隨著我國城鎮(zhèn)化水平的不斷推進和環(huán)境保護要求的不斷提高.我國城鎮(zhèn)污水處理能力 日益增強,根據(jù)國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的統(tǒng)計,截至2:13年底,我國城鎮(zhèn)污水理廠設(shè) 計規(guī)模已達1. 63億rnVd,已建城鎮(zhèn)污水處理廠數(shù)量達53C :座.實際年處理污水量達450 億m3/d,城市和縣城污水處理廠處理率分別達到55:':和78K, COD&和氨氮年削減量 1120萬t和100萬t。“十二五”期間.我國還將增加污水日處理能力9000萬m3,擴建和 在建城鎮(zhèn)污水處理廠達1800座-
城鎮(zhèn)污水處理r•污泥是污水處理的f亡.主要來源于初次沉淀池、二次沉淀池等工藝 環(huán)節(jié):隨著我匡污水處理設(shè)旌建設(shè)的高S芰畏_污水處理廠污泥產(chǎn)生量日益增加。截至 2:13年喪.全國域鎮(zhèn)污水處理「污汴 '以下簡稱城鎮(zhèn)污泥)總產(chǎn)量已經(jīng)突破3000萬t (含水率以80%計,下同):按照預測,到••十二五”規(guī)劃末,城鎮(zhèn)污泥產(chǎn)量將可能接近 5000萬t。 丨
需要指出的是,大部分城鎮(zhèn)污泥屬于微細粒度有機污泥,具有親水性強、可壓縮性能 差、脫水性能差的特點。由于污泥中富集了污水中的污染物,使得污泥一方面含有氮、磷 等營養(yǎng)物質(zhì),同時亦含有大量的病毒微生物、寄生蟲卵、重金屬(主要包括銅、鋅、鉻、
汞等)、特殊有機物等有毒有害物質(zhì),未經(jīng)無害化處置的污泥隨意堆置將產(chǎn)生嚴重的二次 污染隱患,尤其是城鎮(zhèn)污泥中以碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵猛氧化物結(jié)合態(tài)、硫化物態(tài)存在的重金 屬容易被植物吸收利用,并通過食物鏈對人體造成傷害。污泥穩(wěn)定化處理、安全處置和合 理利用問題,是污水能否得到有效處置的關(guān)鍵。當前,世界范圍內(nèi)廣泛利用的污泥處置方_
式主要包括土地利用、焚燒、填埋和建材利用等。
城鎮(zhèn)污泥是污水在生化、物化處理過程中的副產(chǎn)物,是一種由有機殘片、細菌菌體、
無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質(zhì)體。通常情況下,污水處理廠初次沉淀池和二 次沉淀池產(chǎn)生的污泥具有含水率高(可高達99%以上)、有機物含量高、易腐化發(fā)臭、密 度較小等特征,是一種呈膠狀液態(tài),介于液體和固體之間的濃稠物,可以用泵運輸,但它 很難通過沉降進行固液分離。
污泥組分復雜、種類多樣,可按其來源、泥質(zhì)成分、分離過程和產(chǎn)生階段等進行 分類。 '
若按污泥來源分類,一般可將‘其分為城鎮(zhèn)生活污水污泥、工業(yè)廢水污泥和給水污泥三
大類;若對工業(yè)廢水污泥進一步進行劃分.則可分為食品加工廢水污泥、印染工業(yè)廢水污 泥、金屬加工廢水污泥、無機化工廢水污泥、鋼鐵工業(yè)廢水污泥、造紙工業(yè)廢水污泥、石
油化工廢水污泥等=
若按污泥成分及性質(zhì)分類,可分為有機污泥和無機污泥。其中有機污泥有機物含量 高、容易腐化發(fā)臭、顆粒較細、密度較小、含水率高且木易脫水,便于用管道輸送。城鎮(zhèn) 污水處理廠產(chǎn)生的污泥多為有機污泥•是一種呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)。而無機污泥顆粒 粗大、密度較大、疏水性強、含水率較低且易于脫水.不宜用管道輸送。給水處理沉砂池 以及某些工業(yè)廢水物理、化學處理過程中的沉淀物均屬于無機污泥1 一般呈疏水性。
