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污水污泥处理处置现状及进展

价值工程0引言随着我国城市化建设快速发展,城镇污水处理率逐年提高,污水处理厂污泥产量也急剧增加。

到2011年9月底,我国已建成城镇污水处理厂3077座,设计处理能力1.36亿m 3/d ;目前,全国在建污水处理项目约1300个。

据统计,我国污水污泥(含水率80%)产量已达到3000万t/a ,按新增污水处理能力运行负荷为75%计算,污泥产量将以250万t/a 逐年递增。

污泥是污水处理过程中产生的废弃物,既含有碳、氮、磷等植物养分,也含有病原菌、寄生虫、重金属以及有机污染物,处理处置不当易产生二次污染,不仅影响污水处理系统的处理能力,而且对生态环境和人类活动构成严重威胁。

因此,加强污泥处理处置研究及工程实践是我国“十二五”环保工作的重点。

1污泥处理处置概述污泥处理与处置是污泥进入环境之前和进入环境之后的两个不同阶段。

污泥处理是指污水污泥通过减容、减量、稳定以及无害化的过程,主要包括污泥浓缩(调理)、脱水、消化、发酵、干化、焚烧等工艺。

污泥处置是以自然或人工方式使处理后的污泥或污泥产品能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式,主要包括土地改良、园林绿化、农用、林用、填埋、焚烧及综合利用(材料化)等。

二者的关系是:处置决定处理,处理必须满足处置要求,如此才能实现污泥妥善、安全处置[1]。

污泥处理处置的目的是“无害化、减量———————————————————————作者简介:邹宝华(1977-),男,广东珠海人,本科,中级工程师,主要从事污水处理设计研究。

污水污泥处理处置现状及研究进展Present Situation and Progress of Sewage Sludge Treatment and Disposal邹宝华①Zou Baohua ;王宏斌②Wang Hongbin(①珠海市规划设计研究院,珠海519000;②运城市环保局,运城044000)(①Zhuhai Urban Planning and Design Institute ,Zhuhai 519000,China ;②Yuncheng City Environmental Protection Agency ,Yuncheng 044000,China )摘要:污泥处理处置是城镇污水处理系统的重要组成部分。

介绍了国内外污泥处理处置技术研究现状和进展,分析了我国城镇污水处理厂污泥产量状况及污泥处理处置存在的主要问题,提出“处理集约化、处置多元化”是我国污泥处理行业的重要发展方向。

Abstract:Sludge treatment and disposal is an important part of the urban sewage treatment system.The status and progress of sludge treatment and disposal technology at home and abroad are introduced.Sludge production status and primal problem concerning sludge treatment and disposal of China urban wastewater treatment plant are investigated.It is suggested that "treatment intensivism and disposal diversification"is a major development direction for sludge treatment industry of China.关键词:污水污泥;污泥处理;污泥处置Key words:sewage sludge ;sludge treatment ;sludge disposal中图分类号:[TU992.3]文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)13-0030-023.2轨道结构受力分析对于单元板式无砟轨道,由于列车荷载在轨道板上的作用位置不同,其轨道结构受力将有所不同,因此需要对不同受力位置轨道结构的受力情况进行分析计算。

在该方案中,扣件间距为625mm ,当荷载位于两扣件之间时,其在扣件中间位置其钢轨位移量最大。

因此,分别在扣件节点和两扣件中间位置进行荷载布置。

其中荷载1位于轨道板第一组扣件位置,距轨道板边缘距离为282.5mm 。

其荷载布置如图2所示。

为了分析点支承板式无砟轨道的受力,建立有限元模型进行计算分析。

其中,钢轨采用线性三次空间梁单元,扣件采用线性弹簧,树脂填充材料采用线性弹簧,带凸台轨道板、底座板(隧道内基础)均采用20节点六面体缩减积分单元模拟。

3.3计算结果根据有限元模型及表1中各材料参数,在如图2所示的8个荷载位置分别施加2×300kN 集中力,可以计算出在不同的施力位置轨道结构各部件响应。

其轨道结构在不同的施力位置在垂向荷载作用下轨道各部件最大位移及应力响应见表2。

由表2可以看出:在垂向荷载作用下,在图2中的2号荷载作用位置处轨道结构的整体位移最大,为最不利荷载位置。

其中轨道板最大位移在1号荷载作用位置处,为1.258mm ,最大应力在3点荷载作用位置,为4.351MPa 。

4点支承轨道结构的优点4.1施工方便点支承无砟轨道采用的是拼装式结构,是将预制好的轨道板直接“放置”在混凝土底座的凹槽里,通过在轨道板的凸台与凹槽间充填树脂填充材料调整轨道板,确保铺设精度。

