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          污泥加鈣半干化固化及殺菌

          返回列表 來源:網絡 發布日期: 2022-12-05

          1、背景

          隨著我國污水處理廠的逐步增多與污水處理技術的發展,污水在處理過程中產生的污泥也在逐步增多,目前,許多污水廠仍然將污泥隨意外運,簡單回填或堆滿,這些廢棄物有機物含量和含水率都很高,容易腐爛發臭,給環境造成了破壞。

          污泥處理處理有許多途徑,如堆肥、燒毀等。本文介紹透過加鈣同時實現污泥干寧、切割及殺菌的原理與方法。

          2 、污泥加鈣干寧切割殺菌的基本原理

          將污泥與細石灰光滑混合,石灰與污泥中所含的水分出現如下反應:

          1kgcao+0.32kgh2o->1.32kgca(oh)2+1177kj

          根據這一反應,每投加1千克的氧化鈣有0.32的水被融合成為氫氧化鈣,反應所生成的熱可冷卻約0.5千克的水。

          生石灰與水反應生產氫氧化鈣后,會繼續與污泥中的其他物質出現更進一步的反應,如生成物氫氧化鈣與co2的反應:

          1.32kgca(oh)2+0.78kgco2=1.78kgcaco3+0.32kgh2o+2212kj

          這一反應會更進一步減少固體物的總量、發熱冷卻一部分水,進而減少處理后污泥的含固量。

          cao、氫氧化鈣還能與定形硅酸(sio2)或者氧化鋁(al2o3)出現反應。

          以上這些主要化學反應產生如下效果:

          (1)因堿性物質ca(oh)2的促進作用致使污泥中的ph值增高,

          (2)因反應放熱導致污泥溫度增高,

          (3)反應生成物中融合了游離水,此外因放熱反應,一部分游離的水被冷卻。

          最后結果是:

          (1)更進一步水解,由含水率80%-85%水解到20%-65%(依生石灰投加量而定)

          (2)殺菌,溫度和ph的增高能起到殺菌的促進作用,進而保證在利用或處理過程中的衛生安全性;

          (3)熔融重金屬離子,投加一定量的氧化鈣使污泥成堿性,能融合污泥中的部分金屬離子形成無害的化合物達至熔融重金屬離子的效果。

          (4)改性、顆?;?,進而改善儲存和運輸條件,避免二次飛灰、滲濾液泄漏;

          (5)浸漬寧、切割,進而顯著降低含水率,易于不同的再利用或者回填。

          因水分被冷卻,所以,雖然向系統嵌入了石灰,但最后結果系統的總量減少并不顯著。

          3、 污泥加鈣干寧切割殺菌后的利用與處理

          3.1概述

          圖1匯總污泥加鈣處理后的各種處理和利用途徑。對于不同的處理和利用途徑,簡述如下。

          3.2農業、綠化、林業和土地復原

          對于重金屬含量較高的污泥,加鈣消毒后的污泥(也可此外混進一定量的結構性物質,如:秸桿、稻草、木屑等),用作農業、綠化、林業或土地復原。這一方法西歐、北美也有較多應用領域。

          3.3衛生回填

          污水處理廠中從壓濾機污泥含水率大約是80%左右,通常含有大量的微生物與細菌,且污泥體積大且性質極不平衡,如直接用作衛生回填是不符合要求的,遇到了潮濕及雨季污泥極有可能出現大規模膨脹且產生大量有害滲漏液體嚴重污染環境。

          歷經加鈣切割處理后,污泥含水率能降至60%下列,生石灰與水的放熱反應殺死了大部分的微生物與細菌,熔融了大部分的重金屬離子,處理以后的污泥呈顆粒狀且性質極平衡,污泥體積規則也易于運輸,節約大量尾端成本。

          3.4燒毀

          污泥燒毀前展開二級加鈣處理,能使污泥含水率能降至60%下列,能在加鈣混合的此外重新加入部分可燃性的生活垃圾減少燃燒熱值,使待處理的污泥有較高的(電廠常規燃料/污泥)比值,節約大量的燒毀與運輸成本。此外,污泥中含堿性鈣,有益于煙氣的脫硫處理。

