好氧堆肥工艺在北京城市污泥资源化处理中的应用
污泥资源化利用技术研究
污泥资源化利用技术研究一、前言随着城市化进程加速,污水处理成为关注的热点。
然而,处理好废水只是第一步,其产生的污泥也是环保工作中的关键问题。
污泥不仅污染环境,还占用大量土地资源。
因此,资源化利用污泥已成为污水处理行业的重要任务。
本文将探讨污泥资源化利用技术的最新研究进展。
二、污泥生成及统计数据污泥是污水处理过程中产生的固体残留物,其主要成分是水分、有机物、无机盐和微生物等。
经过处理,污泥可分为沉淀污泥和活性污泥两种。
统计数据显示,中国城市生活污水处理厂普遍采用沉淀-氧化池法进行污水处理。
以北京市为例,每日生态休养期处理710万吨污水,沉淀污泥产生量高达16.8万吨/年,活性污泥产生量高达31.2万吨/年。
三、污泥资源化利用技术的研究进展1. 生物法生物法即将污泥作为生物基质和能量基质,利用微生物的生物转化能力处理污泥和生活垃圾。
当前较为成熟的生物法有两种:第一种是采用厌氧发酵技术,将污泥与生活垃圾一同进行堆肥、厌氧消化或产甲烷的处理;第二种是采用厌氧/好氧反应系统,先将污泥进行厌氧消化和厌氧酸化,再进入好氧反应器进行脱氮、脱磷等处理,最后通过生物反应器或热解反应器进行固体物料还原、炭化或热解,获取生长因子、固碳减少温室气体排放等多种资源化利用产品。
2. 物理法物理法是通过力学作用将污泥转化为可塑性和不可塑性两种形态的固体。
可塑性污泥可以作为建筑材料的原料,而不可塑性污泥则可用于生产干燥燃料、包装物和填埋覆盖料等。
当前,物理法主要有两种:第一种是采用离心压滤机、压滤机或压脱机对污泥进行脱水,制备成高固含物的污泥饼,然后进行干化或炭化,获得土壤改良剂或活性炭等;第二种是将污泥进行热解或气化处理,制备成燃料气或燃料油。
3. 化学法化学法是通过化学反应将污泥转化为新的化学物质。
目前,化学法的研究进展较慢,主要采用污泥热解、高温气化或焚烧技术进行资源化利用,在其中添加适量的药剂或添加剂,制备生长因子、土壤改良剂、炭化物等。
城市污水处理厂污泥好氧堆肥及其应用前景
城市污水处理厂污泥好氧堆肥及其应用前景城市污水处理厂污泥好氧堆肥及其应用前景随着城市人口的不断增长和城市化进程的加快,城市污水处理厂处理的污泥也越来越多。
为了解决污泥的处理与利用问题,城市污水处理厂开始探索利用好氧堆肥技术进行处理。
本文将探讨城市污水处理厂污泥好氧堆肥的原理、方法及其应用前景。
一、城市污水处理厂污泥好氧堆肥的原理好氧堆肥是一种利用氧气进行有机废弃物降解的过程。
城市污水处理厂污泥中含有大量的有机物质和养分,是理想的好氧堆肥原料。
好氧堆肥通过控制温度、湿度和氧气供应等条件,使有机物质被微生物分解并产生热能。
堆肥过程中,厌氧菌分解有机物质产生甲烷气体,同时生成具备肥料特性的稳定有机肥料。
二、城市污水处理厂污泥好氧堆肥的方法1. 堆肥材料的配置:根据污泥的组成和含水率等因素,合理配置堆肥材料。
一般可以选择秸秆、木屑等有机废弃物作为堆肥材料。
2. 堆肥堆场的建设:搭建合适的堆肥堆场并进行必要的环境控制。
堆场应具备适当的通风条件、排水设施和温湿度控制装置等。
3. 堆肥过程的控制:通过控制堆肥堆场内的温度、湿度和氧气供应等参数,促进好氧微生物的生长繁殖,推动有机物质的降解和转化。
4. 堆肥产物的处理和利用:堆肥产物中的大量养分和有机质可以作为农用肥料或土壤改良剂进行利用。
三、城市污水处理厂污泥好氧堆肥的应用前景1. 高效处置城市污泥:好氧堆肥技术可以有效减少城市污水处理厂产生的污泥量,从而解决污泥处置的难题。
经过好氧堆肥处理后,污泥体积显著减少,处理效率高。
2. 降低环境污染:传统的污泥处置方法存在污染土壤和水体的隐患。
而好氧堆肥过程中,通过控制环境条件,可以减少污泥中的臭味和有害物质的释放,降低了对环境的污染。
3. 资源化利用污泥产物:堆肥产物中的养分和有机质可以作为肥料用于农田和花坛的施用,提高土壤肥力。
同时,堆肥产物还具有保水保肥、改良土壤结构的作用。
4. 经济效益:好氧堆肥技术的应用可以使城市污水处理厂节约处置费用。
污泥好氧发酵堆肥综合解决方案
3.3.4 上位系统及网络配置(推荐)............................................................................15