轨道板通过凸台与凹槽间的相互作用来抵抗纵横向阻力。

4.2维修方便当点支承板式无砟轨道凸台与凹槽间填充树脂破坏时,可以将轨道板取出,重新浇注填充树脂材料。

当轨道板损坏时,可以将轨道板的凸台用切割机切下,然后凿除凸台与凹槽间的树脂填充材料,更换新的轨道板重新调整定位,然后再浇注树脂填充材料即可。

5小结①在荷载位于2号荷载位置时,轨道结构整体位移最大,荷载位于3号位置时,轨道板上混凝土压应力最大,位于5号荷载位置时,轨道结构整体位移最小,位于6号荷载位置时,轨道板上应力最小;②当列车荷载位于2号荷载位置时,轨道结构的整体位移为1.817mm ,轨道板位移为1.114mm ,底座板的位移为4.476×10-3mm ;轨道板应力为4.008MPa ,底座板的应力为1.055MPa ,满足混凝土抗压要求;③点支承轨道板结构与其他拼装式板式轨道具有同等的施工便利性,但可维修性较高。

参考文献:[1]赵国堂.高速铁路无碴轨道结构[M].北京:中国铁道出版社.2006.[2]吴春雷,殷明旻、张海龙.遂渝高速铁路无砟轨道砂浆换填支撑方案研究[J].路基工程,2011,(5)(总第158期).[3]庄茁,张帆,岑松,由小川,于旭光,牟全臣,徐明,白锐.ABAQUS 非线性有限元分析与实例[M].北京:科学出版社.[4]中华人民共和国铁道部.铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[S].TB10002.3—2005.北京:中国铁道出版社,2005.表2荷载作用下轨道各部件最大位移及应力值荷载序号12345678轨道板位移(mm )应力(MPa ) 1.2583.473 1.1144.0088.215×10-14.3517.296×10-13.8007.346×10-13.0047.05×10-12.6387.43×10-13.0007.603×10-12.735底座板位移(mm )应力(MPa )5.039×10-30.0254.476×10-30.055 3.4×10-30.098 3.622×10-30.083 3.756×10-30.090 3.756×10-30.095 3.762×10-30.092 3.761×10-30.081钢轨支点应力(MPa )轨道结构整体位移(mm )4.4451.8124.5321.8174.7411.7284.4861.7524.3211.7013.5741.7514.3191.7133.6431.763·30·Value Engineering化、稳定化和资源化”,并遵循“节能降耗、低碳环保、因地制宜”的基本原则。

2国内外污泥处理处置现状污泥处理处置方案的选择实际上就是围绕着有益物质利用和有害物质影响这对矛盾展开的,因此,世界各国相关技术的研究和发展都是以弱化有害物质影响为主要目标,降低污泥综合利用环境风险。

2.1国外污泥处理处置现状国际上污泥处理以厌氧消化和堆肥为主,污泥处置以土地利用、焚烧、灰渣利用为主[2]。

2.1.1北美美国:主要通过厌氧消化、堆肥、投碱稳定污泥,稳定化处理后的浓缩污泥可土地利用,并评估25种潜在污染物及14种不同接触途径的风险,土地利用比例达到55%。

加拿大:采用三等级质量系统,将污泥分门别类地应用于绿化、农业、林业。

2.1.2欧洲法国、德国和荷兰,焚烧比例较高,英国、挪威、丹麦等侧重土地利用,但对重金属的含量有严格要求,并规定不能施用污泥的作物类型,整个欧盟污泥土地利用比例为52%。

2.1.3亚洲日本和韩国由污泥焚烧、热干化、填海转向堆肥、灰渣利用,并将堆肥产品用于园林、绿地,或利用污泥发电、供热。

据统计,2008年日本的污水处理厂产生的221万t干污泥,约78%进行了资源化利用,其中61.2%被制作成建材,14.5%被制作成肥料或者土质改良剂。

2.2国内污泥处理处置现状我国污泥处理事业起步较晚,处理处置方案以土地利用、填埋为主,以机械脱水和消化为辅。

我国污泥卫生填埋占20%,堆肥土地利用的比例为10%,焚烧占6%,但仍有64%的污泥未得到稳定化、无害化处理处置,大部分都是外运弃置或简易堆放,严重影响周边环境[3]。

由于污水处理设施高速建设,我国污泥处理处置已严重滞后于污水处理,使已建成投运的大批污水处理设施的环境效益大打折扣[4]。

因此,为促进我国污水处理行业健康快速发展,必须妥善解决污泥的安全处置问题,保障城镇污水处理厂的污水处理与污泥处理处置同步进行,因地制宜地确定污泥处置方式,实现由简单干化填埋向综合利用转变。

另一方面,我国污泥处理的投资比例低,仅占污水处理厂总投资的20%-45%,而发达国家的污泥处理投资比例达到50%-70%。

同时,污泥处理处置关键技术尚不够成熟、污泥处理处置产业保障体系缺失、行业监管不到位、污泥处理处置专项规划缺失等问题仍在存在[5]。

3污泥处理处置技术发展概况3.1污泥处理3.1.1厌氧消化污泥厌氧消化利用厌氧微生物将污泥中的有机物转化为沼气和二氧化碳,实现污泥稳定化,降低污泥含水率,改善其脱水性能。

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