污泥[固體沉澱物質]

污泥(sludge)是由水和污水處理過程所產生的固體沉澱物質。

釋義

英文:sludge

定義:在污水處理過程中產生的半固態或固態物質,不包括柵渣、浮渣和沉砂。

詞目:污泥(污水污泥)

拼音:wū ní

基本解釋

[sludge;mire;mud] 由水和污水處理過程所產生的固體沉澱物質。

詳細解釋

同“污泥”。骯髒,卑污。《韓非子·詭使》:“今士大夫不羞污泥醜辱而宦,女妹私義之門不待次而宦。”《史記·屈原賈生列傳》:“濯淖污泥之中,蟬蛻於濁穢,以浮游塵埃之外,不獲世之滋垢,皭然泥而不滓者也。” 漢劉向說苑·至公》:“憫時俗之污泥,傷紀綱之廢壞。”

亦作“污泥”。1.爛泥。《三國志·魏志·劉楨傳》“ 楨 以不敬被刑”裴松之注引 三國 魏 魚豢 《典略》:“此四寶者,伏朽石之下,潛污泥之中,而揚光千載之上,發彩疇昔之外,亦皆未能初自接於至尊也。”《花月痕》第五回:“爾乃亭亭淨植,蓮出污泥,烈烈奇香,蘭生幽谷。”孫犁《淀紀事·村歌下篇》:“ 老改 擦洗老牛身上沾著的污泥。”

⒊ 指泥濘。北魏賈思勰《齊民要術·旱稻》:“凡下田停水處,懆則堅垎,濕則污泥,難治而易荒,墝埆而殺種。”

介紹

污泥 污泥

污泥是污水處理後的產物,是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體 等組成的極其複雜的非均質體。污泥的主要特性是含水率高(可高達99%以上),有機物含量高,容易腐化發臭,並且顆粒較細,比重較小,呈膠狀液態。它是介於液體和固體之間的濃稠物,可以用泵運輸,但它很難通過沉降進行固液分離。

分類

活性污泥

根據污泥從污水中分離的過程,可將其分為如下幾類:

污泥 污泥

污泥是指用物理法、化學法、物理化學法和生物法等處理廢水時產生的沉澱 物、顆粒物和漂浮物。污泥一般指介於液體和固體之間的濃稠物,可以用泵輸送,但它很難通過沉降進行固液分離。懸浮物濃度一般在1%~10%,低於此濃度常常稱為泥漿。由於污泥的來源及水處理方法不同,產生的污泥性質不一,污泥的種類很多,分類比較複雜,一般可以按以下方法分類。

⑴按來源分污泥主要有生活污水污泥,工業廢水污泥和給水污泥。

⑵按處理方法和分離過程分污泥可分為以下幾類:

初沉污泥(sludgefromprimarysedimentationtank):指污水一級處理過程中產生的沉澱物;

活性污泥(activitedsludge):指活性污泥法處理工藝二沉池產生的沉澱物;

腐殖污泥:指生物膜法(如生物濾池、生物轉盤、部分生物接觸氧化池等)污水處理工藝中二次沉澱池產生的沉澱物。

污泥 污泥

化學污泥:指化學強化一級處理(或三級處理)後產生的污泥。 ⑶按污泥的不同產生階段分:

沉澱污泥(primarysettlingsludge):初次沉澱池中截留的污泥,包括物理沉澱污泥,混凝沉澱污泥,化學沉澱污泥。

腐殖污泥

生物處理污泥(biologicalsludge):在生物處理過程中,由污水中懸浮狀、膠體狀或溶解狀的有機污染物組成的某種活性物質,稱為生物處理污泥。

生污泥(freshsludge):指從沉澱池(初沉池和二沉池)分離出來的沉澱物或懸浮物的總稱;

消化污泥(di-gestedsludge):為生污泥經厭氧消化後得到的污泥。

濃縮污泥

(concentratesludge):指生污泥經濃縮處理後得到的污泥;

脫水乾化污泥(dehydrationsludge):指經脫水乾化處理後得到的污泥;

乾燥污泥(Dryingsludge):指經乾燥處理後得到的污泥。

⑷按污泥的成分和性質分。污泥可分為有機污泥和無機污泥;親水性污泥和疏水性污泥。

處理方法

污泥處理

污泥濃縮

污泥處理工廠 污泥處理工廠

污泥濃縮後含水率可降為95%~97%,近似糊狀。濃縮可以達到污泥的減 量化。重力濃縮法用於污泥處理是廣泛採用的一種方法,已有50多年歷史。機械濃縮方法出現在20世紀30年代的美國,此方法占地面積小,造價低,但運行費用與機械維修費用較高。氣浮濃縮於1957年出現在美國。此法固液分離效果較好,套用已越來越廣泛。