3.1 系统的整体原理.................................................................................................................2 3.1.1 系统网络概述..........................................................................................................2
三、控制系统的组成
3.1 系统的整体原理
3.1.1 系统网络概述
控制系统采取开放、可靠的网络形式来完成现场数据的采集、系统控制的实 现。根据我们多年的行业积累得到的经验,我们参看了目前工艺运行的需求,做 出如下的网络系统设计:网络采用以太网网络设计。这个网络采用性能可靠的工 业以太网。可以将办公网络、自动控制网络和视频监控网络无缝结合到该网络环 境,实现“多网合一”。
3.1.3 通讯协议的可靠性
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相 互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为 一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集 中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何 种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如何回应来自 其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共 格式。
城市污泥好氧堆肥产品利用浅析
城市污泥好氧堆肥产品利用浅析【摘要】随着污泥产生量的急剧增长,污泥的最终处置问题越来越得到重视。
本文以长春北郊污泥处置厂ctb好氧发酵工程为例,通过对其污泥堆肥产品质量、出路和所存在问题的研究,指出产业化才是最终解决污泥好氧堆肥产品的最佳途径,并对我国的污泥堆肥产品的产业化进行探讨。
【关键词】污泥,好氧堆肥产品,产业化一、引言近年来,社会经济快速发展和城市化水平不断提高,工业污水和城市污水的排放量日益增多,污水处理厂污泥产量也急剧增加。
据统计,2010年全国投入运行的城镇污水处理厂有2840座,处理污水量达344亿m3,产生污泥约2000万t。
“十二五”期间还将增加污水日处理能力0.9亿m3,增建和在建城镇污水处理厂达1800多座,预计“十二五”污泥的年产生量将突破3000万t。
目前我国污水厂污泥,最终处置方式主要有土地利用、填埋、建材及其它资源化利用。
根据统计,目前的处置方式中,填埋占60%~65%、污泥好氧发酵+农用约占10%~15%、污泥自然干化综合利用占4%~6%、污泥焚烧占2%~3%、污泥露天堆放和外运占15%~20%。
无论是国家的污水处理技术政策,还是近期颁布的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》,都将好氧发酵、堆肥当作一个主推的技术方向之一。
长春市政府依托国家松花江流域污染治理“十一五”规划项目,立项建设了长春市北郊污泥处置工程——长春北郊污泥处置厂。
该工程采取了ctb污泥好氧发酵工艺,接纳处置长春市目前6个污水处理厂产生的脱水污泥,是国内目前正式投入运行的最大的市政污泥好氧发酵工程。
在2011年度“中国环境联盟污泥行动计划”评比中被评为“2011年度污泥处理处置十大推荐案例”,还曾入选全国唯一的污泥好氧发酵示范工程。
本研究将以该工程调研为基础探讨污泥好氧发酵发展前景和存在的问题。
二、长春市污泥堆肥利用情况(一)长春市污泥堆肥产品质量发酵后的污泥经过专门的检测中心检测,结果显示其所含有机质、氮、磷、钾等无机营养元素含量、酸碱度(见表1)等均达到了《城镇污水处理厂污泥处置—农用泥质》(cj/t 309—2009)标准,而外界所关注的有毒重金属含量也都没有超过相关标准。
城市污泥堆肥处理过程中面临的问题及堆肥的应用
城市污泥堆肥处理过程中面临的问题及堆肥的应用摘要:近年来,城市污水污泥总量迅速增加,污泥堆肥产品含有丰富的养料,有作为草坪基质,花卉与蔬菜育苗的肥料,改善土壤等广泛应用。
