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基础篇:污泥是个什么泥?

 赤楠子 2023-09-22


一、背景

随着关于污泥处置的一系列国家政策出台以及2015年我国发布的“水十条”要求,“重水轻泥”逐渐向“泥水并重”转变。

二、定义

污泥是在污水处理过程中产生的半固态或固态物质,一般不包括栅渣、浮渣和沉砂。由固体杂质、悬浮物及胶体物质的浆状物组成。

三、分类

由于各类污泥的性质变化较大,分类是非常必要的,其处理和处置也是不尽相同的。根据其来源,可以划分为:市政污泥、管网污泥通沟污泥、河湖淤泥、工业污泥、在非特指环境下,污泥一般指市政排水污泥。

1、市政污泥

市政污泥是污水处理厂或自来水污水厂在水处理过程中产生的固体沉淀物质,是数量最大的一类污泥。一般会在污水厂汇总消化浓缩减量后进行脱水处理,脱水后再进行下一步处置。

2、通沟污泥

通沟污泥指市政排水管道养护、清淤过程中打捞的沉积物。含大件垃圾、建筑垃圾、砂石、有机废弃物等,需逐级分离后回收砂石等无机物质,分离后最终部分脱水后再进行下一步处置。

3、河湖淤泥

来自江河、湖泊、水库、海湾等自然区域的清淤淤泥。淤泥原位处理(固化、生物降解、物理淋洗)和异位资源化处理(硬度低有机质高的可用于园林绿化、蔬菜基地回填土;硬度高一些的可作为废弃鱼塘、矿坑修复土;硬度高的可建材利用)是主要方法。

4、工业污泥

工业污泥来自各种工业生产或者工业污水处理所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。成分复杂、含量多变,处置方式也较多,部分含可回收利用的部分均考虑回收利用。

四、处置

目前污泥的土地利用仍然是放在“C位”,处理后满足土地利用的污泥应积极推广用于土地利用。污泥土地利用优势有目共睹,但实践举步维艰,有待进一步发展。

1、回收利用

高价值的污泥可进一步回收污泥中可回收部分。如市政污泥回收磷、通沟污泥中通过高效沉砂回收砂石等无机质、工业污泥中回收重金属或者金属离子、有机污泥中回收有机质,油泥中回收矿物油等。

2、脱水

考虑污泥运输成本及处理处置成本,污泥一般均需要在污水处理厂脱水至85%以下再进一步处理。

3、深度脱水

为了节省污泥运输成本及处理处置成本或者部分污泥最终处置工艺限制,污泥需要进行深度脱水处理,使污泥的含水率降低至60~70%或者更低,具体由深度脱水工艺和实际需求确定。

4、厌氧发酵

高有机质污泥可进行厌氧发酵产沼气,同时发酵腐熟后的沼渣进一步无害化处理,实现减量化、资源化和无害化处置污泥的目的。

目前主要有单独发酵、协同餐厨垃圾或者厨余垃圾发酵工艺等。维持高温厌氧需要大量热能。

5、卫生填埋

早期污泥主要以填埋为主,特别是市政污泥,填埋污水一般含水率要求60%以下为宜。

目前正在逐步减小填埋量,部分省市污泥项目招投标时已明确表示不接受填埋处置。不管是什么污泥,非法填埋都是明令禁止的。

6、堆肥

堆肥技术是一项成熟且简单有效的技术,是在有氧条件下通过好氧微生物的生命活动,将堆料中的不稳定有机质转化为较稳定有机质,同时降低挥发性有机质含量、消除臭气的过程。有机质含量高的污泥推荐使用堆肥工艺,如有机污泥,市政污泥等。

目前污泥堆肥存在重金属污染、臭气污染、占地面积大、自动化程度不够导致处理效率低、最终产品土地利用范围受限等问题,需进一步优化和完善。可和餐厨或者厨余垃圾、园林绿化垃圾协同处置

7、生态养殖

有机质含量高的污泥可用于养蚯蚓、黑水虻等,含蚯蚓粪的最终产品可堆肥或者碳化制生物炭。实现污泥的资源化利用。

案例较少,处理规模小,容易失败。

8、干化

污泥干化又是污泥减量化处理的必要环节同时进入热解气化、碳化、建材利用或者焚烧处置工艺的污泥建议干化处理便于提高热值。干化后的污泥含水率可在50%以下,根据需求确定干化工艺及最终含水率。

干化可用周边电厂的余热或者后续工艺段的余热进行干化,其他能源的干化工艺需结合当地能源结构确定。

9、碳化

干化后的污泥在绝氧环境下热解600℃左右)生成热解油气和生物炭,热解油气直接回用系统替代外部热源,剩余部分可用于锅炉等,所产生的生物炭可用于土壤改良,还可以制造炭基肥、建材等

受炉型影响单台炉处理量有限,产生的产品销路有限,尾气需高成本处理。目前应用案例较少。有机污泥、市政污泥、含油污泥较为适用。

10、热解气化

干化后的污泥进行造粒,造粒后进热解炉。根据所用工艺,热解可分为干馏、焦化、热分解及气化。通过智能控制不同阶段的热解温度,当热解温度在700℃以上时,绝大部分有机会被气化。热解气化就是在无氧或缺氧条件下,在一定温度环境里使有机物受热分解然后气化,形成热解气及固体残留物。热解气在1100以上的燃烧室燃烧,产生高温烟气通过余热锅炉进行热量回收并产生蒸汽回用于干化系统。固体残杂可建材利用。

建设投资成本较高。有机污泥、市政污泥、含油污泥较为适用。

11、建材利用

烧结制砖、蓄水陶土、陶粒、协同水泥窑处理制水泥等。

未大规模应用,相关技术还不够成熟,有待改善。

12、焚烧

污泥焚烧处置通常是在一定温度、有氧条件下对污泥进行焚烧,使污泥中的有机物发生燃烧反应,转化为二氧化碳、氮气、无机灰分等物质,是目前最彻底、最快速的污泥处置方式污泥焚烧的投资和运营成本都很高,污泥热值低污泥焚烧技术不够成熟等缺点是未来突破的方向。一般直接焚烧或者干化焚烧,目前有单独焚烧、水泥窑协同焚烧、生活垃圾掺烧、石灰窑混烧等工艺。

注意:本文主要简述污泥的分类处置去向相关内容,非综述文,仅科普及学习用,为本人汇编整理的原创文章,转载需注明出处及作者!

如有环保行业相关项目需求可联系作者!

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