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污泥堆肥

目前我国城市污水污泥(包括二级河道淤泥、下水道通挖污泥及污水处理厂污泥),大部分还未经稳定化、无害化、资源化的处理和处置,没有正常的出路,不但成为城市及污水处理厂的负担,而且污泥的任意排放和堆放对周边环境造成新的污泥已经触目惊心,使建成的城市排水、河湖等设施及城市污水处理厂不能充分发挥消除环境污染的功能。

既使建有消化池处理污泥,但未经无害化处置,污染程度虽有所减轻,但仍不符合污泥农用标准而造成二次污染。

然而,城市污水污泥会造成污染,但经妥善处理处置后进行综合利用,也能达到污泥资源化。

污泥中的有机物分解产生的腐殖质可以改良土壤避免板结,污泥中丰富的氮、磷、钾等则是植物和农作物生长不可缺少的营养物,城市污泥营养成分与农家肥的对比见下表所示:污泥肥料类有机份 % 氮 % 磷 % 钾 %生污泥消化污泥生污泥消化污泥生污泥消化污泥生污泥消化污泥城市污水污泥 55 ~ 69 48 ~53 2.6~5.4 2.4~3.9 1.2~1.5 1.2~3.5 0.28~0.4 0.32~0.43猪厩肥 25.0 0.45 0.083 ——马厩肥 25.0 0.58 0.122 ——牛厩肥 20.0 0.34 0.070 ——羊厩肥 31.8 0.84 1.100 ——除堆肥而外,污水污泥经干燥焚烧后,可利用热值,可发电,还可作为建筑材料而派上用场,因此,城市污水污泥的处理处置与资源化的相结合,必将成为城市污水污泥最佳的最终出路。

二、污泥堆肥技术发展动态:污泥处理处置方法有土地利用(用于农林业)、填埋、焚烧和海洋弃置。

据美国环保署估计,美国15300个城市污水处理厂中,年产干固体污泥769万吨,45%的污泥用于农林业,21%进行填埋,30%用于投弃海洋。

焚烧法由于能耗高,所以只占3%。

原西德年产干污泥约200万吨,农田利用占32%,填埋占59%,焚烧占8%。

日本55% 的污泥进行焚烧,35%的污泥进行填埋,约9%的污泥进行农田利用。

污泥排海处置,由于对海洋越来越高的要求,许多国家已停止使用。

污泥焚烧以日本、德国,奥地利等国占比例高,一般大型污水厂污泥通过焚烧无害化,产生的热能可回收利用,污泥减容减量化程度很高,但焚烧投资巨大,操作管理复杂,能耗和运行费均很高,近期内我国还不能全面推广采用。

据报导,日本拟研究污泥焚烧后残渣溶铸成块石堆砌的处置方法。

总之,在大多数国家中,土地利用和填埋仍是污泥处置的主要途径,而随着可填埋范围的日益减少,土地利用将是一个主要的发展方向。

我国是一个发展中的国家,又是一个农业大国,城市污水污泥的土地利用应是一项重要的途径。

污泥高温堆肥技术,目前世界各国采用的方法有:自然堆肥法,园柱形分格封闭堆肥法,滚筒堆肥法,竖立式多层反应堆肥法以及条形静态通风等堆肥工艺,这些方法都在不断发展和完善。

美国八十年代初开发了比较完善的贝尔茨维尔好氧堆肥法,主要利用堆底穿孔管通入空气,防止臭气扩散,比较安全卫生。

美国、德国、荷兰等发达国家大多由污水厂出资,国家政府资助交专业公司承包产业化经营,堆肥产品作为商品出售。

日本最大的堆肥厂在北海道的札幌市,堆肥仓和生产线及袋装产品很具规模,而且机械化、自动化程度很高。

污泥连续发酵工艺利用回转仓完成中温、高温发酵过程,高效、防臭成品质量高,在美国、日本、欧洲广为采用。

例如:丹诺(DANO)发酵器,是一种古老而现代的好氧发酵设备,丹麦DANO公司的发酵器转筒直径3.5m,长度36m,德国Reinsta1公司的发酵器,直径3.75m, 长度40m,还有直径长达4~5m,长度60m以上的,如KM一102A型、KM一101型等。

