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制糖廢水處理站污泥的處理處置及工藝選擇_資源化

更新時(shi)間:2015-03-02 20:55 來源:論文網 作者(zhe): 閱讀:2622 網友評論0

導(dao)讀::活(huo)性污泥(ni)法(fa)降解工藝的投資較低。本文對常用污泥(ni)處理處置(zhi)技術(shu)進行比較和評(ping)估(gu)。污泥(ni)資源化(hua)。

關(guan)鍵詞:制糖廢水處(chu)理站,污泥,處(chu)理處(chu)置,資(zi)源化(hua)

1 引言

甘(gan)蔗(zhe)制(zhi)(zhi)糖(tang)行(xing)業對(dui)整個國(guo)民經(jing)濟的(de)(de)發展和社會穩定有(you)著不可缺少的(de)(de)推動作用,廣西(xi)是(shi)全國(guo)最大(da)(da)的(de)(de)甘(gan)蔗(zhe)糖(tang)主產區,產糖(tang)量(liang)連(lian)續多年(nian)居全國(guo)首位(wei)。甘(gan)蔗(zhe)制(zhi)(zhi)糖(tang)業廢(fei)水(shui)(shui)排(pai)放量(liang)大(da)(da),化學需(xu)氧量(liang)(COD)濃(nong)度高,成分復雜,廢(fei)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)具有(you)相當難度,廢(fei)水(shui)(shui)若不經(jing)處(chu)理(li)(li)直接排(pai)入水(shui)(shui)體,將會對(dui)水(shui)(shui)資(zi)源造成嚴重污(wu)染(ran),破壞生態(tai)環境。近年(nian)來(lai),為了(le)工業污(wu)染(ran)源達到國(guo)家“一控雙(shuang)達標”的(de)(de)要求(qiu),對(dui)于不能達標排(pai)放的(de)(de)企(qi)(qi)業,采取(qu)了(le)“關、停(ting)、轉”的(de)(de)措施,其中受沖擊較大(da)(da)的(de)(de)是(shi)當地的(de)(de)制(zhi)(zhi)糖(tang)企(qi)(qi)業。為此,各個制(zhi)(zhi)糖(tang)企(qi)(qi)業越(yue)來(lai)越(yue)重視環境保(bao)護和污(wu)水(shui)(shui)綜(zong)合治理(li)(li)。

目(mu)前國內對制糖廢水的(de)(de)(de)(de)末端處(chu)(chu)理(li)(li)均趨向于活性污(wu)(wu)泥(ni)(ni)法降(jiang)解(jie)(jie)。活性污(wu)(wu)泥(ni)(ni)法降(jiang)解(jie)(jie)工藝(yi)的(de)(de)(de)(de)投(tou)(tou)資(zi)較(jiao)低,操作條件簡單,但是(shi)它(ta)處(chu)(chu)理(li)(li)中產(chan)生的(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)剩余(yu)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)通常(chang)含有(you)(you)一(yi)定(ding)量(liang)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)毒有(you)(you)害物(wu)質(如(ru)寄生蟲卵、病(bing)原微生物(wu)、重金屬)及未穩定(ding)化的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機物(wu),如(ru)果不進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)妥(tuo)善處(chu)(chu)理(li)(li)與處(chu)(chu)置(zhi)(zhi)(zhi),將會對環境(jing)造成直(zhi)接或潛在的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)[1]。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)理(li)(li)裝置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)投(tou)(tou)入和(he)運行(xing)(xing)(xing)費用巨大(da),可(ke)占(zhan)整個污(wu)(wu)水處(chu)(chu)理(li)(li)廠投(tou)(tou)資(zi)及運行(xing)(xing)(xing)費用的(de)(de)(de)(de)25%到(dao)65%之間[2],顯而易見,污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)與處(chu)(chu)置(zhi)(zhi)(zhi)成為環境(jing)領域的(de)(de)(de)(de)一(yi)大(da)難題。因此資(zi)源化,本文對常(chang)用污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)理(li)(li)處(chu)(chu)置(zhi)(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)比較(jiao)和(he)評估,以便(bian)甘蔗制糖行(xing)(xing)(xing)業對今(jin)后污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)理(li)(li)處(chu)(chu)置(zhi)(zhi)(zhi)工藝(yi)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)選擇提供參考(kao)依據。

