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33個(gè)「污泥」基礎(chǔ)知識(shí)(上)

01? 污泥按照來源的分類??

污泥是污水處理過程所產(chǎn)生的固體沉淀物質(zhì)。由于各類污泥的性質(zhì)變化較大,分類是非常必要的,其處理和處置也是不盡相同的。根據(jù)其來源,可以劃分為:市政污泥,主要指來自污水廠的污泥,這是數(shù)量最大的一類污泥。此外,自來水廠的污泥也來自市政設(shè)施,可以歸入這一類。

(1)管網(wǎng)污泥,來自排水收集系統(tǒng)的污泥。

(2)河湖淤泥,來自江河、湖泊的淤泥。

(3)工業(yè)污泥,來自各種工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的固體與水、油、化學(xué)污染、有機(jī)質(zhì)的混合物。

(4)在非特指環(huán)境下,污泥一般指市政排水污泥。

02? 污泥如何從廢水中產(chǎn)生??

污泥是由一系列物理化學(xué)和生物處理過程中產(chǎn)生的,是經(jīng)各級污水處理后產(chǎn)生的固形物,是污水處理廠不可避免的副產(chǎn)品。

03? 什么是污泥干化??

污水處理所產(chǎn)生的污泥具有較高的含水量,由于水分與污泥顆粒結(jié)合的特性,采用機(jī)械方法脫除具有一定的限制,污泥中的有機(jī)質(zhì)含量、灰分比例特別是蓄凝劑的添加量對于最終含固率有著重要影響。一般來說,采用機(jī)械脫水可以獲得20%-30%的含固率,所形成的污泥也被稱為泥餅。泥餅的含水率仍然較高,具有流體性質(zhì),其處置難度和成本仍然較高,因此有必要進(jìn)一步減量。此時(shí),在自然風(fēng)干之外,只有通過輸入熱量形成蒸發(fā),才能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模減量。采用熱量進(jìn)行干燥的處理就是熱干化。

04? 污泥干化關(guān)注的經(jīng)濟(jì)參數(shù)有哪些??

污泥干化是水分蒸發(fā)的過程。為了進(jìn)行干化項(xiàng)目的調(diào)研,以確定減量處理的規(guī)模,必須了解有關(guān)污泥項(xiàng)目的一些經(jīng)濟(jì)參數(shù),這些參數(shù)包括:機(jī)械脫水后的濕泥含固率、最終處置的目的、類型、當(dāng)?shù)啬軌蛘业降牧畠r(jià)熱能及其價(jià)格指數(shù)。

05??干化工藝關(guān)注的污泥技術(shù)參數(shù)有哪些??

污泥成分是根據(jù)污水廠的來水水質(zhì)變化的,當(dāng)然在很大程度上也會(huì)受到污水處理工藝的影響。最終會(huì)對干化工藝產(chǎn)生重大影響的內(nèi)容則是蓄凝劑添加量。對干化工藝來說,以下內(nèi)容值得注意,這些內(nèi)容通常是通過試驗(yàn)來確認(rèn)其干化效果的:

  • 污泥中蓄凝劑含量;
  • 污泥的粘度、彈性;
  • 有機(jī)物在干物質(zhì)中的比例
  • 磨蝕性成分的比例(如沙、石等)
  • 腐蝕性成分的濃度(如氯、硫等)
  • 油脂類物質(zhì)的百分比

06? 脫水污泥是怎么來的??

污水中的污染物和營養(yǎng)成分在大量繁殖的細(xì)菌作用下,在化學(xué)藥劑的作用下形成聚集,逐漸增大的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)最終在水中沉淀下來,形成污泥。進(jìn)一步添加高分子絮凝劑,采用物理方法濃縮,可以脫去大部分或一部分所謂的自由態(tài)水,形成我們所見到的脫水污泥。  

因此經(jīng)生物處理所得到的污泥,其有機(jī)物構(gòu)成主要就是這些微生物細(xì)菌。因污泥成分不同,未消化的市政污水污泥的有機(jī)物含量可能占到干物質(zhì)的60%-75%,高效消化處理后減半。有機(jī)硝酸鹽是污泥中的主要有效成分。施用到土壤里,硝酸鹽經(jīng)生物降解可改善土壤。

07? 脫水污泥為什么含水率很高??