但受处理技术水平、人们的认知和可以接受程度的限制以及国家政策法规、产品出路、政策保障等问题的困扰, 城市污泥堆肥处理仍面临诸多不利因素,急需我们解决。
关键词:城市污泥;堆肥;污染物;不利因素;堆肥应用一、前言(一)有关城市污泥城市污泥是城市污水处理厂在污水净化处理过程中产生的沉积物,是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒及胶体等组成的极其复杂的非均质体。
城市污泥具有以下三个特点:一是数量大,增长迅速。
随着城市的发展,城市污水处理量的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大的增长。
二是污泥中养分丰富,含有较高的有机质和丰富的氮磷等矿质营养元素。
三是污泥成分比较复杂。
由于来源于各种工业和生活污水,故含有一些对环境和生物有害的物质,如Cd、Pb、As、Cu 和Zn 等,还含有病原菌、寄生虫(卵)和一些有毒的有机物。
i (二)城市污泥的处理的主要方法及其利弊分析1.卫生填埋其特点为操作相对简单, 投资费用较小, 适应性强, 但是侵占土地严重, 存在潜在的土地污染和地下水污染, 缩短填埋场的使用年限。
2.污泥农用其特点为投资少。
能耗低, 有机部分可转化成土壤改良剂成分, 但是直接农用存在重金属污染、病原体、难降解有机物对地表水和地下水的污染。
3.污泥焚烧其特点为彻底的无害化, 杀死病原体, 最大限度的减少污泥体积, 但是设施投资大, 处理费用高, 有机物燃烧会产生二恶英等剧毒物质。
4.污泥堆肥其特点为自动化程度高,周期短, 日处理量大, 处理后污泥质量稳定, 容易有效利用, 可广泛用于农业和林业, 可以有效控制臭气等防止二次污染,综合效应好。
5.海洋倾倒其特点为费用少,但二次污染严重, 限制于沿海城市。
以上污泥处理方法各有优缺点,堆肥处理可将污泥做到无害化、减量化、资源化, 在污泥处理过程中可控制性好, 城市堆肥处理厂还可接受粪渣、木屑、落叶等其他垃圾, 同时改善污泥堆肥特性, 制成的肥料可广泛适用于农业、城市绿化, 适合我国目前农业大国和高速城市化对城市绿化用肥料的需求, 适合中国国情。
《城镇污水处理厂污泥好氧发酵工艺设计与运行管理指南》
城镇污水处理厂污泥好氧发酵工艺设计与运行管理指南(征求意见稿)中国计划出版社二〇年前言根据中国工程建设标准化协会〔2018〕建标协字第15号文《关于印发2018年第一批协会标准制订、修订计划的通知》,制订本指南。
污泥好氧发酵作为城镇污水处理厂污泥处理的主流技术之一,可实现污泥的稳定化、无害化和资源化利用,其工艺相对简单,运行维护要求较低,也是目前国际上最常用的污泥处理方法之一。
《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南》(试行)(HJ-BAT-002)将污泥好氧发酵作为污泥处理处置污染防治最佳可行技术之一。
《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》(试行)(建城〔2009〕23号)提出,污泥以园林绿化、农业利用为处置方式时,鼓励采用高温好氧发酵的污泥处理方式。
近年来,我国很多城市都进行了污水处理厂污泥好氧发酵的工程实践,工程规模也由小型向大中型发展,同时在臭气控制、自动控制、设备集成等方面进行了诸多技术研发和储备,实现了污泥好氧发酵成套设备国产化工程应用。
国内已发布的标准包括中国工程建设协会标准《城镇污水处理厂污泥好氧发酵技术规程》(T/CECS 536-2018)、行业标准《城镇污水处理厂污泥处理技术规程》(CJJ 131-2009)、《污泥堆肥翻堆曝气发酵仓》(JB/T 11245-2012)等,规定了污泥好氧发酵在设计、施工、运行和管理方面的核心技术要求。
本指南旨在进一步深化对污泥好氧发酵技术原理和工艺过程的理解,协同已发布的技术规程,指导和规范我国污泥好氧发酵的工艺设计和运行管理。
本指南编制过程中,梳理、借鉴了国内外相关技术文件,调查、研究了国内典型工程案例,总结、吸纳了国内外理论和实践认知。
本指南的主要内容包括:总则、术语和定义、污泥好氧发酵工艺、污泥好氧发酵设计、污泥好氧发酵运行维护、好氧发酵产物特性及利用。
本指南由中国工程建设标准化协会城市给水排水专业委员会归口管理,由上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司负责技术解释。