2 污泥的(de)處理技術

2.1污泥濕式氧化(hua)法

濕(shi)式空氣(qi)氧化技術(WO法(fa)(fa))是(shi)將(jiang)污泥(ni)置于(yu)密閉反應器中(zhong),在高溫高壓(ya)條件(jian)下通入空氣(qi)或氧氣(qi)作氧化劑,按浸(jin)沒燃燒原理使(shi)污泥(ni)中(zhong)有機(ji)物氧化分解,將(jiang)有機(ji)物轉化為無機(ji)物的(de)(de)過程,該法(fa)(fa)主要適(shi)用于(yu)處理各種難(nan)降解的(de)(de)有機(ji)污泥(ni)[3]。

2.2臭氧氧化(hua)

臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)使(shi)污(wu)泥減(jian)量(liang)的(de)(de)機理是即(ji)臭氧(yang)的(de)(de)強氧(yang)化(hua)(hua)性能(neng)通過(guo)各種作用破(po)壞污(wu)泥中(zhong)微(wei)生(sheng)物的(de)(de)細胞(bao)壁(bi),使(shi)細胞(bao)質進(jin)入到污(wu)泥中(zhong)。對回(hui)流(liu)污(wu)泥使(shi)用臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua),能(neng)使(shi)回(hui)流(liu)中(zhong)BOD增加,加大了細胞(bao)的(de)(de)可生(sheng)化(hua)(hua)性,使(shi)剩余(yu)污(wu)泥量(liang)減(jian)小模(mo)板。

2.3蚯(qiu)蚓處理(li)污(wu)泥

波蘭的BnrskO和Zambrow利用(yong)蚯(qiu)蚓(yin)有(you)效地處(chu)理廢水(shui)篩余物(wu)和污(wu)(wu)泥(ni),得到一種(zhong)無(wu)氣味(wei)、類(lei)似腐殖質(zhi)且含(han)有(you)高(gao)營養(yang)的蚯(qiu)蚓(yin)肥料(liao)。經過蚯(qiu)蚓(yin)凈化處(chu)理,污(wu)(wu)泥(ni)中的Cu、Zn、Ni含(han)量(liang)均有(you)明顯降低;污(wu)(wu)泥(ni)經處(chu)理后(hou)轉變為(wei)無(wu)臭(chou)、疏松、高(gao)效的有(you)機顆粒肥料(liao),但(dan)處(chu)理污(wu)(wu)泥(ni)后(hou)的蚯(qiu)蚓(yin)體內(nei)有(you)重金屬富(fu)集,因(yin)此不宜作為(wei)飼料(liao)以(yi)免進入人體食物(wu)鏈[4]。

2.4膜生物反應器

膜生(sheng)物(wu)反應(ying)器是指將膜分離(li)技術中的膜系統與污(wu)(wu)水生(sheng)物(wu)處(chu)理工(gong)程中的生(sheng)物(wu)反應(ying)器相互結合而成的新(xin)工(gong)藝。膜生(sheng)物(wu)反應(ying)器中污(wu)(wu)泥的停留時(shi)間很長,甚至可(ke)避免(mian)排泥,但是膜的堵塞和膜材料價格問題限(xian)制了該方法的推廣應(ying)用。

2.5污(wu)泥人工(gong)濕地處(chu)理(li)技術

污(wu)泥(ni)(ni)人工濕(shi)地(di)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)新型污(wu)泥(ni)(ni)處(chu)理(li)技(ji)術(shu),它(ta)是(shi)(shi)集(ji)污(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)縮、脫水(shui)、降(jiang)解于一(yi)體(ti),可以大量(liang)節減基(ji)建(jian)投資和(he)(he)運行費用(yong)。據報(bao)道,丹(dan)麥(mai)采(cai)用(yong)人工濕(shi)地(di)蘆葦床(chuang)系統進行污(wu)泥(ni)(ni)脫水(shui)與礦(kuang)化(hua)處(chu)理(li),污(wu)泥(ni)(ni)由于脫水(shui)及礦(kuang)化(hua)在床(chuang)中(zhong)減少(shao)率年平(ping)均為(wei)90%及96%。人工基(ji)質為(wei)微生物(wu)(wu)的生長提供穩定的依附表(biao)面(mian),為(wei)耐(nai)(nai)水(shui)耐(nai)(nai)污(wu)植物(wu)(wu)提供載體(ti)和(he)(he)營養(yang)物(wu)(wu)質,并(bing)通(tong)過一(yi)些物(wu)(wu)理(li)和(he)(he)化(hua)學途(tu)徑降(jiang)解污(wu)泥(ni)(ni);耐(nai)(nai)水(shui)耐(nai)(nai)污(wu)植物(wu)(wu)除(chu)直接吸收(shou)利用(yong)污(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)的營養(yang)物(wu)(wu)質及吸附、富(fu)集(ji)一(yi)些有(you)毒有(you)害(hai)物(wu)(wu)質外,還有(you)輸送氧氣到根(gen)區(qu)和(he)(he)維持水(shui)力傳輸的作用(yong);微生物(wu)(wu)的代謝作用(yong)是(shi)(shi)污(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)有(you)機污(wu)染(ran)物(wu)(wu)降(jiang)解的主要機制[5]。同時它(ta)們相互聯(lian)系,互為(wei)因(yin)果(guo),形成(cheng)一(yi)個系統,如圖1所示。