若按處理方法和分離過程分類,可將污泥分為初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥和化學 污泥。其中初沉污泥多指污水一級處理過程中產(chǎn)生的沉淀物•而活性污泥是污水生化處理 中二沉池產(chǎn)生的泥水混合物•腐殖污泥則多指生物膜法污水處理工藝中二次沉淀池產(chǎn)生的 沉淀物,相對應(yīng)的,化學污泥指的是化學強化一級處理(或三級處理)后產(chǎn)生的污泥。
若按污泥的不同產(chǎn)生階段分類,則又可將污泥劃分為生污泥、消化污泥、濃縮污泥、 脫水干化污泥和干燥污泥等。
毫無疑問,城鎮(zhèn)污泥兼具資源性和危害性的雙重特性。一方面*污泥中含有氮、磷等 營養(yǎng)物質(zhì)和大量有機質(zhì).使其具備了制造肥料和作為生物質(zhì)能源的~基本條件;另一方面, 污泥中含有大量病毒微生物、寄生蟲卵、重金屬、特殊有機物等有毒有害物質(zhì),存在嚴重 的二次污染隱患。因此,如何在有效處置污泥污染物的同時,從中最大化地獲得有價值物 質(zhì).是當前環(huán)境領(lǐng)域研究的一個重點方向=
有機碳是污泥的重要組成部分.其在污泥中多以胞外聚合物(EPS)的形式存在.多 呈穩(wěn)定的多孔網(wǎng)狀聚合結(jié)構(gòu)。有研究表明.城鎮(zhèn)活性污湛質(zhì)量的80:/:、總有機物的5<)% 〜30%、污泥干重的15%都來自于EPS,因此EPS是污泥有機物的主要組成部分。污泥 EPS主要包括了徽生物絮體、微生物水解及衰亡產(chǎn)物以及附著在微生:物絮體上的If水中 的有機物等,該類物質(zhì)主要以C和0組成的高分子多糖、蛋白質(zhì)、核酸、腐殖酸類:復雜 有機化合物及油脂等形式存在.是污泥中最主要的碳源物質(zhì),是污泥減量化研究的主要研 究對象。
,城鎮(zhèn)污水處理過程中.污泥產(chǎn)量通常占污水量的0.3%〜0.5% (體積〉,其質(zhì)量比約 為1〜3t干污泥/萬t污水。如果污水處理工藝屬于深度處理,污泥量會增加G. 5〜1倍。 菌此隨著污水處理效率的提翕*必然導致污泥數(shù)量的增加。
目前,世界范圍內(nèi)污泥產(chǎn)量巨大,全世界年產(chǎn)含水率80%的污泥15000萬t,其中美 閨375Q萬t,歐洲5000萬t,中國_Q0萬t,其他國家和地區(qū)325S萬t。
城鎮(zhèn)污泥主要來自初沉池和二沉池,其計算公式如下:
1)初沉池污泥產(chǎn)量計算= Q_ (Ci — c2 )T n -i)
.. Kzj(l-p)
式中V—初沉池污泥產(chǎn)量,m3; '
---- 最大時設(shè)計流量、rn3 /<J;
l'——懸;手朽濃芰.mg, L:
——出水懸浮鈞濃S. mg L: . '' ,
Kz——生活污水量總變fe系數(shù)
7---- 污泥密度,mg/_L,約為1—: : mg L:
P------ 污泥含水率,%;
T——兩次排泥時間間隔,d。
初沉池污泥產(chǎn)量也可按照公式(1-2)計算:
—1000Q平(C, — C2) ”ss (12)
X0 —....'人
式中V—初沉池污泥產(chǎn)量,m3; 1
Q平--- 平均日污水量.ms d ;
”ss 初沉池SS去除率,. 一般為40%〜60% ;
Xo---- 初沉污泥濃度• mg L. 一般為20〜50mg/L。
{C}2) {C}{C}剩余污泥產(chǎn)量計算
AX\- = aQLr — bVhXv (1-3)
式中——二沉池排泥量,kg/d;
Q一^平均日污水量,m3/d; a 污泥增殖系數(shù),一般取0.4〜0.8;
b——污泥自身氧化系數(shù),即衰減系數(shù),cT, 一般取0_ 04〜0. IOcT1 ;
Lr——去除的BOD濃度,kg/m3; n——曝氣池容積,m3;
Xv一一MLVSS 濃度,kg/m3。
剩余污泥產(chǎn)量也可按照公式(1-4)計算:
從=l + KdQc (1"4)
式中Kd——污泥衰減系數(shù),cT1,一般取0.05〜0. Id一S Qc 污泥齡,d。
{C}3) {C}{C}濕污泥體積計算
Q = (1_5)
1000(1-p) U
目前我國制定的污泥處理處置標準中涉及污泥性質(zhì)的指標主要有物理指標、化學指 標、生物學指標(衛(wèi)生學指標及種子發(fā)芽率)等,并明確了這些指標的檢測分析方法和 限值。 ^