污泥堆肥工艺在污水污泥处理处置中的资源化利用
污泥堆肥工艺在污水污泥处理处置中的资源化利用摘要:目前我国城市污水污泥大部分还未经稳定化、无害化、资源化的处理与处置,污泥堆肥作为一种新兴技术被中石化天津分公司利用。
在此次探索阶段积累了很多经验,肥料肥性较好,通过合理的设计堆肥工艺和选择恰当的运行方式,可以很好的处置污泥,将城市污水污泥的处理处置与资源化相结合,走出了自己的道路。
关键词:污水污泥堆肥资源化一、概述污泥堆肥是在好氧的条件下,利用好氧的嗜温菌、嗜热菌的作用,将污泥中有机物分解,并杀灭传播病菌、寄生虫卵和病毒,提高污泥成分,产生的肥料可以用于园艺和农业目的,是一种无害化、减容化、稳定化的综合处理技术。
污泥堆肥的方法是将污泥减量化、无害化、稳定化和资源化融为一体的比较理想的污泥处理方法。
既消纳污泥,又充分利用了污泥中大量含有植物生长所需的氮、磷、钾及维持植物生长发育的多种微量元素和改善土壤结构的有机质,并且有利于污泥的大规模处理。
二、堆肥过程一般情况下堆肥可以分为两个阶段。
第一阶段分为三个过程,即发热、高温消毒及腐熟。
堆肥初期为发热过程:在强制通风条件下,对非中有机物开始分解,嗜温菌迅速成长,堆肥温度上升至45℃-55℃;高温消毒过程:有机物分解所释放的能量,一部分合成新细胞,一部分使堆肥的温度继续上升可达55℃-70℃;此时嗜温菌受到抑制,嗜热菌繁殖,病原菌、寄生虫卵与病毒被杀灭,由于大部分有机物已被氧化分解,需氧量迅速减少,温度开始回落;腐熟过程:温度降至40℃左右,堆肥基本完成。
第一阶段完成后,停止强制通风,采用自然堆放方式,进一步熟化、干燥、成粒。
堆肥成熟的标志是物料呈黑褐色、无臭味、手感松散、颗粒均匀、蚊蝇不繁殖、病原菌与寄生虫卵和病毒以及植物种子均被杀灭,氮、磷、钾等肥效增加且易被作物吸收。
三、堆肥装置及主要技术参数1、堆肥装置中石化天津分公司污水处理采用的堆肥处理装置由晾晒仓、堆肥仓两大主要装置组成,脱水后含水率80%-85%的污泥先进入晾晒仓进行晾晒,晾晒后泥的含水率达到65%-70%,符合要求;此时的泥再进入堆肥仓进行堆肥,堆肥仓里设置翻堆机,根据需要及时进行翻堆,进入堆肥仓的泥里掺入20%-25%的晾晒好的污泥,从堆肥仓出来的泥运往用于堆垛的一个棚子,再进行一个月左右的堆垛,即成熟出仓。
北京地区不同城镇污水处理厂堆肥污泥研究
北京地区不同城镇污水处理厂堆肥污泥研究随着城市化进程的加快,污水处理厂的普及,城市污泥(指城市污水厂处理废水过程中产生的固体废弃物)产生量迅猛增长. 据统计,2010年北京地区产污泥总量为3800 t ·d-1(含水率为80%),预计2015年污泥产量将达5000 t ·d-1. 目前,进行堆肥和建材利用等处置和资源化利用的污泥不足50%[1]. 而其余污泥,尚无稳定、可靠、安全的消纳处置途径,存在着污泥二次污染的严重隐患和环境风险. 因此,如此巨大的污泥量已成为亟待解决的、无法回避的重大城市环境问题.一般而言,城市污泥富含有机质和有效营养成分,对土壤修复或改良均有积极或长期的作用[2,3],即改善土壤理化性质,增加土壤有机质、氮和磷等营养成分,且改良作用因污泥类型而异[4]. 特别是污泥富含磷,且无机磷和非磷灰石无机磷是污泥中磷的主要成分,而磷是有限且不可替代的资源,即污泥不仅可发挥较高的植物利用率,而且对环境可进行磷的修复[5,6]. 另外,污泥用于土壤修复,可满足资源的有效再循环,为贫瘠或退化土壤提供有机质等营养成分,既有利于退化生境的重建,也有益于环境的可持续发展[7]. 譬如,在退化森林生态系统施用污泥,改良土壤的同时,有效促进树木生长并改善林下灌草层植被[8].目前,污泥的堆肥处置已成为一条重要的处置途径,且作为有机肥料,业已成为一种普遍措施. 在北京市污泥处理处置方式中,水泥厂焚烧约占31%,污泥用于土地修复的规划比例尚且不足,约为47%[1]. 在估算北京市城市污泥处理处置方式成本的基础上(包括填埋、焚烧及堆肥等),填埋仍是北京市的主要处置方式,但所占比例将逐渐下降,而堆肥则经济可行,将是污泥处理处置技术的主要发展方向[9].然而,污泥含有的营养成分和重金属在土壤中积累,可能对环境造成的污染风险已备受关注[10,11,12,13,14,15,16],尤其重金属是影响污泥最终处置的主要因素[15]. 譬如,杨树幼苗施用堆肥污泥,随着污泥施用量的增加,土壤重金属Cu和Zn含量大为增加[17]; 而且在长期施用污泥的土壤中,一些土壤重金属(譬如Cu、 Mn、 Zn)的形态会产生变化,且存在潜在的Cu污染风险[18]. 