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采用环形生活污水高效净化沼气装置新技术解决处置污泥难题的 ....

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在城市每天制造的大量生产生活污水的处理过程中,“污泥”——这一污水厂不可避免的副产品、沉淀池里的固体沉淀物却以惊人的数量产生着,并悄然威胁人类的生存环境。 “随着城市污水处理能力的不断增加,每天不断产生更多污泥,污泥的安全处置问题已经成为污水处理、环境整治工作中的新难题、新挑战。”

具有关报道 2003年我国城市污水厂每天沉淀的混合污泥,经浓缩和机械脱水获得含固率20%的泥饼为22000吨,其中70%以上弃置(简单堆放),20%填埋,只有不到10%通过堆肥等技术处理后回用于土地。由于污泥中含有病菌和过量的重金属,没有经过无害化处理的污泥被大量弃置,会对环境产生严重的二次污染。

污泥在我国走了一条资源——隐患——难题之路,上世纪60年代,污泥量少(1978年全国污水厂的污泥泥饼产量不过150吨/日)、成分简单(主要来自生活污水),可简单处理作为农肥,当时污泥是资源;80年代,开始现代污水处理厂的建设,但未认识到污泥处置的必要性,资金、技术、土地等投入不足,污泥是隐患;近年来,大量污水处理厂投入运行,每天产生大量污泥,污泥成为难题。

“早期对污泥处置的问题考虑得不充分,往往在污水处理工程的项目文件末尾写着这样一句话——污泥处置问题另行考虑。虽然专家希望污泥处置的工作应该和污水处理的工作同步进行,但实际结果是各个部门受认识、资金、技术、土地等条件的制约,没有再展开进一步的工作,最终造成一系列问题,如较早建成的天津纪庄子大型污水厂只能把污泥堆在河滩,造成河系的污染。”

据了解,城市污泥的处理,主要有填埋、焚烧和多种形式的土地利用等。许多专家认为污泥填埋并不是好办法,一是浪费土地资源,二是污泥未加以综合利用。同时由于费用昂贵,大部分垃圾填埋场已经拒收污泥了。

“城市化、工业化的后果之一,是把原来的粪便转变为污水,再由污水变成污泥,没有了宝贵的有机质来源,农业只能靠化肥了。因此,必须尽最大努力让污泥还田,通过科学技术,在更高的层面上,使断裂的循环链重新弥合。”应用环形生活生活污水高效净化沼气装置技术,污泥肥将在园林绿化和土壤改良方面得到广泛应用。

实际上污泥处置是应该先把减量化、无害化放在第一位的,然后进行资源化利用,再加上相关的资金支持,污泥处置才会真正走上良性的发展之路”。

近期污泥处置的探索,要在应用环形生活污水高效净化沼气装置消化技术、堆肥技术的同时,尝试引进国外的污泥热干化和焚烧技术及装备,以提高污水处理厂运行的稳定性,从污泥无害化着手,从污泥资源化着眼,整体采用多元化的思路,并结合各地的具体条件推行多样化处置方式。

据悉,在欧美等发达国家污水处理厂的建设中,污泥处理的投资占总投资的比例为50%~70%,而我国只有20%~50%。目前,我国多数城市只征收污水处理费,并未开征污泥处理费。如果资金没有着落,城市污泥处理要采用环形生活污水高效净化沼气装置技术真正实现、减量化和无害化处理,还有很长的路要走。

高效净化沼气装置在高浓度有机工业废水处理中的应用

基于该技术和装置在生活污水、养殖废水处理应用中的良好效果,我们于2004年6月由广西绿源环保工程有限责任公司将该技术的应用拓展到了工业有机废水治理领域,取得了巨大的成功。

1. 企业情况

广西皇氏生物工程乳业有限公司位于南宁市高新技术产业开发区科园大道66号,于2004年7月基本建成一个新的乳品加工厂,工厂离市中心6公里,日排水量最高峰为1000吨。

2 .工艺流程

广西绿源环保工程有限责任公司在处理广西皇氏生物工程乳业有限公司乳品厂生产废水工程中采用“环形生活污水高效净化沼气装置专利技术和生物膜曝气池相结合”的工艺流程。工程根据乳品厂的地形、地貌,周围生态环境条件,开发利用工业废水中的沼气能源,将厌氧处理过的废水作为绿化带的水源进行综合利用。设计方案为日处理污水1000吨,建筑用地800平方米。

(1)乳品工业废水经排污渠道汇集至沉淀池,无需添加絮凝剂,然后进入初级厌氧池。

(2)经过初级厌氧池处理后的高浓度有机废水经过集水沟汇至水解调节池,利用不完的沼液进入环形生活污水高效净化沼气装置,然后进入曝气池以进一步去除CODcr、BOD5,达到优于GB8978-1996一级排放标准的杂用水标准。处理后的水可用于养观赏鱼。