          3.5污泥二級加鈣處理應用領域作建材利用

          黏土資源的大量開采,已嚴重影響到農田生產與水土保護環境。因此,若能利用污泥中所含的灰分替代黏土生產建筑材料,不僅變廢為寶,解決污泥的污染問題,并為污泥資源合理利用,還可緩解建材工業與農業爭土的矛盾。經加鈣干寧處理后的污泥,脫除水分,平衡化造粒后,可透過燒結制造成污泥磚、地磚、做混凝土的填料,代替部分水泥;或做為水泥生產的原料的替代。

          4 、關鍵技術與工藝

          污泥加鈣處理后的工藝關鍵是污泥與石灰的有效混合,如何同時實現低廉的運行成本(即低電耗、低消耗cao)以及良好的污泥物理形態是混合技術的關鍵。傳統的機械攪拌混合技術無法滿足這一要求。

          較為原始的處理裝置是在蝸桿運送機中重新加入鈣粉,物料主要只歷經推送過程,所以混合不光滑(耗鈣粉多、混合不光滑,效果差)此外難以同時實現污泥性狀的改善。

          污泥一般為粘稠、致密的物料,現代污泥混合設備采用機械驅動流化床工藝,透過犁形鏟的翻拋促進作用將污泥打散,并在疏松的狀態下與氧化鈣充分混合。

          圖2為用作污泥混合的loedige羅迪格機械驅動流化床混合反應器的示意圖。

          (1)氧化鈣計量投加系統,

          (2)混合反應系統

          (3)污泥運送系統

          在許多情況下也能向污泥中混進多種物料,如當處理污泥后展開回填時,能污泥中嵌入飛灰和少量水泥,達至節省成本和減少硬度、造粒的效果。

          5 、工程應用領域

          水解污泥加鈣在西歐和北美有很長的歷史,是至今在污泥處理處理中仍然采用的一種方法,如美國華盛頓污水處理廠每天1000多噸(2005年數據)的污泥歷經加鈣消毒后用作農業、林業和土地復原。下列介紹德國一種污泥加鈣定向處理的實例。

          5.1處理目的

          系統設計和實施中為了適應污泥處理處理的靈活性,考慮了將來不同的應用領域模式,分別為

          (1)污泥加鈣處理做為殺菌,然后農用

          (2)做為浸漬寧用作異地燒毀

          (3)做為切割以便回填

          5.2工藝

          工藝主要包括:

          (1)向機械促進作用的流化床混合反應器中重新加入石灰

          (2)機械類型:loedige高效率混合器

          (3)石灰:細生石灰,cao含量>90%

          (4)混合器進口污泥含固率:約23%

          (5)混合器出口污泥含固率:可在23-x%之間自由選擇

          (6)污泥結構:可根據用途調整

          5.3處理裝置

          存放在料倉中的石灰由傳送螺桿運送至尾端儲料罐,該儲料罐與石灰計量皮德蓋裝置配套。計量皮德蓋裝置配置的尾端料罐有兩個功能:形成平衡的石灰料柱確保石灰持續運送入皮德蓋裝置內,系統一旦啟動時立刻能提供石灰。

          5.4污泥的尾端儲存

          鑒于污泥加鈣后有一種更進一步的反應過程,所以加鈣處理后的污泥應再展開一定時間的堆滿。


           表1:加鈣處理后污泥溫度、ph值及含固量變化

          編號石灰與污泥的重量比溫度在相應時間后的含固率ph值
          30分鐘后50小時一周
          12%28℃30.80%33.10%12.5
          24.60%30℃35.90%38.00%12.6
          36.90%43℃39.20%41.40%12.6
          49%45℃48.10%未測12.6
          511%58℃51.70%未測12.6
          614.459℃54.80%未測12.6


          6、小結

          隨著我國對城市污水處理力度的減少,污泥的產生已經成為一種急待解決的問題。對水解污泥展開加鈣處理能達至浸漬寧、切割和殺菌的促進作用。在應用領域作農業、林業、衛生回填、燒毀、建材利用等最后處理方式之前,有平衡處理效果、減少環境污染、減少處理成本等效果,是污泥處理中一種有效的處理方法。

          污泥加鈣處理的關鍵在于高效率、低能耗的混合反應。透過合理的工藝組合及優化,能在很少量的氧化鈣消耗下同時實現污泥消毒殺菌及污泥改性,易于儲存與運輸,透過適當減少加鈣量,能靈活的同時實現多種處理和利用途徑的預處理,達至浸漬寧和切割的效果。


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