而且,不同来源的污泥,其营养元素或重金属全量存在着很大的差异[14,15]. 因此,为了准确评估污泥风险,以便能真实反映污泥益处和潜在的环境危害,不仅要搞清污泥中的营养成分和重金属含量,而且有必要对污泥分情况或逐个进行评估[14].鉴于此,本研究对来自北京地区不同城镇污泥处理厂的污泥,通过两种堆肥技术/工艺,探讨堆肥污泥的营养成分和微量元素的变化,并分析重金属含量变化及其环境污染状况,以期为城市污泥合理、有效地处置提供理论依据.1 材料与方法1.1 供试材料和堆肥方式1.1.1 污泥来源和条垛式堆肥技术于2008、 2010年同季采集(均在夏季),初始城市污泥均来自北京高碑店、卢沟桥及吴家村污水处理厂的混合污泥,并进行条垛式堆肥处理,温度50~60℃,之后浓缩、脱水,大约25~30 d后成为腐熟的干污泥. 然后风干、碾碎,过筛,把污泥中的较大块物体等进行细化,经过筛选使之粒度达到60~80目,备用测定. 以上以A型堆肥污泥表示.1.1.2 污泥来源和高速活性堆肥工艺于2012、2013年同季采集(均在春季),初始城市污泥均来自北京市昌平区南口污水处理厂的污泥,并采用一种高速活性堆肥工艺进行处理(high-rate recovery of organic solid wastes system,HiRos System). 该工艺采用机械热化学稳定及活化法,处理工艺中的所有反应釜、储槽、传送器等均为密闭系统,在高温高压下,完全杀菌及杀寄生虫性、并可分解有毒有机化合物,有效去除重金属危害,从而将有机固体废弃物转化为无味无臭、高品质的有机肥. 之后再进行风干、碾碎及过筛,把污泥中的较大块物体等进行细化,经过筛选使之粒度达到60~80目,备用测定. 以上以B型堆肥污泥表示.1.2 测定方法供试A、 B型堆肥污泥的理化性质均采用常规测定方法[19]; pH采用pH酸度计法(HANNA,pH211酸度计); 汞(Hg)、砷(As)含量的测定采用原子荧光光度计测定(AFS3000,北京科创海光仪器有限公司); 全磷、全钾及Cu、 Zn和Cd等其他金属或元素含量的测定均采用酸溶-等离子发射光谱法测定(等离子发射光谱仪IRIS Intrepid Ⅱ XSP,美国Thermo 公司). 每个测定项目均设置3个重复,最后算平均值,并以干基表示. 以上测定在国家林业局森林生态环境重点实验室进行.2 结果与分析2.1 堆肥污泥的营养含量如表 1和表 2所示,在A型(条垛式)和B型(高速活性)堆肥污泥中均含有可观的营养含量,且不同类型堆肥污泥和年份间的各项营养指标均表现出较大的差异. A、 B型污泥的有机质、全氮、全磷和氮磷钾总养分(N+P2O5+K2O)与往年相较均有所增加,譬如A 型污泥的氮磷钾总养分在2010年较2008年增加了15.6%,B型污泥的氮磷钾总养分在2013年较2012年增加了29.7%; 而A型污泥的速效氮和全钾与往年相较则表现为减少,譬如A型污泥的速效氮含量在2010年较2008年减少了50.7%,与之相反的是B型污泥的速效氮和全钾则比往年都有所增加.表 1 条垛式堆肥污泥(A型)的营养含量表 2 高速活性堆肥污泥(B型)的营养含量由表 1和表 2所示,A、 B型堆肥污泥不同年份的pH平均值分别为7.1和7.2,有机质的平均值分别为203338.0 mg ·kg-1和298531.5mg ·kg-1,氮磷钾总养分(即N+P2O5+K2O)平均值分别为41111.7 mg ·kg-1和65901.5mg ·kg-1. 以上A、 B型污泥各项营养指标的平均值与表 3比较而言,A型堆肥污泥的有机质含量达到了《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》(CJ/T 309-2009)中A、 B级污泥和《城镇污水处理厂污泥处置-土地改良用泥质》(GB/T 24600-2009)的标准要求,但未达到《城镇污水处理厂污泥处置-园林绿化用泥质》(GB/T 23486-2009)中的有机质标准要求,而A型污泥的pH和氮磷钾总养分以及B型污泥的pH、有机质含量和氮磷钾总养分均符合各城镇污水处理厂污泥处置类型的标准限值要求(见表 3).表 3 城镇污水处理厂污泥处置类型的营养标准2.2 堆肥污泥的营养元素含量和重金属污染由表 4和表 5所示,A、 B型堆肥污泥中不仅含有丰富的营养元素,同时也含有诸多重金属,而且不同年份间的各元素/金属总量均呈现明显的差异. 