污泥基本類型
污泥是由原廢水中的固體物質(zhì)和在廢水處理過程中所產(chǎn)生的固體物質(zhì)組成的。 [1]
原污泥(raw sludge):未經(jīng)污泥處理的初沉淀污泥。二沉剩余污泥或兩者的混合污泥。
初沉污泥 (primary sludge):從初沉池底排出的初沉污泥含有的固體物質(zhì)濃度約為3%~8%(1%固體物質(zhì)濃度相當于100mL體積的污泥中含有1g的固體物)。初沉污泥固體物質(zhì)中有機物約占70%,因此初沉污泥極易變成厭氧狀態(tài)并產(chǎn)生臭味。 [1]
二沉污泥 (secondary sludge):從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出的沉淀物。
活性污泥(activated sludge):曝氣池中繁殖的含有各種好氧微生物群體的絮狀體。
消化污泥 (digested sludge): 經(jīng)過好氧消化或厭氧消化的污泥,所含有機物質(zhì)濃度有一定程度的降低,并趨于穩(wěn)定。
回流污泥 (returned sludge):由二次沉淀(或沉淀區(qū))分離出來,回流到曝氣池的活性污泥。
剩余污泥 (excess activated sludge):活性污泥系統(tǒng)中從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出系統(tǒng)外的活性污泥。
污泥氣 (sludge gas): 在污泥厭氧消化時,有物分解所產(chǎn)生的氣體,主要成分為甲烷和二氧化碳,并有少量的氫、氮和硫化氫。俗稱沼氣。
處理設備
污泥干燥床
在過去,污泥干燥床是常采用的污泥脫水設備。由于污泥干燥床的操作與維護均很簡單,因此特別適用于在一些小型污水處理廠使用。1977年,美國約有2/3的污水處理廠采用污泥干燥床;利用污泥干燥床所產(chǎn)生的脫水污泥量,約占全美國脫水污泥總量的一半。雖然污泥干燥床一般適用于溫暖及日照充足的地區(qū),但也有一些位于北部較寒冷地區(qū)的大型污水處理廠采用污泥干燥床。 [1]
污泥固化拌和站
采用了先進的工業(yè)計算機控制系統(tǒng),實現(xiàn)了黃土、污泥、水泥和石灰的自動配比,具有計量準確、可靠性好、攪拌均勻、操作方便、環(huán)保好、生產(chǎn)效率高、故障率低等特點,特別適合連續(xù)作業(yè),是污水處理廠處理污泥的理想設備。
泥漿分離脫水機
與板框壓濾機對比:該機具有處理能力大、分離性能好、適應性強、勞動強度小、性能穩(wěn)定、安裝操作方便、占地面積小、維修費用低等優(yōu)點,而且可以實現(xiàn)密閉的連續(xù)自動分離。
臥螺離心機
臥式螺旋卸料沉降離心機(簡稱臥螺離心機)是利用離心沉降原理分離懸浮液的設備。對固相顆粒當量直徑=3um、重量濃度比:10%或體積濃度比=70%、液固比重差:0.05g/cm3的各種懸浮液均適合采用該類離心機進行液固分離或顆粒分級。
帶式污泥脫水機
帶式污泥脫水機是中國從美國引進的先進技術,經(jīng)消化吸收,開發(fā)成功的一種脫水設備,可以連續(xù)壓濾,產(chǎn)品采用高強度材料制作,具有處理能力大,脫水效率高,使用壽命長等顯著特點。產(chǎn)品廣泛應用于環(huán)境治理、蔬菜加工等需壓榨脫水的行業(yè)。
污泥輸送系統(tǒng)