丹诺发酵仓污泥腐熟周期能达到3个昼夜以内。

我国近年北京、天津、唐山、太原、深圳、大连、石家庄等城市进行污泥高温堆肥或干燥制肥,取得工艺技术方面的初步成果,但仍停留在试验阶段,开发研制系统装备还在探索,开辟污泥处理处置新途径、新设备,合理利用污泥资源使之工程化、系列化、产业化,仍有十分重要的意义。

天津市从国家“七·五”开始,在污泥处理处置工艺技术的研究方面做了大量的工作,取得了不少有效的科研成果:1、“城市污水处理厂污泥与城市垃圾混合堆肥技术的研究”“七·五”国家科技攻课题编号:75一59一03一04一022、“城市污泥处理技术开发的研究”天津市建委科技项目编号:91一173、“下水道通挖污泥堆肥试验研究”天津市建委科研项目4、“城市污泥堆肥及园林绿地应用技术的研究”天津市科委重大课题编号:91003320105、“污泥高温堆肥技术的研究”“八·五”国家科技攻关课题编号:85一908一03一06一02科研课题通过调研、小试、中试、生产性试验及净化效果、农田、园林、绿地应用的研究,得出如下结论意见:不论是消化后污泥还是原污泥,经有效脱水再经有效的自然风干处理后,在一定的工艺条件下,不加任何膨胀剂、调理剂以干燥的污泥进行调节,直接堆肥是完全可行的。

本课题研究成功地突破了污泥不经调节,纯污泥直接进行高温堆肥和初始污泥含水率提高两大技术关键,通过技术、经济对比,为我国城市污水处理厂污泥处理与处置提出一条新途径。

通过对污泥堆肥产品的肥份分析及毒性有机降解效果分析,证实了其具有良好的经济价值和广阔的应用前景,为今后污泥堆肥产品的广泛应用提供了科学的依据。

通过试验研究提出污泥高温堆肥技术指标如下:工艺参数:堆肥物料初始含水率:50~60%供气量: 12~25m3/h·m3堆肥最高温度: 60~65oC一次发酵周期: 15~20天二次发酵周期: 20~30天堆肥产品的技术指标:表观呈灰褐色、松散无臭味。

卫生学指标:蛔虫卵杀死率:>95%大肠菌值:>10-2肥料肥分指标:含水率: 40%左右有机份: 45~55%总氮: 2.5 ~ 4.5%总磷: 1.0 ~ 0.4%总钾: 0.3 ~ 0.4%“八·五”国家科技攻关子专题,1995年,通过建设部科技发展司组织的鉴定和验收,该子项研究汇同其它子项研究所构成的85一908一03一06专题研究的整体水平达到国际先进水平。

可以说,污泥堆肥作为土壤改良剂,可生产出有机复合肥,对土壤理化性状有显著改善,保水性较强。

经农田、园林绿地应用表明:污泥堆肥是一种无臭、轻质、肥份足的卫生肥料,不但对小麦等农作物有增产效果,而且施用于草坪、花灌木和乔木也能提高其观赏价值。

三、示范工程方案设计1. 生产规模:年产堆肥产品1000吨(散装)2. 技术指标:蛔虫卵杀死率:>95%粪大肠肝菌值:< 10-2臭强度:零级营养成分:有机质:>30%总氮:> 2%总磷:> 1%总钾:> 6 ‟pH 值: < 8.5堆肥产品含水率: 40 %3. 工艺流程方框图及示意图(见附页):4. 占地:约5000m25. 主要构筑物:污泥凉晒场干污泥堆肥场静态发酵仓除臭床产品储仓6. 主要设备、仪器通风机: 8台皮带运输机: 2台混合设备: 2台翻垛机: 3台测温仪: 1台测氧仪: 1台产品包装机: 1台7. 投资: 100万元(未含征地费)土建费: 60万元摘要:介绍了我国污泥堆肥(生物干化)项目臭气治理现状,指出除臭问题是制约污泥堆肥技术推广应用的关键。

