臭氧在污泥减量化技术中的应用研究

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1、环境科学与工程学院臭氧在污泥减量化技术中的应用研究初探指导教师：环境科学与工程学院李春杰编写人：环境科学与工程学院龚德利王咏刘炎鑫施振华环境科学与工程学院第一章绪论目前，世界上超过90%的城市污水处理都采用活性污泥法，在此工艺过程中由于微生物繁殖而产生大量的剩余污泥。剩余污泥属于固体废弃物，含有大量有毒有害物质及未稳定化的有机物，如果没有得到妥善处理，将会对环境造成严重污染[2]。目前对污泥的处置主要存在两方面的问题：一是还未找到一种合适的方法，既能广泛运用又不对环境造成污染；二是污泥处置所需要的资金庞大。因此，污泥的处理和处置是污水生化处理面临的一大难题。1.1污泥处理处置技术现状我

2、国污泥处理处置的常规方法主要有：污泥堆肥、污泥消化、建筑材料利用、污泥填埋、污泥焚烧、污泥投海等。1.1.1污泥堆肥污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题。污泥中含有丰富的有机物和N、Ｐ、Ｋ等营养元素及植物所必须的各种微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等，能够改善土壤结构，增加土壤肥力，促进作物的生长。实践证明，用污泥作为肥料使用，土壤的持水能力、毛细血管孔隙和离子交换能力均可提高3-23％，有机质增加35-40％，总氮含量增加70％，团粒增加25-60％。此外，污泥还能够改变土壤的生物学性状，使土壤中微生物总量及放线菌所占比例增加，土壤的代谢强度提高。且

3、堆肥过程中不需要其他能源和人工管理，投资及运行费用低，操作管理方便，很适用中小型污水处理厂。污泥的肥料化利用是一种积极、有效且安全的污泥处理方式。几十年来各国普遍采用，特别是美国近年来在污泥与工业废料生物堆肥技术上取得了进展。我国各地区的污水处理厂和科研部门也在污泥的处理、处置和利用方面进行了大量的研究工作，并取得了可喜的成果，污泥的土地利用已得到普遍的认同。在应用实践中，因污泥中含有病菌、寄生虫、病原体及重金属等对农作物不利的因素，因此污泥用做农肥要注意污泥中重金属会造成土壤污染，其次污泥中的病原体会对环境造成影响，再次防止污泥中的高浓度N、P对地下水造成污染。1.1.2污泥消化污泥

4、消化工艺主要分为二元消化[9]工艺和两相厌氧消化工艺两类。二元消化工艺即在第一级采用好氧消化，靠氧化产生的热量使体系温度大于50℃，然后进入第二级中温厌氧消化。两相厌氧消化工艺，即第一级和第二级分别采用中温和高温两相厌氧工艺组合。Ghosh等人在EPA资助下对芝加哥市郊污水厂污泥进行了研究，得出以下结论：中温－中温两相消化系统在产气率、有机物去除率、过程稳定性方面都超过中温单相消化系统。在高温－高环境科学与工程学院温和中温－中温两相消化系统中，物质对甲烷菌产生抑制。Parkin认为脂类和蛋白质类物质降解产物如NH3-N等两相消化可能对活性污泥降解有改善。1.1.3污泥填埋污泥消化后经脱

5、水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式，经过消化后的污泥有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。污泥填埋处理成本低、不需高度脱水或自然干化、既处理了污泥又增加了城市的建设用地。污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水，必须集中加以处理；填坑需铺设防渗透性能好的材料，卫生填埋场应配设高渗滤液收集装置及净化设施，防止污泥中的各种有毒、有害物质，经雨水的浸蚀和渗漏污染地下水及土壤。污泥填埋场四周应设围栏，并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施，未经干燥焚烧处理的污泥，宜小规模分层填埋，生污泥泥层厚度应<0.5ｍ，消化污

6、泥泥层厚度应不大于3ｍ，泥层上面铺砂土层[13]为0.5ｍ，彼此交替进行填埋，并设置通气装置，污泥焚烧灰渣填埋时，可不分层填埋。填埋不仅要占用大量土地，而且由于污泥中含有一定的有毒物质，填埋不当或者由于填埋地质条件等因素，将造成渗滤液的渗出而污染地下水层，影响给水水质。因此，采用填埋需要考虑多方面因素，合理规划。1.1.4建筑材料利用近年来，伴随我国经济高速增长带来的建筑、房地产业的快速发展，面临着国家保护耕地，限制开采黏土与使用大量建材的矛盾之间，利用污泥生产建材料，不仅可以减少污泥填埋所占用的土地，减少自然资源消耗，而且可以使资源得到循环利用。既解决了污泥的出路，又解决建材面临的需

7、求，有利于国家的可持续发展。污泥可用于制砖、制纤维板材、制熔融材料、制陶粒等。1.1.5污泥焚烧污泥焚烧的处理法是最彻底、最大程度的减容方法，一是脱水直接焚烧，另一类是脱水、干化再焚烧。污泥中含有大量的有机物和一定量的纤维木质素，具有一定的热值。焚烧法产生的剩余物最少，无异味，可迅速和较大程度的使污泥达到减量化，不需作灭菌处理，干污泥颗粒可作发电厂燃料的掺合料，燃烧灰可作水泥的添加剂，污泥陶粒等可作建筑材料。污泥通过干馏，可提取焦油，燃料油等，