污水廠污泥脫水車間出來的污泥具有很強(qiáng)的流動(dòng)性,這是因?yàn)槠浜屎芨撸话阍?5%-85%,這是污泥本身的性質(zhì)決定的。根據(jù)分析,污泥與水分子的結(jié)合非常緊密,并具有不同的相態(tài):

  • 自由態(tài)水:可經(jīng)重力沉淀和機(jī)械作用去除
  • 物理性結(jié)合水:須更多能量去除(如加熱)
  • 毛細(xì)管/間隙水
  • 膠態(tài)/表面吸附水
  • 化學(xué)性結(jié)合水:只有打破化學(xué)鍵才能去除,被稱為“平衡水”
  • 細(xì)胞內(nèi)的水
  • 分子水

08? 污泥對人體是否有害??

在污水處理過程中,細(xì)菌及大部分寄生生物留存在污泥中,病毒可以吸附在污水中的顆粒上,隨顆粒的沉淀也沉積到污泥中?! ?/p>

生污泥中病原菌的數(shù)量每克以億計(jì),這些微生物包括:大腸菌、大腸糞菌、糞鏈球菌、噬菌體、沙門氏菌、痢疾菌屬、銅綠色極毛桿菌、寄生蟲卵/幼蟲、蛔蟲、鞭蟲、群體鞭蟲、弓蛔蟲、膜翅目幼蟲、腸道病毒等?! ?/p>

由于市政污水的來源是人類生活環(huán)境、大腸菌、大腸糞菌、糞鏈球菌等是哺乳動(dòng)物直腸正常的排出物、它們的數(shù)量在污水和污泥中基本保持恒定。而其它各種病原菌如沙門氏菌、痢疾菌、腸道病毒(例如脊髓灰質(zhì)炎病毒、柯薩奇病毒、肝炎病毒、輪狀病毒)和寄生生物(例如蛔蟲、鞭蟲、內(nèi)阿米巴蟲)在污水/污泥中的比率同當(dāng)?shù)貍魅静〉牧餍杏嘘P(guān)?! ?/p>

顯然,機(jī)械脫水后的污泥如果處置不當(dāng),進(jìn)入人類的食物鏈,必然會(huì)導(dǎo)致疾病的傳播。

09? 工業(yè)污泥有哪些特點(diǎn)??

工業(yè)污泥根據(jù)其來源,有著非常大的差異。這些差異主要表現(xiàn)在其粘度、吸濕性、污染物性質(zhì)、含油率、含水率、有機(jī)質(zhì)比例、無機(jī)物比例等多方面。  

比較市政污泥來說,其粘度大、含油率高、無機(jī)物比例高,有時(shí)使得其處理難度更高。來自化學(xué)、制藥工業(yè)的污泥因其高濃度的污染成份,必須妥善處置。來自石油、冶金、制革、發(fā)酵、食品、屠宰等行業(yè)的污泥均可以分別處理并資源化。

10??污泥的數(shù)量是如何估算的??

污泥的數(shù)量估算一般有兩個(gè)方法:<1> 根據(jù)污水處理量和含固率進(jìn)行估算。比如某城市平均污水含固率0.02%,日處理量60萬噸,脫水污泥含固率20%,則年產(chǎn)濕泥餅:600,000 x 0.02% x 360 / 20% = 216,000 噸/年<2> 根據(jù)人口估算。比如某城市2,400,000人口,典型人均日產(chǎn)污泥(干)50克,脫水污泥含固率20%,則年產(chǎn)濕泥餅:2,400,000 x 50 / 1,000,000 x 360 / 20% = 216,000 噸/年  

后者是國外通行的計(jì)算方式,歐共體14國的人均污泥日產(chǎn)量是58克(2000年數(shù)據(jù))。根據(jù)專家的測算,可以考慮我國人均日產(chǎn)污泥為50克(干物質(zhì))。

11? 污泥問題開始提上日程的原因是什么??

污泥問題日益顯得突出的原因在于早期建設(shè)的一批污水處理廠在長期摸索和試驗(yàn)后,仍然沒有找到好的處置方案,而用于堆放、棄置、填埋的資源越來越少,各地環(huán)保部門的監(jiān)管力度加強(qiáng),而我國的污水處理正在以前所未有的速度發(fā)展和擴(kuò)大,污泥的處置成為一個(gè)棘手的問題?! ?/p>

按照我國的城市人口基數(shù),既便只有1億人口的污水被處理,每天也將產(chǎn)生25000噸含固率20%的污泥泥餅,這部分泥餅如果按照最高2米來堆放,每年需要600個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)足球場。對于城市來說,周邊土地資源已經(jīng)難以滿足需要。因此污泥的合理處置遲早必須進(jìn)行。

12? 污泥是一種危險(xiǎn)的固體廢物嗎??

