8月15日,污泥調理與深度脫水技術創新觀摩會在山東德州召開。本次會議由《亞洲環!分鬓k,景津環保協辦。中國科學院生態環境研究中心研究員王東升做了題為《新型調理劑在污泥深度脫水中的應用》的發言,主要分三方面探討污了泥物化性質與脫水技術研究與進展:市政污泥處理處置背景,全國各地污泥案例及污泥特性與脫水技術,現存的問題與發展方向。
背景
污水進入污水廠后,大部分污染物集中到污泥上,污泥如何妥善處置是一個重大課題。國家對污泥處置提出一些戰略控制標準。但現實問題是污泥脫水率很低,標準要求在不斷提高。如何做到污泥減量化,緩解污泥增長壓力,考慮后續處理應用,是當前的緊迫課題。
目前污泥處理分廠內與廠外技術,包括污泥預處理、消化處置、后期利用等,需要做好協同處置與整合利用。其中比較關鍵的是污泥深度脫水技術。如何進行化學調理與高壓過濾的結合,核心是污泥的理化性質與其動態變化特征,后者非常重要。
另外一個問題是如何進行物化調理,調理中的核心因子為胞外聚合物EPS。我們很早就認識到VSS與TSS比例的重要性,1985年又提出核心概念EPS,剖析其化學組成,提出假說模型,根據污泥特性結構區劃提出更精細的目標,使我們對污泥處置因子的認知得到進一步深入。
對污泥結構進行剖析,可以分成四層。首先是SEPS,即溶解性的本體的;其次是疏松型的EPS;再次是緊密結合層;比較后是核心層。污泥脫水關鍵是要逐層揭開EPS,進行壓濾脫水。
兩年前北排開展了污泥特性、脫水性的系統研究,對清河兩個工藝、酒仙橋、小紅門、高碑店進行調研。調查主體圍繞基本特性,包括污泥PH,有機質含量,顆粒密度分布與電荷性質等。其次根據EPS結構組成做了些分析,對其四層次與脫水性能的相關性做了研究。
案例
1.清河污水處理廠
夏季與冬季溫度不同,EPS(胞外聚合物)組成也不同,但各層結構都有規律性。影響污泥的脫水性能的因子中,SEPS很核心,把握動態變化很重要。,另外提出動態條件下污泥絮體變化模型與脫水性研究。
初步結論:
(1)污泥脫水性能主要看SEPS特性,成長性取決與有機含量與離間分布特征。(2)夏季絮體結構強度提高是污水脫水性能改善的主要原因。(3)SEPS溶解性胞外聚合物的動態變化是影響脫水性波動的關鍵因子。
2.北小河實驗
污泥有機質含量為70%,溶解性DOC為31mg/L,冬季絮體比較疏松,過濾性比較差。對之進行了對比試驗:用75立方的調理罐,進行污泥調解反應;不同調理劑做了組合實驗;用自動化控制實現兩個罐子的對比研究。
傳統化學調理方式存在如下一些問題:壓濾后含水率只能達到75-78%;氯化鐵是危險品,運輸麻煩;污泥過度酸化,運行過程中PH達到3,小紅門達到10(屬于危險廢棄物),后續污泥處置比較難;氯化鐵的腐蝕性很強。
對調理劑進行系統研究中,用三點取樣法求平均值,計算含水率(比較客觀),含水率為98%,進泥量:61。PH 5.3,5.7。原來石灰進泥量在40以下,可以見到進泥量大幅提高。從5月11日到現在的連續運行中,污泥控制穩定在65%,投加量還有優化空間,從750降到600。每次進料量達到40以上。
3.小紅門
有初沉污泥,消化污泥,剩余污泥三種,其中有機質含量與離間分布、DOC含量都不一樣,EPS也有不同結構。其中有機質以蛋白質為主,消化污泥中蛋白質含量比較高。脫水系統比北小河大,調理罐優化設計在后續過程中很重要。目前存在問題:氯化鐵與石灰的進量很大,尤其石灰,對人工要求高,投加量大,效果不穩定,調理時間長。
實驗結論:
1.復合調理之后可以有效降低EPS中蛋白質量,氯化鐵與石灰中腐蝕酸的溶出比較明顯,蛋白質濃度去除效果好。2.復合調理后,單批次進泥量達到115,氯化鐵與石灰單批次只能達到93,處理能力提高。3.復合型調理自動脫板率70—90%,可有效去除臭氣,可實現自動化。4.復合調理后絮體結構組成不同:復合調理后絮體比較密實,石灰調理后簡單堆砌。5.傳統與復合調理均可實現泥餅含水率控制在60-62%,北小河中試可做到五十幾。6.后續堆肥、人工管理、卸餅等,傳統產能有局限性,化學調理可以優化處理過程。
4.高碑店
兩年前完成中試。與小紅門混合污泥,消化污泥做了對比研究,對環球中科的復合調理劑、日;炷齽、氯化鐵、聚合鋁進行對比研究。CST描述不同調理劑之間的投加量對比,用CST試紙選出比較適合污泥特性的試劑,選擇其中比較優點進行中試和生產實驗。
復合調理不僅可以做到很好的脫水率,并且污泥能控制臭味,優化運行。不同調理劑脫水后污泥含水率能達到67,65,55,50%,比較好的可達到45,42%。泥餅形狀可以看出,氯化鐵調理劑的泥餅比較濕,復合調理劑的泥餅比較干和厚實。
此外,長沙熱水井污泥濃度很高,達到9%,污泥絮體細碎。湖北華興泥餅含水可做到43,51%,優勢是有機質低,自動脫板率也很高。
小結
污泥因為其來源不同,還存在重金屬,有機污染,氯離子等問題,對后期堆肥、除臭工作影響很大。因此下一步的工作重點:1.針對深度脫水與污染物的去除一體化,進行新式調理劑的使用。2.對惡臭物質的識別、等級、收集系統、處理集成系統、生物復合反應系統做系統研究,針對污泥特點,進行水氣固相綜合研究。3.進行熱水解消化污泥深度脫水性能評估。4.利用實驗室評估手段,實現不同污泥動態控制。5.建立實驗室數據庫。