為避免污水處理廠污泥對環(huán)境的二次污染,各國政府及研究機構(gòu)對污泥的最終處置問題十分重視并根據(jù)各國的國情制定出污泥處置的法規(guī)和具體方案。

        大部分歐洲國家的污泥以填埋為主;美國和英國的污泥以農(nóng)用為主;日本的污泥則以焚燒為主;總之,污泥農(nóng)用和陸地填埋是大多數(shù)國家污泥處置的兩種最主要方法,農(nóng)用和陸地填埋方案的選擇很大程度上取決于各國政府有關(guān)的法律法規(guī)和污染控制狀況;同時也與國家的大小和農(nóng)業(yè)發(fā)展情況有關(guān)。

        近年來,隨著污泥農(nóng)用標準(如合成有機物和重金屬含量)的日益嚴格,許多國家,如德國、意大利、丹麥等污泥農(nóng)用的比例不斷降低,而污泥填埋的比例增加。但也有一些國家,如美國、英國和日本等污泥農(nóng)用的比例增加,填埋的比例減少。

        近十年來,世界各國污泥處理涌現(xiàn)了許多新技術(shù),最集中的有以下幾個方面。

1、污泥熔化

        為了減少污泥體積和利用其中的重金屬黏結(jié)作用,日本曾開展污泥熔化技術(shù)研究,但還不十分深入。污泥熔化處理也是污泥熱化學(xué)處理方法的一種。污泥熔化技術(shù)是把污泥加熱至1300~1500℃,使污泥中有機物燃燒,其殘留物質(zhì)可用來制作玻璃、鋼鐵、建筑材料等。

2、 兩相消化

        目前,新型的污水污泥處理工藝如高溫酸化-中溫甲烷化兩相厭氧消化等不斷出現(xiàn),并逐步被應(yīng)用。邊興玉等采用污水污泥兩相厭氧消化工藝,將產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分別置于各自的反應(yīng)器中,形成各自的相對優(yōu)勢微生物種群,提高了整個消化過程的處理效果和穩(wěn)定性。VSS(揮發(fā)性懸浮顆粒物)去除率比中溫傳統(tǒng)工藝提高50%以上,比高溫傳統(tǒng)工藝提高35%左右。高溫酸化0.5d后,中溫甲烷化8•5d,可達到中溫傳統(tǒng)法20d的處理效果,節(jié)省了時間。另外,滅菌效果優(yōu)于中溫傳統(tǒng)法,產(chǎn)甲烷反應(yīng)器保持較高的緩沖能力,對揮發(fā)性酸積累的抵御和耐沖擊負荷的能力強。

3、污泥制油

        污泥制油是把含水率為65%的干泥在隔絕空氣下,加熱升溫450℃,在催化劑作用下把污泥中有機物轉(zhuǎn)化為碳氫化合物,最大轉(zhuǎn)化率取決于污泥組成和催化劑的種類,正常200~300L(油)/t(干泥)的產(chǎn)率,其性質(zhì)與柴油相似。加拿大正在進行中試試驗,澳大利亞Perth也正在建造利用熱化學(xué)方法將污泥制油的工廠。

4、污泥濕式氧化(wet air oxidation簡稱WAO)

        濕式氧化法是在高溫(125℃~320℃)和高壓(0.5~20MPa)條件下,以空氣中的氧作為氧化劑,在液相中將有機物分解為二氧化碳、水等無機物或小分子有機物的化學(xué)過程。由于剩余污泥在物質(zhì)結(jié)構(gòu)上與高濃度有機廢水十分相似,因此這種方法也可用于處理剩余污泥。剩余污泥的濕式氧化法處理是濕式氧化法最成功的應(yīng)用領(lǐng)域,目前有50%以上的濕式氧化裝置應(yīng)用于剩余污泥的處理。

5、臭氧剩余污泥減量化

        這一工藝是由日本的H•Yasui等學(xué)者提出的。此工藝中,剩余污泥的消化與污水處理在同一個曝氣池中同時進行。工藝分成兩個過程,一個是臭氧氧化過程,另一個是生物降解過程。

        從二沉池中沉下來的污泥,一部分直接回流到曝氣池中,另一部分則是先進行臭氧處理然后再回流到曝氣池。污泥經(jīng)過臭氧處理后,能夠提高其生物降解性,在曝氣池中與污水同時進行生物處理。而且在經(jīng)臭氧處理后,將有一部分污泥(1/3)被無機化。因此,只要操作適當(dāng),可以使污水處理過程中凈增污泥量與無機化污泥量相等,從而可以達到無剩余污泥的目的。

6、超聲波處理剩余污泥

        超聲波通常是指頻率為的20kHz~10MHz的聲波。當(dāng)其聲強增加到一定的數(shù)量時,會對其傳播中的媒質(zhì)產(chǎn)生影響,使媒質(zhì)的狀態(tài)、組成、功能和結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化,通稱為超聲效應(yīng)。超聲波與媒質(zhì)作用的機制可分為熱機制、機械機制和空化機制,超聲波主要通過空化機制實現(xiàn)對剩余污泥的處理。

7、高速生物反應(yīng)器

        高速生物反應(yīng)器技術(shù)是在利用土壤處理污泥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。利用土壤中的微生物處理污泥,由于系統(tǒng)是開放的,因而會受到氣溫和土壤濕度的影響,使土壤利用的時間和區(qū)域受到一定的限制。

        美國SWEC公司在80年代開始研制開發(fā)高速生物反應(yīng)器,該技術(shù)將污泥的脫水、消化和干化相結(jié)合,將土壤處理的整個過程放置在室內(nèi)一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)中進行。Texaco經(jīng)過近20年的研究開發(fā),使高速生物反應(yīng)器技術(shù)成熟并得以推廣。整個操作系統(tǒng)的核心部分是生物反應(yīng)器,它由二個區(qū)域組成:上半部分是污泥與土壤相混合的區(qū)域,使污泥負荷達到均一化,污泥的有機部分在這一區(qū)域中被生物降解;下半部分是氣、液分離區(qū),使液體不滯留于土壤中,以增加氧的傳遞率。高負荷率的污泥通過該系統(tǒng)的處理,污泥中的有機組分將降解70%~80%,懸浮固體濃度去除率達到45%~60%。從沉淀池排出濃度為5000~30000mg/L的污泥都可以直接進入該系統(tǒng)中,而不需要任何的預(yù)處理。相比于其它生物處理技術(shù),該系統(tǒng)所需能量較少,可以連續(xù)運行,并能保持最佳溫度以利于微生物的降解,特別適合于受自然條件限制或土壤濕度大的污泥處理過程中。

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