由接料倉、螺旋進料機、插板閥、污泥泵、管道組成。整個系統(tǒng)液壓部分采用意大利泵、閥。螺旋進料機與料倉之間用插板閥連接,便于檢修。推送機采用S擺管的設計。含水85%左右的泥餅由卡車卸入料倉,經(jīng)螺旋進料機喂入液壓推送機,推送機將污泥由管道輸送,整個過程無異味,做到不污染環(huán)境的同時可實現(xiàn)長距離、大揚程輸送。管道可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靈活設置,輸送量,配備通訊接口實現(xiàn)遠程控制。還可選用皮帶、斗提等傳統(tǒng)輸送方式。
溫室供熱系統(tǒng)
由太陽能集熱器、集熱水箱、恒溫水箱和PLC控制等組成,集熱水箱與自來水補水管相通,自來水補水管上設有水源電磁閥,集熱水箱內(nèi)設有水位傳感器;PLC根據(jù)所述水位傳感器輸出的水位信號控制水源電磁閥的開閉,以自動給集熱水箱補水,實現(xiàn)定時、定量上水,集熱水箱內(nèi)的水量可根據(jù)實際情況得到控制。通過排氣閥來釋放蒸汽,并通過供熱控制閥控制集熱器陣列供熱的面積,確保了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和性。
溫室系統(tǒng)
由溫室主體、內(nèi)保溫部分、通風部分、供暖部分、氣象站等組成。溫室主體為文絡式陽光板溫室,陽面中空玻璃。選用保溫幕布,減少輻射熱的流失。通風采用風機,頂部采用蝶形方式交錯開窗,可根據(jù)室內(nèi)外溫濕度、光照度實現(xiàn)自動開關。供暖系統(tǒng)根據(jù)《地面輻射供暖技術規(guī)程》JGJ142-2004設計。
污泥翻泥布料系統(tǒng)
由污泥攤鋪機、螺旋喂料機、皮帶式輸送機、干料倉、有害氣體探測儀、工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)等組成。全自動翻泥機為變頻電機,可自動調(diào)節(jié)翻泥速度,使污泥得到均勻翻動,實現(xiàn)表面翻新和蒸發(fā)水分。過程中也起到對污泥供氧的作用,避免污泥局部繁殖而釋放惡臭氣體。系統(tǒng)安裝了H2S和NH3探測器,可實現(xiàn)實時監(jiān)控。
控制系統(tǒng)
自動化控制系統(tǒng)采用組態(tài)軟件+PLC的基本控制方式,上位機通過與PLC及智能儀表通訊實現(xiàn)對各個設備的監(jiān)測與控制,PLC通過內(nèi)部程序能夠獨立運行。上位機采用臺灣研華工業(yè)計算機,生產(chǎn)工藝路線在計算機界面能夠模擬顯示。工藝參數(shù)點數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)計算機界面顯示、調(diào)整、設定,并進入程序。工藝運行參數(shù)可隨機調(diào)取、打印,故障監(jiān)控可實現(xiàn)故障點、故障類型、發(fā)生時間的瞬間記錄和報警功能。配置了智能電度表,實時記錄干化過程的能耗數(shù)據(jù),折算干化成本。
污泥濃縮
濃縮是常用的固液分離方法,可通過兩種方式完成:固體上浮至混合液上端,或沉降至混合液底部。前者一般稱為氣浮,后者則稱為重力濃縮。污泥濃縮的目的主要是在進行污泥消化或脫水之前,盡量將多余的水分從污泥中分離。一般來說,污泥濃縮可有效減少污泥處理后續(xù)單元如消化、脫水所需的處理容量,而后續(xù)單元因容積減少所節(jié)省的成本,遠高于污泥濃縮單元的設置與運行費用,因此設置污泥濃縮單元有助于降低污泥處理過程的總成本。 [1]
污泥調(diào)理
化學調(diào)理