污泥濃縮的方法主要有重力濃縮法、氣浮濃縮法、帶式重力濃縮法和離心濃縮法,還有微孔濃縮法、隔膜濃縮法和生物浮選濃縮法等。

重力濃縮

利用重力作用的自然沉降分離方式,不需要外加能量,是一種最節能的污泥濃縮方法。重力濃縮只是一種沉降分離工藝,它是通過在沉澱中形成高濃度污泥層達到濃縮污泥的目的,是污泥濃縮方法的主體。單獨的重力濃縮是在獨立的重力濃縮池中完成,工藝簡單有效,但停留時間較長時可能產生臭味,而且並非適用於所有的污泥;如果套用於生物除磷剩餘污泥濃縮時,會出現磷的大量釋放,其上清液需要採用化學法進行除磷處理。重力濃縮法適用於初沉污泥、化學污泥和生物膜污泥。

污泥處理

氣浮濃縮

污泥處理機器 污泥處理機器

氣浮濃縮與重力濃縮相反,是依靠大量微小氣泡附著在污泥顆粒的周圍,減小顆粒 的比重而強制上浮。因此氣浮法對於比重接近於1g/cm3的污泥尤其適用。氣浮濃縮法操作簡便,運行中同樣有一定臭味,動力費用高,對污泥沉降性能(SⅥ)敏感;適用於剩餘污泥產量不大的活性污泥法處理系統,尤其是生物除磷系統的剩餘污泥。

帶式重力濃縮法

帶式重力濃縮法是利用帶式重力濃縮機的一種機械濃縮法。由於其具有投資適中,運行費適中,效果好,對各種性能的污泥適應性較強等特點,因此近幾年被廣泛採用;但實際運行中會受到污泥中高分子的影響,運行時濕度大,因而需要仔細操作。帶式重力濃縮法適用於各種生物污泥。

離心濃縮法

離心濃縮法的原理是利用污泥中固、液比重不同而具有的不同的離心力進行濃縮。離心濃縮法的特點是自成系統,效果好,操作簡便;但投資較高,動力費用較高,維護複雜;適用於大中型污水處理廠的生物和化學污泥。

污泥穩定化

污泥處理

污泥 污泥

穩定處理的目的就是降解污泥中的有機物質,進一步減少污泥含水量,殺滅 污泥中的細菌、病原體等,消除臭味,這是污泥能否資源化有效利用的關鍵步驟。污泥穩定化的方法主要有堆肥化、乾燥、厭氧消化等。厭氧消化:在污泥處理工藝中,厭氧消化是較普遍採用的穩定化技術。污泥厭氧消化也稱為污泥厭氧生物穩定,它的主要目的是減少原污泥中以碳水化合物、蛋白質、脂肪形式存在的高能量物質,也就是通過降解將高分子物質轉變為低分子物質氧化物。厭氧消化是在無氧條件下依靠各種兼性菌和厭氧菌的共同作用,使污泥中有機物分解的厭氧生化反應,是一個極其複雜的過程。

鹼性發酵階段

一般可分為酸性發酵階段和鹼性發酵階段,酸性發酵階段又可以分為水解階段和產酸階段,鹼性發酵階段可以分為酸性衰退階段(產乙酸階段)和產甲烷階段。厭氧分解過程中產生大量氣體,主要成分為甲烷和二氧化碳以及少量的硫化氫等。但運行管理要求高,消化池需密閉、池容大、池數多。

好氧消化

污泥 污泥

好氧消化污泥出現於20世紀50年代,與活性污泥法極為相似。當外來養料被消耗完以後,微生物靠消耗自己的機體來產生能量以維持生命活動。這就是微生物的內源代謝階段。細胞 組織在好氧條件下的內源代謝產物為CO2、NH3、H2O,而NH3會在有氧條件下進一步氧化為硝酸鹽。污泥好氧消化的反應可以用下面的方程式表達:

C6H7NO2+7O2→5CO2+NO3-+3H2O+H+

上式中C6H7NO2為細胞組織的元素組成。

此法降解程度高,無臭穩定,易脫水,肥份高,運行管理簡單,基建費用低。但運行費用高,消化污泥量少,降解程度隨溫度波動大。

石灰穩定技術

石灰穩定技術始於20世紀50年代,在投加石灰的條件下,保持一定pH值及一定時間,可以殺滅傳染病菌,並防腐與抑制臭氣的產生。該技術操作簡單、成本較低,處理後較容易脫水。污泥最終處置可採用農用或者衛生填埋。