處理處置

圖1污泥濕地處理工藝立面(mian)圖

2.6等離子體處理

該法是(shi)(shi)最近(jin)研(yan)究(jiu)成功的,它利(li)用(yong)電(dian)弧等離子體技術產(chan)生高(gao)溫突躍(yue)處理脫水污泥(ni),使污泥(ni)中的有機物(wu)發生物(wu)理化學(xue)變(bian)化,從(cong)中快速制得(de)可(ke)燃氣(qi)體,其主要成分是(shi)(shi)CO,產(chan)物(wu)氣(qi)體可(ke)直接點火燃燒。

3 污泥(ni)資源(yuan)化

3.1 污泥農(nong)林(lin)利用

活性污泥含(han)有(you)大量(liang)的(de)有(you)機(ji)質(zhi)和N,P,K,Mg,Ca,S,Fe等植(zhi)物(wu)生長元素,是一種(zhong)良好(hao)的(de)肥料和土壤改良劑(ji)。田間(jian)實驗表明(ming)污泥用(yong)于農(nong)田后能改良土壤的(de)物(wu)理化學(xue)性質(zhi),增(zeng)加土壤營養(yang)成(cheng)分,提(ti)高(gao)土壤可耕作性;在綠(lv)化工程中(zhong)(zhong)施用(yong)無害化處理的(de)活性污泥,綠(lv)化植(zhi)物(wu)長勢好(hao)、綠(lv)期延長、觀賞性提(ti)高(gao),既可遠離食物(wu)鏈(lian),又可就近消化污泥資源化,減(jian)少運(yun)輸費用(yong),還(huan)能減(jian)少化學(xue)肥料的(de)用(yong)量(liang)。并且(qie)制糖廢水污泥中(zhong)(zhong)不含(han)有(you)重金屬,這(zhe)就決定污泥能農(nong)林利用(yong)的(de)主要(yao)因素。

3.2 污泥(ni)制作動(dong)物(wu)飼料

制(zhi)糖(tang)廢水(shui)活(huo)性污泥(ni)本身(shen)含(han)有有機物,如蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)、脂肪、纖維(wei)素、及(ji)(ji)少量吸收元素,都(dou)是動物所(suo)需的(de)(de)營養物質(zhi)(zhi)且不含(han)有重金屬(shu)及(ji)(ji)其(qi)他有害物質(zhi)(zhi)。污泥(ni)中70%的(de)(de)粗蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)是以(yi)氨(an)基酸(suan)形式存(cun)在,以(yi)蛋(dan)氨(an)酸(suan)、胱氨(an)酸(suan)和纈氨(an)酸(suan)為主、且各種氨(an)基酸(suan)之間相對平衡,是一種很好飼(si)料蛋(dan)白(bai)。