污泥不同于其它的固體廢物,在于它具有以下幾個(gè)主要特征:  

  • 含水率高,多達(dá)70%以上,這部分水份難以焚燒,運(yùn)輸成本高,堆放占地面積大,直接填埋則會(huì)使填埋場提前報(bào)廢?! ?/li>
  • 微生物、病原體含量高,不加處理,直接施用或棄置,可能會(huì)污染食物鏈?! ?/li>
  • 惡臭污染環(huán)境,同時(shí)向大氣排放溫室氣體(是二氧化碳的20倍)。
  • 超細(xì)粉末,在熱干化和處理過程中存在較大的危險(xiǎn)?! ?/li>
  • 含有重金屬,如果不加控制施用,可能污染土地,造成不可逆的耕地退化;  

目前污泥的危害還鮮為人知,常常被非法取用,造成土地的重金屬積累超標(biāo)、土地板結(jié),人類居住環(huán)境和食物被無意中污染和破壞。

歐共體將污水廠和自來水廠污泥劃為“特殊垃圾”(不是“危險(xiǎn)垃圾”),必須具有資格的企業(yè)按照規(guī)定的程序進(jìn)行妥善處理,不得棄置。

13? 污泥有利用價(jià)值嗎??

污泥因?yàn)橹饕煞职袡C(jī)質(zhì)和礦物質(zhì),因此可以用來產(chǎn)生肥效,改良土壤。污泥的有機(jī)質(zhì)具有一定的熱值(2200-3000大卡/公斤·干污泥),因此經(jīng)過處理后,可以作為低熱值的燃料加以利用。由于其含有大量的無機(jī)質(zhì),在處理后也可以作為建材的原料。毫無疑問,以上三種現(xiàn)有的利用途徑均要求這些利用在經(jīng)濟(jì)上是可行的,在衛(wèi)生方面是安全的。

14??我國污泥現(xiàn)在是如何處置的??

我國的污泥目前絕大部分是棄置或填埋的,只有極小量的進(jìn)行干化后用于制作混合肥。由于我國的填埋場標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施較晚,舊的填埋場接納污泥,可能造成大量的污泥污染物隨滲濾液從地表進(jìn)入深層,甚至威脅地下水和江河湖海。無規(guī)則的棄置仍是主要消納途徑,其中一小部分進(jìn)入了農(nóng)田,這些棄置無論在近期還是遠(yuǎn)期都將成為地表水和地下水的潛在污染源。

15? 污泥是否會(huì)造成二次污染?

?污泥是一種污染治理工藝的副產(chǎn)物,這種副產(chǎn)物富含微生物、病原體、病毒等,具有較強(qiáng)的污染性質(zhì)?! ?/p>

污泥如果處置不當(dāng),其污染傳播的途徑是很廣泛的。首先,污泥的含水率極高,除了一部分自然蒸發(fā)到空氣中外,大部分將滲入地表土層,并在雨水等的沖刷下進(jìn)入地表水系統(tǒng)或影響地下水,污泥中的污染物將沿著這兩種途徑進(jìn)行傳播。其次,沒有進(jìn)行衛(wèi)生化的污泥進(jìn)入農(nóng)田以至菜地,可能直接威脅人類的食物鏈。第三,污泥散發(fā)惡臭,可能影響相當(dāng)大的一片周邊環(huán)境。排放的氣體是污染嚴(yán)重的溫室氣體。此外,污泥的數(shù)量龐大,儲(chǔ)運(yùn)這些污泥需要較大的空間和很多的工具,這些空間和工具都可能被污染,要做到與其它接觸食物鏈的世界有效“隔絕”有一定難度。

16? 污泥具有肥效嗎??

根據(jù)國內(nèi)專家們的研究,污泥的肥效對比典型的農(nóng)家?guī)适敲黠@占優(yōu)的:

有機(jī)成份%氮%磷%鉀%
天津開發(fā)區(qū)污水廠消化污泥42.8-44.623.59-3.781.58-1.940.28-0.33
天津紀(jì)莊子污水廠消化污泥48-532.4-3.91.2-3.50.32-0.43
天津東郊污水廠混合污泥51-533.04-3.181.24-1.47-
豬廄肥25.00.450.083-
馬廄肥25.00.580.122-
牛廄肥20.00.340.070-
羊廄肥31.80.841.100-
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