法因处理效果好而备受有些城市建设者的喜欢。

结语

       根据国家的相关规定,在污泥的处理过程中,必须要走可持续发展的道路,要严格的遵守减量化、稳定化、无害化、资源化的指导原则。现阶段,我们国家所采用的技术很大一部分已经达到了发达国家的要求,但是由于经济发展的不平衡,还是有局部的地区以牺牲环境为代价,任意处理污泥。环境是我们大家生活的最低保障,我们必须要采取相应的措施保护。

 

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