(3)厌氧池产生的沼气经过脱水进入贮柜,沼气可供40人的食堂饮事用,预期效益为每月节约10罐液化气。

(4)无需压滤机和脱水设备。工程已达标运行一年多没有清理过浮渣和污泥。

处理单元

固液分离沉淀池

初级厌氧池

环形厌氧池

曝气池

水量(m3)

400

630

800

HRT(d)

0.4

0.63

0.8

COD5(mg/l)

799~1150

489

35

BOD5(mg/l)

629~1030

480

4

PH

9.03~10.07

8~8.11

7.99~8.02

CODcr去除率

62.2%

95.4%

沼气产率

50m3/d

3.1 不占地

工程完工后原来施工的地面可作绿化带。

3.2 处理效果好

装置厌氧消化降解去除率高,能够将废水CODcr、BOD5的去除效率稳定达到90%以上,比传统厌氧消化技术提高约5至10个百分点,为达标创造了条件,同时装置制沼气效率也比较高。

3.3 使用寿命长,造价低。

采用混凝土地埋式环形厌氧池结构,复杂的动力机械设备少,运行维修费用较低,设计有吸沙泵抽取沉渣的特殊结构,从而保证了整个工程处理废水效果的稳定性。工程造价比传统的厌氧混凝土结构池造价低20%,设计使用寿命可达30年以上。

3.4 曝气池的净化效率较高。

由于环形生活污水高效净化沼气装置去除CODcr、BOD5的效率高,使得污水中有害成分的大大降低,使得曝气池CODcr的净化效率同步提高达到95.4~96.9%,BOD5的净化效率同步提高达到99.36~99.6%。

3.5 处理效果

工程于2005年10月28日完成土建和安装调试,并投入使用。经过半年的运行,曝气池的出水水质完全达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准,优于设计要求。

分析项目

监测结果

GB8978-1996

一级排放标准

PH

8.06

6~9

SS

6mg/l

70mg/l

CODcr

35mg/l

100 mg/l

BOD5

4mg/1

20 mg/l

NH3-N

0.9mg/l

15 mg/l

总P

——

——

3.6工程投资和运行费用

本项目直接工程费用为129万元,其中:土建110万元,沼气利用设备2万元,曝气设备17万元。本工程的运行费用为每年一次清掏池中沉渣的费用以及鼓风机曝气的电费,两项合计每年大约为150000元。每吨水运行成本为0.46元。

工程运行后的经济效益估算为每年节省的液化气费用约6200元。

4. 讨论与建议

4.1 污染治理应注重投入产出分析

高浓度有机废水、生活污水处理采取的技术方案要适合中国的国情,投资要少,处理效果达到国家《污水综合排放标准》GB8978-1996二级排放标准或一级排放标准。这是基本的要求。

同时处理设施(或装备、工程)应考虑沼气、有机肥生产等有良好经济效益的副产品,这样可以使高浓度有机废水排放企业有主动投入环保工程建设和运行的积极性,从而将废水作为一种宝贵的资源进行综合开发利用。

4.2 技术选择是关键

高浓度有机废水、生活污水排放企业在进行污水处理工作时,需要慎重选择先进的技术和设施。因为工程一旦上马和完工之后,如发现存在问题再进行改造则比较困难。本技术采用的环形生活污水高效净化沼气装置和曝气池相结合技术,使厌氧阶段和好氧阶段的CODcr、BOD5的去除效率均达到较高水平。

同时,该技术可应用于已建造的但未能达标的高浓度有机废水排放企业有机废水治理和污水处理厂工程的改造,主要是对厌氧系统和有机肥回收部分的改造,通过提高原有厌氧阶段的净化效率使原有的环保工程整体处理效果实现达标。

4.3 在规划阶段贯彻生态思想

建议规划新建污水厂时,要注意选址和周围环境选择,地形上应选择坡地丘陵地带进行建设,布局方面要注意将生产区设置在坡顶,工厂内可以安排有人工湿地景观,使用沼气回收用于与煤混烧锅炉技术,节约大量的能源消耗,减少甲烷的排放量(根据京都协议减少的废气量可转换成货币)如可能,还可以建设有机复合肥生产线,从而全面提高浓度有机废水排放企业和污水处理厂的综合经济效益。

应从生态农业的高度,从创建绿色食品生产基地的角度进行规划、设计,实施工业与当地种植业发展相结合,使废水得到就地综合利用,将废水废气都转换成经济效益,将企业建设成为立体化的无污染的生态型循环型企业。同时充分利用国家鼓励企业大力发展创新技术的政策,国家加大对企业自主创新投入的所得税前抵扣力度,允许企业按当年实际发生的技术开发费用的150%低扣当年应纳税所得额,解决企业资金短缺的难题。

5. 结论

工程的实践应用表明环形生活污水高效净化沼气装置在处理禽畜养殖废水和乳品厂、淀粉厂、生活污水时,CODcr、BOD5的去除效率均达到90%以上,将污泥进行厌氧减量化处理,实现变废为宝、化污染为资源。