2010年与2008年比较而言,A型污泥中Cu、 Zn、 Ca、 Fe、 Mg和Na的总量均表现为增加,而Mn则有所减少; 2013年与2012年相较而言,B型污泥中的Cu、 Zn、 Ca、 Na、 Al、 Cd、 Cr、 Hg、 S的总量均明显增加,而Mn、 As、 B、 Pb、 Fe、 Ni、 Mg总量则有所减少. 另外,各金属/元素的总量在A、 B型污泥中亦呈现较大的差异. 譬如,A型污泥不同年份的Zn、 Fe总量平均值较B型污泥的分别高出85.9mg ·kg-1和1913.0 mg ·kg-1; 而B型污泥不同年份的Mn、 Mg总量平均值较A型污泥的分别高出819.3mg ·kg-1和8827.1mg ·kg-1.表 4 条垛堆肥污泥(A型)的重金属和元素总量表 5 高速活性堆肥污泥(B型)的重金属和元素总量从不同污泥处置类型中重金属的控制限值可知(见表 6),我国的《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》(CJ/T 309-2009)中A级污泥的标准限值,在各种污泥处置类型中是最为严格的. 由表 4和表 5所示,A、 B型堆肥污泥不同年份的Cu总量平均值分别为188.5mg ·kg-1 (范围为183.4~193.6 mg ·kg-1)和188.6mg ·kg-1(范围为135.2~241.9mg ·kg-1)以及Zn总量平均值分别为896.1mg ·kg-1 (范围为781.5~1010.7mg ·kg-1)和810.2mg ·kg-1(范围为755.0~865.4mg ·kg-1),与我国城镇污水处理厂污泥处置类型的标准限值比较得知(见表 6),其不仅符合《城镇污水处理厂污泥处置-土地改良用泥质》(GB/T 24600-2009)和《城镇污水处理厂污泥处置-园林绿化用泥质》(GB/T 23486-2009)中的Cu、 Zn总量的标准限值要求,而且远低于最为严格的《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》(CJ/T 309-2009)中A级污泥的标准限值(即总Cu<500 mg ·kg-1和总Zn<1500 mg ·kg-1).表 6 我国城镇污水处理厂污泥处置类型的重金属控制限A型堆肥污泥中的Cd、 Cr、 Pb、 As和B的总量(仅为2010年数值)分别为2.9、 82.0、105.1、 17.0和42.1 mg ·kg-1(见表 4); 如表 5所示,B型堆肥污泥不同年份的Cd总量平均值为2.8mg ·kg-1(范围为2.6~3.0mg ·kg-1)、 Cr总量平均值为140.1mg ·kg-1(范围为130.1~150.0 mg ·kg-1)、 Pb总量平均值为69.2mg ·kg-1(范围为67.9~70.5mg ·kg-1)、 As总量平均值为7.9mg ·kg-1(范围为5.4~10.4mg ·kg-1)以及B 总量平均值为80.2 mg ·kg-1(范围为78.7~81.6mg ·kg-1). 上述A、 B型污泥中的重金属含量与表 6中的标准限值比较得知,各金属总量均达到了我国各类型污泥处置的标准限值要求(见表 6),其中包括达到最为严格的《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》(CJ/T 309-2009)中A级污泥的标准限值要求(即总Cd<3 mg ·kg-1、总Cr<500 mg ·kg-1、总Pb<300 mg ·kg-1、总As<30 mg ·kg-1).但是,B型堆肥污泥的Hg、 Ni总量存在超标的情形,且不同年份间存在明显的差异(见表 5). 具体而言,B型污泥不同年份的Hg总量平均值为12.8mg ·kg-1以及2012年的Hg 总量为7.1mg ·kg-1,符合《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》(CJ/T 309-2009)中B 级污泥的标准限值要求(即总Hg<15 mg ·kg-1),以及《城镇污水处理厂污泥处置-土地改良用泥质》(GB/T 24600-2009)和《城镇污水处理厂污泥处置-园林绿化用泥质》(GB/T 23486-2009)中的中性和碱性土壤(pH≥6.5)的标准限值要求(即总Hg<15 mg ·kg-1),但其它的标准限值要求则不符合(见表 6); Hg总量在2013年为18.4mg ·kg-1,对任何污泥处置类型中的限值要求均不符合. 