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为什么一提到污泥的无害化和资源化,大家第一个想起的总是它?

发布于:2022-12-15 09:47:15 来自:环保工程/污泥处理

来源:环保水圈

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作者:COD君

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随着社会经济的发展以及城市建设的逐步深化,城市生活污水的排放量日益增加。污泥作为污水处理过程中产生的固体废弃物,其总量占处理水量的0.3%~0.5%(按污泥含水率97%计算)。

污泥中不仅包含了大量重金属、病原菌、残留药物等有害物质,还含有   大量有机质及N、P、K等营养元素,这意味着污泥作为固废的同时,也具备极大的资源化潜力

目前污泥处置技术主要有厌氧发酵、堆肥、焚烧、热解及气化等。近年来,   许多国内学者对不同的污泥处置技术进行对比分析,以寻找适合我国经济、环境国情的污泥处置技术。

比如,有研究者通过过粒子群算法综合气候影响、对人体毒性、经济效益、投资、土地资源占用5个因素分析对比污泥焚烧、堆肥、填埋以及水热液化技术的优劣,   发现污泥堆肥技术在CO2排放、投资运行成本以及技术运行收益上相比焚烧技术占优势   ,在不考虑土地占用的情况下,堆肥在上述污泥处置技术中是最优选择。

再比如,也有研究者采用生命周期分析对比污泥堆肥与填埋、焚烧、制砖制水泥等技术,发现堆肥工艺具备温室气体产量小、固碳性能好的优点; 且   相对于焚烧技术的投资运行成本较高,土地填埋技术的占地面积大、温室气体排放量大的缺点,污泥堆肥技术是最优处置技术。



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污泥好氧堆肥的原理

在我国污泥处理处置资源化利用行业中,   好氧发酵凭借微生物活性强,有机制分解速度快,发酵效率高,经济性好,简单易操作的优点在工程上广泛应用

好氧堆肥过程中物质转换:



堆肥发酵分为一次发酵和二次发酵两个过程。

一次发酵又称主发酵   ,由升温和高温两个阶段组成,   一般需要 10~12 天左右,主要降解容易被降解的有机质   ,可以在平坦的场地进行,也可以在密闭的反应器中进行。

由于整个过程都是好氧微生物进行生命活动,所以必须保证充足的氧气供应,定时进行通风。

二次发酵也称后发酵   ,此阶段由降温期和稳定期组成,   一般需要 20~30 d左右,进一步降解难降解的纤维素和木质素等有机质并使其腐熟。

由于此阶段微生物活性低,所以需氧量少,可以在室外进行。


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好氧堆肥系统与工艺

好氧堆肥系统主要的四种经典模式:静态堆肥、条垛式堆肥、槽式堆肥和反应器堆肥。

1、静态堆肥

在室外进行时,堆体高度可达1.5~2.0m,由于堆体相对较高,地面积较小,系统中供氧充足,所以初期,堆体内部温度会在60~77℃维持一周左右,随后堆肥温度逐渐降到环境温度,表明堆肥过程结束。


该堆肥技术的优点是   耗电量小,运行费用较低,在室内进行时,可对臭气进行收集和除臭处理,避免臭气污染环境  

说到静态堆肥,就不得不给大家介绍   中海环境NCS智能分子膜发酵系统  (   点击蓝字,详细了解   「膜式发酵系统」   )。

 

点击图片,一键跳转「 NCS智能分子膜好氧发酵系统


它是   分子纳米膜技术与静态好氧发酵技术的完美结合 可以将多种有机废弃物通过好氧发酵转化为有机肥料  

同时,由于外界雨水进不来,它可以实现露天运行无需建设厂房,减少建设投资,最终实现资源化利用转变为有机肥。

2、条垛式堆肥

在地面搭建简易棚,将污泥和调理剂的混合物在简易棚内堆成条形垛,定期对堆垛进行翻堆处理。


此方法的   优点是前期投资和运营成本较低,堆垛长度可自由调节   ;缺点是占地面积较大,发酵过程中没有主动控制措施导致腐熟时间长,发酵过程受天气的影响较大。

3、槽式堆肥

发酵槽堆肥系统是一个相对密闭的系统(发酵仓、发酵塔),需要通过强制通风以达到供氧和去除水分的目地。


发酵槽堆肥系统相比前两个系统的堆肥产品质量高,   堆肥周期短,投入的人力少,占地面积较小   等优点。

发酵槽堆肥系统的缺点是投资与运行费用较高,设备多,操作复杂,限制了其的推广和应用。

4、反应器堆肥

采用强制通风,是一个集成了物料输送、高温发酵、通风搅拌、自动监控和臭气收集处理等功能的装置实现可控的堆肥过程。



有学者也称其为“消化器”和“发酵器”堆肥系统。

反应器堆肥得优点是   发酵过程可控,周期短,占地面积小,节能效果好且臭气可控   ,缺点是反应器堆肥单体处理污泥量小,大规模应用需要较多设备,使堆肥得前期投资高。