3.3 污泥的(de)建材利用

污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)建(jian)材(cai)利(li)用是污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)資(zi)源(yuan)化(hua)方(fang)式的(de)(de)(de)(de)一種,其(qi)內容包含了(le)(le)利(li)用污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)及(ji)其(qi)焚燒產(chan)(chan)(chan)物制(zhi)(zhi)(zhi)造磚(zhuan)塊、水泥(ni)(ni)、陶(tao)粒、玻璃、生(sheng)化(hua)纖維等。污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)有干(gan)化(hua)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)直接制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)和污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)灰(hui)(hui)渣制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)兩種方(fang)法。用干(gan)化(hua)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)直接制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)時(shi),當(dang)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)與(yu)黏(nian)土按(an)質量(liang)比1:10時(shi),污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)磚(zhuan)可達(da)普(pu)通紅磚(zhuan)強度(du);利(li)用污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)灰(hui)(hui)渣制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)時(shi),由于(yu)灰(hui)(hui)渣與(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)黏(nian)土的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen)比較接近(jin),制(zhi)(zhi)(zhi)磚(zhuan)時(shi)只需添(tian)加黏(nian)土與(yu)硅砂,比較適宜的(de)(de)(de)(de)配(pei)料質量(liang)比為灰(hui)(hui)渣:黏(nian)土:硅砂=100:50: (15-20)。由于(yu)焚燒溫度(du)高達(da)1 200℃,污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中病(bing)原體被徹底(di)(di)毀滅,燃燒過(guo)程中產(chan)(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)有害廢氣(qi)(如二堊(e)英(ying))被徹底(di)(di)分(fen)解,又(you)無殘留(liu)灰(hui)(hui)渣,徹底(di)(di)避(bi)免了(le)(le)對環(huan)境的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)染(ran);同時(shi)為建(jian)材(cai)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)廠(chang)提供了(le)(le)再生(sheng)資(zi)源(yuan),降低建(jian)材(cai)產(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)(de)(de)單位成本。

3.4 污泥的(de)沼氣利用

目前,我國(guo)不但(dan)缺(que)乏(fa)廢水處理(li)站的建設資金(jin)更缺(que)乏(fa)運(yun)(yun)行費(fei)用(yong)(yong),廢水處理(li)站的電費(fei)開支始終占據了很大部(bu)分(fen),有的廢水處理(li)站建成(cheng)后因缺(que)乏(fa)運(yun)(yun)行費(fei)用(yong)(yong)而停產,有的開工不足,而按(an)我國(guo)目前的技術水平,利用(yong)(yong)沼氣(qi)(qi)解決廢水處理(li)站的能源要求是(shi)(shi)可以做到的。污(wu)泥(ni)發(fa)(fa)(fa)酵產生的污(wu)泥(ni)氣(qi)(qi)可作燃料,消化(hua)池(chi)所產生的污(wu)泥(ni)氣(qi)(qi)能完全燃燒,保存運(yun)(yun)輸方(fang)便(bian),是(shi)(shi)一種清潔燃料。污(wu)泥(ni)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)熱量為20850-25020kJ/m3,1m3氣(qi)(qi)體約相當于(yu)1kg煤[6],污(wu)水廠用(yong)(yong)污(wu)泥(ni)氣(qi)(qi)發(fa)(fa)(fa)電可降低電耗和(he)運(yun)(yun)行費(fei)用(yong)(yong)。污(wu)泥(ni)氣(qi)(qi)的主要成(cheng)分(fen)是(shi)(shi)CH4和(he)CO2,將污(wu)泥(ni)氣(qi)(qi)凈化(hua),除去CO2,即(ji)可得到CH4。

3.5 污泥制備(bei)碳源和(he)生物活性炭

在生(sheng)物(wu)(wu)處理系統(tong)內,初沉污(wu)泥(ni)是(shi)最具發展潛力(li)的(de)可利(li)用碳源(yuan)。通過生(sheng)物(wu)(wu)熱解、化學水解及生(sheng)物(wu)(wu)水解等,可將其中的(de)固態有機物(wu)(wu)轉(zhuan)化為易于生(sheng)物(wu)(wu)利(li)用的(de)低分子溶解態有機物(wu)(wu)(即快速碳源(yuan)),重新(xin)投加(jia)于污(wu)水處理系統(tong),從而獲(huo)得較高的(de)脫(tuo)氮除(chu)磷(lin)效(xiao)率。

日本以(yi)脫(tuo)水(shui)污泥(ni)濾餅為(wei)原(yuan)料(liao),開(kai)發(fa)出了高性能活性炭。在(zai)500℃-600℃下碳化脫(tuo)水(shui),經酸洗除雜質(zhi),再用堿(jian)活化。該法(fa)制得的(de)活性炭其細(xi)孔的(de)比表(biao)面積(ji)是市(shi)售品的(de)1.8倍以(yi)上,吸附能力大(da)(da)大(da)(da)增強(qiang)。

3.6 污泥(ni)的其他利(li)用

 污泥低溫熱(re)(re)解制油技術是(shi)在無氧(yang)微正壓條件下(xia),加熱(re)(re)污泥至一定(ding)溫度(300-600℃),污泥中的脂類、蛋白質等有機物經過蒸餾(liu)和熱(re)(re)分解作(zuo)用轉化為(wei)油、反應水、非(fei)凝(ning)性(xing)氣體和污泥炭等4種可燃產(chan)物。