另外,B型污泥2013年的Ni总量为120.0 mg ·kg-1,符合《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》(CJ/T 309-2009)中B级污泥的标准限值要求(即总Ni<200 mg ·kg-1),以及《城镇污水处理厂污泥处置-土地改良用泥质》(GB/T 24600-2009)和《城镇污水处理厂污泥处置-园林绿化用泥质》(GB/T 23486-2009)中的中性和碱性土壤(pH ≥6.5)的标准限值要求(即总Ni<200 mg ·kg-1),但其它的标准限值要求均不符合(见表 6); B型污泥不同年份的Ni总量平均值为246.4mg ·kg-1和2012年为372.8mg ·kg-1(见表 5),均不符合任何污泥处置类型中的限值要求(见表 6).3 讨论城市污泥通过制肥,不仅可解决农田、园林及绿地急需的有机肥料的来源问题,同时也能寻求城市污泥的合理处置途径,并成为最有效的资源化途径之一. 近年来,我国污泥资源化处置技术投产项目显著上升,其中农业对污泥制肥的吸纳量很大,且污泥制肥资源化处置技术的应用已占30%,具有较好的发展前景[20]. 已有研究表明,污泥经堆肥处理后,可使污泥中腐殖质含量增加,而腐殖质因含有多种多样的官能团从而吸附重金属,或者改变重金属的化学形态,促使污泥中重金属稳定化,即大多数重金属以稳定残渣态或以残渣态和有机结合态兼具的形式存在,从而降低生物毒性和土壤的污染风险[21,22,23,24]. 特别是堆肥污泥相较其它处理方式(譬如厌氧消化和颗粒污泥)而言,堆肥过程更有利于降低Mn、 Ni 及Zn等的有效性[25]. 由此说明,堆肥处理是降低污泥在农田、土地改良及园林绿化中重金属污染风险的重要途径.北京不同城镇污水处理厂堆肥污泥(即A、 B型),不仅含有较为丰富的有机质和植物所需的氮、磷等多种营养元素及微量元素,而且污泥的一些营养成分/元素诸如有机质、全氮、全磷和氮磷钾总养分等含量与往年相比均有所增加. 据马学文等[26]对全国范围111个城市共193个污水处理厂污泥营养含量的调查可知,有机质、氮、磷、钾的平均含量分别为41.15%、 3.02%、 1.57%、 0.69%,除了北京地区A、 B型堆肥污泥的磷含量平均值与全国平均水平基本相当外,其有机质、氮和钾含量均低于全国平均水平,但A、 B型污泥的有机质、氮、磷含量比往年均有所增加则与全国的略增走向是一致的.在B型堆肥污泥中,Cu含量比往年有所增加,而Pb含量则比往年有所减少. 这与我国城市污泥中Cu、 Pb含量在短期的趋势一致[26]. 但是,从长期而言,我国城市污水处理厂污泥中Cu含量则是下降趋势[27]. 除Hg、 Ni有超标现象外,A、 B型污泥的其他重金属含量均低于我国最为严格的《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》(CJ/T 309-2009)中A级污泥的标准限值,这与姚金玲等[11]对我国东北、华北、华东和西北地区116 家污水处理厂污泥的研究结果一致. 另据张丽丽等[27]对我国城市污泥中重金属分布特征及变化规律的研究结果表明,近10年,污泥中 Ni、 Cd、 Hg含量的超标倍数最高. 这与本研究B 型堆肥污泥中存在Hg、 Ni超标现象相吻合. 此外,来自北京不同污水处理厂的A、 B型堆肥污泥,其营养和重金属/元素含量存在着明显的差异. 即污泥的不同来源可能是主要原因[14,15]; 亦可能受其它因素诸如污水处理规模、处理工艺和运行条件以及污泥堆肥工艺的影响[11]. 另有研究表明,污泥成分有时会因工艺过程和分析技术而产生显著的差异[28].而今后,北京地区A、 B型堆肥污泥的资源化应用中,一方面,可能面临着潜在的Hg、Ni环境污染情况,需要优先关注; 另一方面,则需要进一步探索污泥堆肥过程中重金属钝化的调控措施,从而最大限度地降低重金属的危害,譬如可利用铁氧化菌对一些重金属进行生物浸矿,可能是污泥制肥的一种可行策略[29],以及在堆肥过程中加入石灰等物质亦能降低重金属的有效性[30,31]. 另外,除了污泥资源化应用中的重金属污染外,还有一些因素诸如粪大肠菌群菌、多环芳烃(PAHs)等影响着污泥处置类型的选择,而本研究未涉及这些方面,因此还需进一步研究和分析北京堆肥污泥中其他污染物的含量,从而进行合理、有效的污泥处置.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。