必须要说明的是,以上四种堆肥系统在世界各地均有应用,   没有哪种系统是适用于任何情况的,选择堆肥系统时需要因地制宜,考虑多方面因素   ,   选择适宜的堆肥系统  (   点击蓝字,一键获取   污泥处置「解决方案」   )。


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影响好氧堆肥的6个因素

堆肥化是一个复杂的过程,影响堆肥微生物降解过程(特别是主发酵)的因素有很多。

在好氧堆肥过程中最为主要的因素有:温度、通风量、含水率、有机质、pH等。

其中,   通风条件被认为是最重要的因素之一,因为它直接关系到堆肥物料中的氧浓度、温度和含水率。

1、温度

温度是好氧堆肥的关键参数,它直接决定了堆肥是否满足无害化处理要求,直接发酵过程中微生物种群的数量和质量,决定了发酵速率。

好氧堆肥过程中根据堆肥温度的变化将堆肥分为升温、高温、降温   和稳定四个阶段。

堆肥 升温阶段 ,微生物处于增殖阶段,数量较少,外部温度对发酵速率影响很大,外部温度过高或过低都不利于堆肥化;

高温阶段时   ,微生物数量增长基本完成,进入种群迭代阶段,根据我国《粪便无害化卫生标准》中的规定,   在堆肥过程中堆体温度在55℃以上维持时间大于5d,能实现堆肥的无害化  

降温和稳定阶段时   ,堆肥中有机物和碳氢含量减少,微生物分解和增殖活动降低,产热减少,堆肥温度开始下降至室温后稳定,堆肥过程完成。

2、通风量

通风量作为影响堆肥的主要因素之一,主要功能有:   提供微生物代谢所需的氧气;防止堆体内部温度过高;带走堆肥中的水蒸气。   因此,通风条件直接影响堆肥的进程,在堆肥过程中要严格控制。

好氧堆肥过程的通风方式主要有自然通风、强制通风等方式。

强制通风能更有效地向堆肥物料内部供给充足的氧气,并且堆肥的温度下降较快   ;而自然通风的方式能保证堆肥维持较长的高温期。

相比之下, 强制通风易于操作与控制,且供氧效率高

3、含水率

污水厂脱水污泥含水率一般为80%左右,在堆肥开始前,通过将有机质含量高的物料和脱水污泥进行混合,将混合物的含水率调整到合适的区间内,一般是60%左右。

初始含水率太低,会降低微生物新陈代谢的速度;过高会导致堆肥物料的孔隙率降低,导致供氧不畅,堆肥发生厌氧发酵作用产生臭气  

4、有机质

研究表明堆肥过程所需的有机质范围是20%~80%。

当堆肥物料中机质含量低于20%时   ,会影响微生物的新陈代谢,导致堆肥过程产生的热量不足以用来提高堆体温度,无法完成无害化处理;

当堆肥物料有机质的含量高于80%时 ,微生物新陈代谢十分激烈,消耗大量氧气,导致堆肥中氧含量过低产生厌氧发酵,不能得到高品质的堆肥产品。

5、原材料C/N比

碳元素是微生物所需能量的来源,氮元素是影响微生物种群的增长速度。   二者直接影响堆肥过程中微生物的生长,堆肥过程中微生物通过分解有机质获得所需C、   N。

微生物生长需要合理C/N比,   过高时会因氮素不足而阻碍微生物生长繁殖;C/N比过低会造成氮以氨气的形式挥发产生臭味     一般认为物料的初始C/N比为25~35为宜。

市政污泥属于低C/N比物质,直接堆肥容易产生NH排放污染   ,所以将市政污泥和一定比例高碳的调理剂混合进行堆肥。

6、pH值

在污泥堆肥过程中pH值的变化对有机质的分解速率影响不大,但是会影响微生物种群的新陈代谢,适宜的堆肥pH值在中性和弱碱性之间,   当pH值不在适宜的范围时,微生物的活动会受到限制,容易死亡

在堆肥过程中,由于微生物种群对pH值有一定的自调节能力,一般无需外部干涉堆肥的pH值,但是 不同的堆肥调理剂对pH的自我调节能力不同。

  • yj蓝天
    yj蓝天 沙发

    总结的比较详细,对学习污泥好氧处理技术有很大的帮助,学习啦,谢谢楼主分享

    2022-12-16 06:05:16

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这个家伙什么也没有留下。。。

污泥处理

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