4 甘(gan)蔗制糖行業污泥處理的技術

我國目(mu)前還是一個(ge)擁(yong)有相當大面積中(zhong)低產田的(de)(de)農(nong)業大國,同時化(hua)(hua)(hua)肥(fei)又嚴重(zhong)不足資(zi)(zi)源(yuan)化(hua)(hua)(hua),每年(nian)需(xu)花(hua)費20多億元大量(liang)進口,盡管如此,每年(nian)仍有10%左右的(de)(de)缺口。伶(ling)俐糖廠(chang)廢水(shui)處理站(zhan)根據污泥(ni)(ni)量(liang),污泥(ni)(ni)性質等作具體(ti)分(fen)(fen)析,每天得到剩余(yu)污泥(ni)(ni)7t,且(qie)制糖廢水(shui)中(zhong)不含(han)重(zhong)金屬及其他(ta)有毒有害物(wu)質,因此可考慮將現(xian)行的(de)(de)污泥(ni)(ni)簡單填埋處理方(fang)(fang)式改變(bian)成(cheng)為綜合(he)資(zi)(zi)源(yuan)化(hua)(hua)(hua)利(li)(li)用的(de)(de)方(fang)(fang)式,即(ji)將部(bu)分(fen)(fen)剩余(yu)活(huo)性污泥(ni)(ni)通過(guo)化(hua)(hua)(hua)學水(shui)解和(he)(he)生(sheng)物(wu)水(shui)解,將其中(zhong)的(de)(de)固態(tai)有機(ji)物(wu)轉化(hua)(hua)(hua)為碳(tan)源(yuan),重(zhong)新投加(jia)(jia)于活(huo)性污泥(ni)(ni)法處理系統,降低廢水(shui)處理站(zhan)固定投加(jia)(jia)碳(tan)源(yuan)的(de)(de)成(cheng)本,其余(yu)的(de)(de)剩余(yu)污泥(ni)(ni)通過(guo)無(wu)害化(hua)(hua)(hua)處理后可送給(gei)與糖廠(chang)簽訂種(zhong)植甘蔗協(xie)議的(de)(de)農(nong)戶作為高效(xiao)有機(ji)復混肥(fei)和(he)(he)土(tu)壤改良劑,減少(shao)合(he)作農(nong)戶的(de)(de)種(zhong)植成(cheng)本,增加(jia)(jia)農(nong)戶每畝(mu)種(zhong)植甘蔗的(de)(de)收入,糖廠(chang)自身(shen)也可以通過(guo)污泥(ni)(ni)的(de)(de)利(li)(li)用大大減少(shao)了污泥(ni)(ni)填埋所需(xu)的(de)(de)各項支出和(he)(he)土(tu)地占用,既促(cu)進農(nong)業生(sheng)產發展,又實現(xian)農(nong)業生(sheng)態(tai)環境(jing)的(de)(de)良性循環。

5 結語

甘蔗制(zhi)糖行業廢水處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)站污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)與處(chu)(chu)(chu)(chu)置(zhi)必(bi)須遵(zun)循“減量(liang)化(hua)(hua)、穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)、無(wu)害(hai)化(hua)(hua)、資(zi)源化(hua)(hua)”的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)置(zhi)原則,不能將污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)與處(chu)(chu)(chu)(chu)置(zhi)僅(jin)限于“減量(liang)化(hua)(hua)、穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)、無(wu)害(hai)化(hua)(hua)”,因把“資(zi)源化(hua)(hua)”作為污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)(chu)(chu)置(zhi)的(de)(de)最終目(mu)標。只有進行綜合利(li)用(yong),才能有效(xiao)地(di)徹底(di)解決污(wu)(wu)泥(ni)(ni)對環境污(wu)(wu)染。因此(ci),應(ying)加強污(wu)(wu)泥(ni)(ni)資(zi)源化(hua)(hua)的(de)(de)開發利(li)用(yong)研(yan)究,尋(xun)求新的(de)(de)應(ying)用(yong)途徑、加工技術,變廢為寶,從而取得良好(hao)的(de)(de)經(jing)濟效(xiao)益和環保效(xiao)益。

參考文獻

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5月(yue)31日,在(zai)經歷了廣泛征求意(yi)見、充分(fen)調(diao)研論證、反復修改完(wan)善之(zhi)…