对比各种除臭技术,分析了污泥堆肥臭气成分和除臭机理,得出结论:化学生物组合除臭工艺与植物液除臭工艺相结合是适合污泥堆肥项目的选择。

最后介绍了除臭系统设计选型的主要参数,指出在污泥处理工艺设计中考虑除臭系统可节省投资和运行成本。

1我国污泥堆肥(生物干化)项目臭气治理现状随着国内污水处理率的提高,污泥处置厂建设也提上了各地完善基础设施建设的日程。

污泥堆肥(生物干化)技术作为适合我国国情的污泥处置技术被许多业内人士看好,但污泥堆肥(生物干化)项目中臭气污染问题和除臭技术的发展也引起越来越多的关注。

国家1 9 9 3年制定了《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993),但由于技术局限性,仅仅在部分行业应用,尤其是与百姓息息相关的市政行业并没有真正落实推广。

2002年12月4日发布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002),对于NH3、H2S、臭气浓度、甲烷等物质厂界排放最高允许浓度给出明确指标要求。

对于废气排放规定“2003年6月30日之前建设(包括改、扩建)的污水处理厂,实施标准的时间为2006年1月1日;2003年7月1日起新建(包括改、扩建)的城镇污水处理厂,自本标准实施之日起开始执行。

”污泥堆肥(生物干化)项目现虽未制定专门标准,但也应纳入上述标准规范范畴。

目前国内正常运行的污泥堆肥(生物干化)项目中仅有唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥项目设置了专用生物除臭滤池,其它项目的原设计基本未考虑除臭问题。

北京大兴庞各庄污泥消纳厂和洛阳瀍东污水处理厂污泥生物干化项目在建成后拟增加除臭系统,但由于厂房容积过大,现有除臭技术无法达到经济、高效的处理效果,因此均未实施。

北京原先规划建设的北部1100t/d污泥堆肥消纳厂和东部1100t/d污泥堆肥消纳厂由于臭气污染问题被无限期搁置。

由此可见,污泥堆肥(生物干化)项目的实施越来越多地受制于臭气污染问题的解决程度,从而也促进了专门针对污泥堆肥(生物干化)项目的除臭技术的发展。

2除臭技术概述国内外的除臭方法大体上可分为化学除臭法、物化除臭法和生化除臭法等几类,此外,植物液喷淋作为大面积开放空间的臭气控制方法近几年也得到了一定应用。

2.1化学除臭法所谓化学除臭法,即是添加某些化学药剂,使之与具有臭味的物质发生反应,从而达到除臭的目的。

具体可以分为:(1)氧化法臭气中的臭源物质有很多具有还原性,故可以采用强氧化剂将其氧化为无臭化合物,达到除臭目的。

(2)催化氧化法采用催化氧化法可以使醇、醛、酮、酸、烃等有机物分解,因此,可以采用该法去除由于某些有机成分存在而引起的臭味。

目前用于除臭的催化氧化法主要有光催化氧化和催化燃烧等。

(3)高压静电法由于臭味物质分子在高压静电场内,在Tyndall效应直接作用下产生的氧化性极强的活性粒子或自由基氧化,改变了本身的化学结构,变成无特征发臭基因的物质。

2.2物化除臭法目前普遍应用的物化除臭法是吸附法,常用的吸附剂有活性炭、活性碳纤维、沸石、某些金属氧化物和大孔高分子材料等。

活性炭是传统的吸附剂之一,由于其比表面积大,吸附量较大,广泛应用于各行各业。

但因为它存在吸附量有限、抗湿性能差、再生困难、造价高、寿命不长等缺点,在除臭方面人们正致力于研究某些新的吸附剂以取而代之。

2.3生物除臭法生物除臭法是通过微生物的生理代谢作用将具有臭味的物质加以转化,从而达到除臭的目的。

(1)生物过滤法生物过滤法是使收集到的废气在适宜的条件下通过长满微生物的填料,臭源物质先被填料吸收,然后被其上的微生物氧化分解,除去臭味。

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