城市污泥稳定固化填埋技术 当前位置:首页环保中心
 

    一、技术背景:

    污泥是污水处理厂在水处理过程中产生的沉淀物质,通常占污水总量的0.5~1%。污泥的成份非常复杂,是由多种微生物形成的菌胶团及与其吸附的有机物和无机物组成的集合体,除含有大量的水份(可高达99%),还含有难以降解的有机物、重金属和盐类,以及病原微生物和寄生虫卵等,污泥中有机物含量高,极易腐败,并产生恶臭,大量未经处理的污泥堆放和排放对环境造成污染。污泥中含有大量病菌、寄生虫卵及病毒,极易造成传染病的传播。

    随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化,污水厂的污泥产生量将有较大的增长,由此引起的二次污染问题已不容忽视。因此如何合理地处理、处置污泥,已成为城市污水厂和相关部门必需引起重视的问题。  国内外污泥处理与处置的方法很多,一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(多为农用)、填埋及焚烧等,或用其中几个方法组合处置。应该说,任何一种污泥处置技术其投资都较大,如需彻底对污泥进行无害化处置困难也很大。所以,寻找一种简单的、经济的,又便于污泥的深度资源化利用的污泥处置技术和方案是目前污泥处置面临的极大地问题。

    1. 工作原理

    污泥固化稳定化技术系针对污水厂脱水污泥(含水率75~85%),通过添加特有的固化/稳定化材料对污泥进行改性,使污泥的物理性质、化学性质趋于稳定的方法。固化是指通过提高污泥的强度、降低透水性来改变污泥的物理性质的过程。稳定化是指转化污泥中含有的重金属污染物的形态,构建内封闭系统而改变污泥化学性质的过程。
    2. 污水厂污泥
    污水处理过程中产生的一种泥状物质,密度在1.0左右,基本性质如下:

表1各地污泥的基本性质指标值汇总表

        (1) 污泥中的水分:
        自由水:存在与固体颗粒孔隙中的水分,一般在混合搅拌过程中被固化材料吸收结合,在压缩、挤压情况下会析出。
        吸着水:被固体颗粒吸附在颗粒的表面,以水膜的形式存在。
        细胞结合水:在固体颗粒的团粒中或者细胞膜中结合的水分,在强烈扰动下会析出成为自由水。
        (2) 污泥中的固体物质:分为无机物和有机物。
        无机物:主要是无机矿物为主,还有各种形态的重金属和营养盐。
        有机物:微生物的残体,生物膜、纤维质物质。
        (3) 污泥的流动性:未扰动的污泥一般呈果冻状、糊状,不能够堆积、搬运时会滴洒。脱水充分时可以变为干块状,碎渣状,有时候能够堵塞管道、孔隙。
        (4) 污泥中的杂质:在脱水、搬运等过程中会有砖瓦、块石、树枝混入。
        (5) 臭味:新鲜污泥经过发酵后会散发出恶臭,储泥、运输装置都较容易产生臭气。

    3. 处理要求:
    为保证污泥固化稳定化的技术实现,处理设备必须具有下列技术性能:
        (1) 处理均匀性:混合处理后泥块中不能够看到明显添加材料。
        (2) 扰动程度:搅拌后不出现细胞水大量析出的“搅稀”现象。
        (3) 精确控制:对泥和添加料能实现全自动控制,添加量的控制精度在1%以内。
        (4) 实现全封闭处理,避免臭气外泄。
        (5) 72小时后处理污泥强度 50kpa。
        (6)设备维护、检修易行。

    4. 设备介绍:
    该设备是为实现污泥固化稳定化处理而专门研究开发的专利设备,适用于各类污水处理厂(站)排出的污泥、江河湖泊淤泥以及其它行业所产生的污泥。污泥经处理之后性质稳定,无毒无害,可多途径资源化利用。

 

    二、污泥的物化改性固化技术:

    污泥物化改性的机理是向污泥中加入改性剂,破坏污泥中微生物细胞结构,促使胞内水的释放,并通过一系列复杂的物理化学反应(如水化反应),将有毒有害的物质固定在固化形成的网链(晶格)中,使其转化成类似土壤或胶结强度很大的固体,从而降低污泥的持水性,加速污泥脱水的进程。污泥物化改性处理技术既可用作特殊工业污泥,如含重金属污泥,含油污泥,电镀污泥、印染污泥等危险废物的固化处理,也可用于城市污水处理厂产生的普通污泥的固化处理。
   污泥与改性剂会发生下列反应,进而致使污泥干化。
     1,水化反应
    固化剂与污泥中的水分发生水化反应,产生热量(温度升至60~80℃)致使污泥中的水分蒸发。在反应过程中破坏微生物细胞结构,促使胞内水分释放。
    2,离子交换反应
    带负电荷的污泥颗粒与石灰中的钙离子固化剂中正离子发生结合,使悬浮的污泥颗粒发生沉淀凝聚。
    3,普查兰(灰结)反应
    凝聚土颗粒与固化剂阳离子反应形成结晶产生硬化。
    4,碳化反应
    固化剂与污泥中的碳酸和空气中的二氧化碳发生反应生成固化碳酸盐。由于碳酸盐基本不溶于水,一旦产生碳酸盐化,则污泥就不再泥化。

    污泥改性固化原则:
    ① 对污水处理厂污水处理过程中产生的全部污泥进行稳定化、无害化处理,使污水处理厂全面达到国家标准,便于实现资源化。
    ② 污泥处理工程的设计充分考虑到污水处理工艺运行工况的变化。污泥处理兼顾污水处理工程现状、考虑不同污泥的性质差异,污泥处理流程做到可分可合,灵活切换。
    ③ 有害废物经固化处理后所形成的固化体应具有良好的抗渗透性、抗浸出性、抗干湿性、抗融冻性及足够的机械强度等;
    ④ 可以控制污泥中臭气的挥发,争取达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中规定的废气排放标准。
    ⑤ 固化过程中材料和能量消耗要低,增容比要低;
    ⑥ 固化工艺过程简单、便于操作;固化剂质量稳定,成本经济;
    ⑦ 尽量利用各类废渣制备固化剂,做到以废治废。
    ⑧ 污泥固化体对环境友好,稳定后能再利用,如用于造地、围堤、筑路等。

各种污泥处置比较

序号

处置方法

优 点

缺 点

资源化利用

经济性比较

1

直接填埋

处理容量大、见效快、操作简单,处理成本低。

运输和填埋场地建设费用较高,对环境形成二次污染,占用大量土地。

污泥直接填埋总成本约100-120/吨。

2

固化/稳定化

技术成熟、适用范围广、处理量大、成本低;设备工艺简洁、运行维护方便;固化污泥性质稳定、不会产生二次污染,污泥回归土地,可资源化利用。

基本不减量,固化污泥养护填埋需有场地。

可作为回填土、绿化基质、建筑材料、烧砖、土地修复等。

设备投资成本约为1-3万元/吨。 

污泥固化处置成本约60-100/

3

干化焚烧

处理较彻底,可达最大限度减量化的目的,减量率可达到95%左右,其有机物被完全氧化,重金属几乎全被截留在灰渣中。

工艺复杂、投资和运行费用高,存在烟气污染、噪声、震动、热和辐射以及产生成为环境热点的二恶英污染问题。

可提供发电,供热的能源,灰渣可作建筑材料。

设备投资成本约为25-30万元/吨。 

运行处理成本约280-350/吨。

4

生物堆肥

处理成本低、可充分利用污泥中的有机质和NP等营养元素。

占地面积大,设备投资较高,工艺复杂,操作难度大,停留时间长。可引起重金属的积累、过度堆肥会引起农田,水体富营养化。

可作为植物肥料。

设备投资成本约为30-40万元/吨。 

运行处理成本约150-200/吨。

5

水热干化

快速杀菌除臭、环保和污染物控制技术成熟、可进行农业利用、土壤改良、减量较明显、处理成本较焚烧要低。

设备投资高、运行成本高。

可作肥料、土壤改良剂、替代能源。

设备投资成本约为25-30万元/吨。

运行处理成本约250-300/吨。

    三、污泥固化剂:

    公司协同国内环保多家行业合作将几种镁盐复配,并加入促凝剂和防水剂,配制了一种新型的无机胶凝固化剂(ZD—33 污泥固化剂)。针对目前污水处理厂污泥的固化处理,与其他固化剂相比,该固化剂的优点如下:
     ⑴ 固化时间短,可以在短期内(48h)使污泥凝固,混合后无需翻抛晾晒,大大降低了对环境污空气的影响,也可以根据要求调整固化时间以满足填埋要求。
    ⑵ 添加量少(12%~15%),对污泥pH改变较小,同时可以抑制臭气的产生;杀灭污泥中有害病原菌体。
    ⑶ 一种绿色的污泥调理剂,不对污泥造成二次污染,并能改进污泥的性能,促进污泥的稳定化;
    ⑷ 固化过程简化,无需建造厂房设施,随机性强,易于生产和施工;
    ⑸ 固定化处理的污泥可作为城市建设回填土使用,也可作为制砖的原料。如经过在填埋场内1~2年的稳定期后,也可作为城市绿化用土。 

   

            固化剂仓库                                              污泥固化前后

    四,城市污泥稳定固化设备:

    城市污泥稳定固化系统是通过对城市污泥投加特定的ZD—33 污泥固化剂,进行混合和一定时间的堆放。使得污泥得到充分的稳定化和固化,并可作为城市建设的回填土使用,或和无机废物(如粉煤灰)一起进行制砖。是一个城市污泥彻底处置并进行资源化利用的比较经济、实用、理想的处理方案。其流程如下:

    污泥输送——污泥固化剂混合——混合后污泥堆放——固化污泥利用  

    1、概述
    含水率80%污泥经压滤机压滤后进入污泥储仓,由输送装置污泥输送至污泥固化反应装置,同时将固化/稳定化材料通过定量输送装置送至自动搅拌装置,经搅拌均匀后的固化材料通过输送装置一并输送至污泥固化反应装置,含水污泥与固化材料在固化反应装置中按时定量搅拌压榨后排出,由输送装置送至固化稳定污泥储仓待运。1-3天后污泥强度大于50kpa,可利用于路基、绿化、制砖、覆土、生态修复等。

    2、技术性能
    为保证污泥固化稳定化的技术实现,处理设备具有下列技术性能:
    (1) 处理均匀性:混合处理后目测试样中不会出现原泥和固化材料分离现象。
    (2) 扰动程度:搅拌后不出现污泥中细胞水大量析出的“搅稀”现象。
    (3) 精确控制:对污泥和添加料能实现自动调节和控制并能精确计量,添加量的控制精度在1%以内。
    (4) 实现全封闭处理,控制粉尘不外泄污染;臭气经过处理后排放。
    (5) 无降雨条件下暴露养护72小时后处理污泥强度 50kpa。
    (6) 设备维护、检修方便,故障率低。
    (7) 自动化程度高,具有良好的生产运行管理功能。

    3、工作原理
    污泥固化稳定化技术系针对污水厂脱水污泥(含水率75~85%),通过添加特有的固化/稳定化材料对污泥进行改性,使污泥的物理性质、化学性质趋于稳定的方法。固化是指通过提高污泥的强度、降低透水性来改变污泥的物理性质的过程。稳定化是指转化污泥中含有的重金属污染物的形态,构建内封闭系统而改变污泥化学性质的过程。

    4、污泥处理流程

    5、污泥处理设备
    污泥固化/稳定化处理设备是为实现污泥固化稳定化处理而专门研究开发的专利设备,适用于各类污水处理厂(站)排出的污泥、江河湖泊淤泥以及其它行业所产生的污泥。污泥经处理之后性质稳定,无毒无害,可多途径资源化利用。其中包含:污泥/固化剂预储存设备、固化剂投加设备、污泥/固化剂混合设备、输入/输出设备等。

污泥处理设备

污泥处理设备


    相关药剂 

              
          (污泥固化用)污泥固化剂     (淤泥固化用)淤泥固化剂