污泥調(diào)理的主要目的是促進污泥的固液分離。在目前可利用的技術中,常用的方式是是在污泥中添加混凝劑,如氯化鐵、石灰或有機高分子絮凝劑,污泥焚化灰渣也可用作污泥調(diào)理劑。在混濁的液體如污泥中加入混凝劑,可促進固體物質(zhì)的凝聚,使其更容易與水分離。近年來有機高分子絮凝劑在污泥調(diào)理方面的應用日漸廣泛,有機高分子絮凝劑易于處理,所占體積小,使用起來操作簡單,且非常有效。絮凝劑一般在脫水之前注入污泥中,并與污泥充分混合。 [1]
熱處理
另一種污泥調(diào)理方法是將污泥在高溫(175~230℃)及高壓(1000~2000kPa)下加熱,污泥固體中的結(jié)合水被釋放出來,因此可改善污泥的脫水特性。熱處理的優(yōu)點是污泥調(diào)理后的脫水性比使用化學調(diào)理劑更佳;缺點是系統(tǒng)的操作與維護較為復雜,同時污泥熱處理也會產(chǎn)生高濃度的蒸煮液,當其回流至污水處理廠時,將明顯增加處理單元的負荷。 [1]
污泥穩(wěn)定
污泥穩(wěn)定的主要目的是利用生化方法降解污泥中的有機固體物質(zhì),使污泥更為穩(wěn)定(減少臭味及腐?。?,且更容易脫水,同時減少污泥質(zhì)量。一般而言,如果直接進行污泥脫水和焚燒,則不需要穩(wěn)定處理。污泥穩(wěn)定有兩種基本方式:一種是在密閉的反應器中隔絕氧氣下進行,稱為厭氧消化;另一種則是在污泥中通入空氣,稱為好氧消化。 [1]
污泥脫水
真空脫水機
真空脫水機由覆蓋有過濾材料或濾布的圓柱形滾筒構(gòu)成,滾筒旋轉(zhuǎn)時部分侵入污泥槽中,而槽中污泥已經(jīng)過調(diào)理。當滾筒內(nèi)部有一定真空度時,污泥中的水分便被吸入滾筒,并在濾布表面留下固體物質(zhì)而形成濾餅。當滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn),刮刀將形成的濾餅刮除,滾筒繼續(xù)進入下一個脫水循環(huán)。在某些類型的真空脫水機中不使用刮刀,而是使用一組小型滾輪來移除滾筒表面的濾餅。 [1]
連續(xù)式帶濾脫水機
污水處理廠所使用的連續(xù)式帶濾脫水機,與水處理廠所使用的連續(xù)式帶濾脫水機大致相同。 [1]
連續(xù)式帶濾脫水機適用于各種混合污泥的脫水,處理固體含量為5%的典型消化混合污泥,濾布固體物負荷為32.8kg/(h·m2)時,可得到固體含量為19%的脫水污泥餅。一般來說,連續(xù)式帶濾脫水機對不同污泥的脫水效果,與使用真空脫水機相當。而與使用真空脫水機相比,連續(xù)式帶濾脫水機不易發(fā)生污泥粘附濾布的問題,且其動力消耗較低。 [1]
污泥干燥
污泥干燥是應用人工熱源以工業(yè)化設備對污泥進行深度脫水的處理方法,盡管污泥干燥的直接結(jié)果是污泥含水率的下降(脫水),但與機械脫水相比,其應用目的與效果均有很大的不同。污泥機械脫水(也包括污泥濃縮),其應用的目的以減少污泥處理的體積為主(污泥濃縮和機械脫水通常均可使污泥體積減少4倍左右),但脫水污泥餅除了含水率和相關的物理性質(zhì),如流動性與原狀污泥有差異外,其化學、生物等方面性質(zhì)并不因脫水而產(chǎn)生變化。污泥干燥則由于提高水分蒸發(fā)強度的要求,使用人工熱源,其操作溫度(對污泥顆粒而言)通常大于100℃,干燥對污泥的處理效應,不僅是深度脫水,還具有熱處理的效應;加之,污泥干燥處理的產(chǎn)物,其含水率可控制在20%以下,即達到抑制污泥中的微生物活動的水平,因此污泥干燥處理可同時改變污泥的物理、化學和生物特性。
污泥干燥床
在各種形式的污泥干燥床中,干燥砂床是古老也是常見的一種。干燥砂床在設計上有多種變化,包括排水管線配置、礫石層及砂層厚度及砂床建材等。在自來水凈水廠中使用的污泥干燥床,其結(jié)構(gòu)與污水處理廠所使用的污泥干燥床類似