注册给排水考试中,《排水工程》中污水处理部分的工艺组成中,污泥的“四化”(减量化、无害化、稳定化和资源化)处理是一个相当重要的点,毕竟作为污水处理系统中,有机物的去除,一是被微生物分解代谢,二则是被微生物合成代谢,其中合成代谢占比达到60%以上,因此这部分被微生物固化的有机物是必须要处理的。
我们都知道,污泥中的水份一般情况下分成4种类型:空隙水、毛细水、吸附水和内部水,对于这四种水份的去除程度,依次是空隙水<毛细水<吸附水<内部水,所以我们的处理程序也是按照处理难易程度划分,首先去除占比大的空隙水,多采取重力浓缩的方式,其次去除毛细水,多采取自然干化和机械脱水,其次是吸附水,一般采取干燥和焚烧可以去除,对于内部水来说则难去除,但是其量也小,一般不做考虑。
那关于“四化”处理的顺序和关系,不少考友们都不太容易理解,那咱们今天就依靠一个经典案例为本,进行简单的梳理,帮助大家更好的理解这一部分的内容。
华南地区某污水处理厂,污泥处理规模500吨/天左右,其所选用的工艺为重力浓缩(减量化)+机械浓缩(减量化)+中温厌氧消化(减量化、稳定化)+机械脱水(减量化)+热干化(无害化)的处理工艺,具有一定的代表性。咱们就以此作为案例样本,分析污泥处理系统各部分的作用和前后顺序。
全套的污泥处理系统,应该还包括污泥气的回收利用和脱水上清液的处理系统,详细可见下部分析:
卵形消化池
这一套系统对所有的生物污泥处理都适用,在污泥处理的前期,所谓的含水率99%左右的污泥,其实就和水差不多,绝大多数的成分都是水,这个时候利用沉淀池的压缩沉淀作用,去除绝大多数的空隙水,使污泥含水率降低到95%左右,可别小看这5%左右的含水率,按照理论公式计算,此时的污泥体积,已经缩小了几倍了(假如是无机污泥,则大多数仅用重力浓缩即可)。
经过浓缩后的污泥,接下来就该进行稳定化处理了。污泥中的组成成分,除了水份以外,多的就属活性污泥体本身的有机物了,所以可以通过去除部分有机物的方法,继续降低污泥的体积。一般污泥消化有厌氧消化和好氧消化,不过大多以厌氧消化为主,厌氧消化又分中温消化和高温消化,虽说高温消化效率更高,但能耗同样很高,因此大多采取中温消化。在这个中温厌氧消化的过程中,降解污泥中的有机物,产生污泥气供消化系统和干化系统利用,使污泥得到稳定化和减量化。
为什么要把机械脱水放在厌氧消化之后?主要是考虑到机械脱水设备投资高,所以在进行机械脱水之前,应尽可能的缩减污泥体积,这样能够节约投资。通过对消化污泥进行脱水,能够继续降低污泥含水率,减小污泥体积,并将脱水后的污泥输送至污泥干化处理系统进行干化处理,或直接输送至存料仓储存后外运,经过这步处理后的污泥含水率在75%左右。
卵形消化池
相比较于机械脱水系统,热干化系统的投资和运行费用更高,因此从节约成本的角度出发,热干化需要放在机械脱水之后。并且要利用污泥消化产生的污泥气对部分脱水污泥进行干化处理,进一步提高污泥含固率。污泥干化处理系统采用消化处理产生的污泥气作为能源,以天然气作为备用能源,污泥干化能力按在满足消化处理条件下可利用的气量确定。经过热干化处理后出泥含固率为 70%,可调范围为 70% ~ 90% 。
对消化产生的污泥气进行处理、储存和利用,作为污泥消化系统的污泥加热热源和脱水污泥干化处理系统的干化热源,污泥气脱硫采用生物脱硫和干式脱硫分级串联组合工艺。
配套水系统分2 部分,一部分是回用水处理系统,从污水处理排放管中取水,经混凝、前加氯、过滤、后加氯处理,提供污泥干化处理系统的冷却用水;另一部分是污泥液处理系统,对污泥处理过程中产生的污泥液,包括浓缩池上清液、离心浓缩滤液、消化池上清液、离心脱水滤液等,经调节池后水泵提升至沉淀池处理,去除污泥液中的磷,出水排至污水处理区进行处理。
卵形消化池
对于污泥的“四化”处理来说,需要注意的是以目前的环保技术来说,污泥“四化”中容易实现的是前“三化”:减量化、稳定化和无害化,至于资源化,没有强制规定,有好,没有也不要求,毕竟以目前的技术水平来说,完全的资源化也是不现实的。
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