好氧堆肥

堆肥技術探討始於1920年,堆肥系統可分為三類:條形堆肥系統、靜態好氧堆肥系統和裝置式堆肥系統。城市污水處理廠的污泥中含有大量促進植物和農作物生長的氮、磷、鉀等營養成分,肥效較好,經過堆肥處理可以達到穩定化、無害化及資源化的目的。堆肥是一個由嗜溫菌、嗜熱菌對有機物進行好氧分解的穩定過程,其特點是自身可以產生一定的熱量,並且高溫持續時間長,不需外加熱源,即可達到無害化。堆肥的一般工藝流程主要分為前處理,一次發酵,二次發酵和後處理四個過程。經過堆肥化處理後,污泥的性狀改善,含水率降低(小於40%),成為疏鬆、分散、細粒狀,可殺滅病原菌和寄生蟲(卵),便於貯藏、運輸和使用。

石灰穩定技術石灰穩定技術始於20世紀50年代,在投加石灰的條件下,保持一定pH值及一定時間,可以殺滅傳染病菌,並防腐與抑制臭氣的產生。該技術操作簡單、成本較低,處理後較容易脫水。污泥最終處置可採用農用或者衛生填埋。

將污泥發酵成有機肥,如再加入部分牛糞等,就會發酵成優質的有機肥,具體操作方法如下:
1、加菌。1公斤金寶貝肥料發酵劑可發酵4噸左右污泥+牛糞。需按重量比加30-50%左右的牛糞,或秸稈粉、蘑菇渣、花生殼粉、或稻殼、鋸末等有機物料以便調節通氣性。其中如果加入的是稻殼、鋸末,因其纖維素木質素較高,應延長發酵時間。菌種稀釋:每公斤發酵劑加5-10公斤米糠(或麩皮、玉米粉等替代物)拌勻稀釋後再均勻撒入物料堆,使用效果會更佳。
2、建堆:備料後邊撒菌邊建堆,堆高與體積不能太矮太小,要求:堆高1.5-2米,寬2米,長度2-4米
2、拌勻通氣。金寶貝肥料發酵劑是需要好(耗)氧發酵,故應加大供氧措施,做到拌勻、勤翻、通氣為宜。否則會導致厭氧發酵而產生臭味,影響效果。
4、水分。發酵物料的水分應控制在60~65%。水分判斷:手緊抓一把物料,指縫見水印但不滴水,落地即散為宜。水少發酵慢,水多通氣差,還會導致“腐敗菌”工作而產生臭味。
5、溫度。啟動溫度應在15℃以上較好(四季可作業,不受季節影響,冬天儘量在室內或大棚內發酵),發酵升溫控制在70-75℃以下為宜。
6、完成。第2-3天溫度達65℃以上時應翻倒,一般一周內可發酵完成,物料呈黑褐色,溫度開始降至常溫,表明發酵完成。如鋸末、木屑、稻殼類輔料過多時,應延長發酵時間,待充分腐熟。
發酵好的有機肥,肥效好,使用安全方便,抗病促長,還可培肥地力等。

污泥脫水與乾化

污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個重要的環節,其目的是使固體富集,減少污泥體積,為污泥的最終處置創造條件。為使污泥液相和固相分離,必須克服它們之間的結合力,所以污泥脫水所遇到的主要問題是能量問題。針對結合力的不同形式,有目的採用不同的外界措施可以取得不同的脫水效果。污泥脫水與乾化包括自然脫水、機械脫水和熱處理乾化。

污泥經濃縮、消化後,尚有95%~97%含水率,且易腐敗發臭,需對污泥作乾化與脫水處理。常用脫水方法有自然乾燥和機械脫水兩種。利用蘆葦等沼生植物也可以進行較好的脫水。

乾燥

為了進一步降低脫水後污泥的含水率(75%),採用乾燥工藝。經乾燥後含水率可降至約20%左右。乾燥工藝除了最簡單的日曬外,常用的是熱乾燥技術。污泥熱乾燥開始於本世紀初的英國,此方法可以完全殺滅病原菌,使污泥處於穩定化狀態。但乾燥過程產生的大量的廢氣淨化費用問題、運行費用,都是使用乾燥工藝要考慮的問題。

污泥熔融

為了減少污泥體積和利用其中的重金屬黏結作用,日本曾開展污泥熔融技術研究,但還不十分深入。污泥熔融處理也是污泥熱化學處理方法的一種。污泥熔融技術是把污泥加熱至1300~1500℃,使污泥中有機物燃燒,其殘留物質可用來製作玻璃、鋼鐵、建築材料等。

兩相消化

新型的污水污泥處理工藝如高溫酸化-中溫甲烷化兩相厭氧消化等不斷出現,並逐步被套用。邊興玉等採用污水污泥兩相厭氧消化工藝,將產酸相和產甲烷相分別置於各自的反應器中,形成各自的相對優勢微生物種群,提高了整個消化過程的處理效果和穩定性。VSS(揮發性懸浮顆粒物)去除率比中溫傳統工藝提高50%以上,比高溫傳統工藝提高35%左右。高溫酸化0.5d後,中溫甲烷化8·5d,可達到中溫傳統法20d的處理效果,節省了時間。另外,滅菌效果優於中溫傳統法,產甲烷反應器保持較高的緩衝能力,對揮發性酸積累的抵禦和耐衝擊負荷的能力強。

污泥制油

污泥制油是把含水率為65%的乾泥在隔絕空氣下,加熱升溫450℃,在催化劑作用下把污泥中有機物轉化為碳氫化合物,最大轉化率取決於污泥組成和催化劑的種類,正常200~300L(油)/t(乾泥)的產率,其性質與柴油相似。加拿大正在進行中試試驗,澳大利亞Perth也正在建造利用熱化學方法將污泥制油的工廠。

污泥濕式氧化

(wetairoxidation簡稱WAO)

污泥處理技術

濕式氧化法是在高溫(125℃~320℃)和高壓(0.5~20MPa)條件下,以空氣中的氧作為氧化劑,在液相中將有機物分解為二氧化碳、水等無機物或小分子有機物的化學過程。由於剩餘污泥在物質結構上與高濃度有機廢水十分相似,因此這種方法也可用於處理剩餘污泥。剩餘污泥的濕式氧化法處理是濕式氧化法最成功的套用領域,有50%以上的濕式氧化裝置套用於剩餘污泥的處理。

臭氧減量化

這一工藝是由日本的H·Yasui等學者提出的。此工藝中,剩餘污泥的消化與污水處理在同一個曝氣池中同時進行。工藝分成兩個過程,一個是臭氧氧化過程,另一個是生物降解過程。

從二沉池中沉下來的污泥,一部分直接回流到曝氣池中,另一部分則是先進行臭氧處理然後再回流到曝氣池。污泥經過臭氧處理後,能夠提高其生物降解性,在曝氣池中與污水同時進行生物處理。而且在經臭氧處理後,將有一部分污泥(1/3)被無機化。因此,只要操作適當,可以使污水處理過程中淨增污泥量與無機化污泥量相等,從而可以達到無剩餘污泥的目的。

超音波處理

超音波通常是指頻率為的20kHz~10MHz的聲波。當其聲強增加到一定的數量時,會對其傳播中的媒質產生影響,使媒質的狀態、組成、功能和結構等發生變化,通稱為超聲效應。超音波與媒質作用的機制可分為熱機制、機械機制和空化機制,超音波主要通過空化機制實現對剩餘污泥的處理。

高速生物反應器

高速生物反應器技術是在利用土壤處理污泥的基礎上發展起來的。利用土壤中的微生物處理污泥,由於系統是開放的,因而會受到氣溫和土壤濕度的影響,使土壤利用的時間和區域受到一定的限制。

高速生物反應器 高速生物反應器

美國SWEC公司在80年代開始研製開發高速生物反應器,該技 術將污泥的脫水、消化和乾化相結合,將土壤處理的整個過程放置在室內一個封閉的循環系統中進行。Texaco經過近20年的研究開發,使高速生物反應器技術成熟並得以推廣。整個作業系統的核心部分是生物反應器,它由二個區域組成:上半部分是污泥與土壤相混合的區域,使污泥負荷達到均一化,污泥的有機部分在這一區域中被生物降解;下半部分是氣、液分離區,使液體不滯留於土壤中,以增加氧的傳遞率。高負荷率的污泥通過該系統的處理,污泥中的有機組分將降解70%~80%,懸浮固體濃度去除率達到45%~60%。從沉澱池排出濃度為5000~30000mg/L的污泥都可以直接進入該系統中,而不需要任何的預處理。相比於其它生物處理技術,該系統所需能量較少,可以連續運行,並能保持最佳溫度以利於微生物的降解,特別適合於受自然條件限制或土壤濕度大的污泥處理過程中。

相關政策

污泥處理政策

根據現行的《城市污水處理及污染防治技術政策》:污泥處理

1、城市污水處理產生的污泥,應採用厭氧、好氧和堆肥等方法進行穩定化處理。也可採用衛生填埋方法予以妥善處置。

2、日處理能力在10萬立方米以上的污水二級處理設施產生的污泥,宜採取厭氧消化工藝進行處理,產生的沼氣應綜合利用。日處理能力在10萬立方米以下的污水處理設施產生的污泥,可進行堆肥處理和綜合利用。採用延時曝氣的氧化溝法,SBR法等技術的污水處理設施,污泥需達到穩定化。採用物化一級強化處理的污水處理設施,產生的污泥須進行妥善的處理和處置。

3、經過處理後的污泥,達到穩定和無害化要求的,可農田利用;不能農田利用的污泥,應按有關標準和要求進行衛生填埋處置。

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