污泥堆肥技术现状及应用中需注意的问题
王 涛1、2(1.机械科学研究总院环保技术与装备研究所,北京 100044;2.机科发展科技股份有限公司,北京 100044)摘 要:阐述了堆肥技术背景与基本原理。
通过对国内示范项目运行情况的研究分析,提出了堆肥处理处置中应注意的工艺选择、处理规模、通风除臭、自动化与可靠性、减量化与稳定化,以及重金属、POPs、经营风险等问题。
分析了堆肥处理处置全过程的经济成本,得出了该技术的参考运行成本;给出了该技术的适用条件和发展趋势。
关键词:污泥;堆肥;好氧发酵;处理处置;机械化;资源化中图分类号:X703 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2014)02-0030-06污泥堆肥技术现状及应用中需注意的问题1 堆肥技术概述1.1 起源与发展堆肥是指在人工控制下,在一定的水分、C/N和通风条件下通过微生物的发酵作用,将有机废弃物转变为近似土壤特征物质的过程。
堆肥有着悠久的历史:我国公元6世纪就出现了“踏肥”,即厩肥的生产和利用;1591年就出现了“蒸粪法”,即堆肥的积制利用方法;1633年就开始了“酿粪法”,即沤肥的积制利用方法。
真正对堆肥技术进行科学的研究始于20世纪初。
1920年,英国农学家Howard在印度提出了Indore法,包括堆肥基质配方和操作程序。
1925年Bangalore在Indore法基础上优化改进形成Bangalore法,即将固体废物和人粪肥分层交替堆积,并使翻堆频率由1到2次变为多次翻堆。
1931年荷兰出现了Van Mannen法;1933年在丹麦出现了Dano法堆肥工艺;1940年,Earp.Thomas在美国取得了立式多段发酵塔堆肥专利;此后又相继出现了Frazer Eweson法、Jersey 法、Naturizer法、Varro法等。
在近几十年堆肥技术工业化、机械化发展的趋势中,将固定发酵槽和翻堆搅拌设备相结合的动态发酵槽技术最具代表性,代表工艺有Fairfield Hardy法、Snell法、Metro-Wasfe法、Tollemache法等。
污水处理厂污泥好氧堆肥技术
污水处理厂污泥好氧堆肥技术摘要:针对我国中小城镇污水处理厂规模小,产泥量少的特点,分析比较各污泥处理技术,选择污泥好氧堆肥技术适用于中小城镇污水处理厂,实现从源头污泥资源化,防止二次污染的产生。
关键词:中小城镇;污泥;好氧堆肥随着污水处理行业的发展,越来越多的中小城镇都建设了自己的污水处理厂。
但污泥作为污水处理过程的副产物一直是困扰污水处理正常运行的难题。
污水处理厂的污泥大多仅做到浓缩和机械脱水处理,然后就直接外运或简单进行填埋,这种处理处置方式对环境存在“二次污染”的危险。
同时,污泥处理的处理成本占这些中小城镇污水厂总运行成本达到30%以上。
污泥是可循环利用的“生物固体”,如何合理处理处置污泥,探讨经济高效的适合中小城镇的污泥处理方式十分迫切。
1 污泥的特点城镇污水处理厂所处理的污水,一般为居民生活和城镇工业的混合污水。
随着城市化发展进程的加快和城市区域经济的分工细化,一般意义上的城镇污水处理厂以处理居民生活污水为主,即使有少部分的工业污水,也随着工业污水不断达标处理,工业污水中的有毒有害物质不断减少。
今后随着城市第三产业比重的不断加大和居民生活质量的不断提高,生活污水比重逐步提高,因而污水处理厂所产生的污泥中氮、磷和有机质成分不断提高,重金属含量不断下降。
目前,国内外常用的污泥处理方式有热干化、焚烧、电厂混烧、碱稳定和堆肥等。
2 污泥处理技术比较2.1 各种污泥处理技术比较已经实现工业化应用的污泥处理技术包括:热干化、焚烧、电厂混烧、碱稳定和堆肥,它们各自的优缺点、投资运行成本、成品出路和使用项目的分析比较如下表所示:通过比较可以得到,动态堆肥仓工艺在技术先进性较好,但需要处理单位具备较强的机械设计能力和系统集成能力。
根据中小城镇污水处理厂的现状,适合使用动态堆肥仓工艺进行污泥处理。
3 污泥堆肥控制参数3.1 污泥堆肥过程的工艺参数好氧污泥堆肥过程要控制堆肥化物料粒度、有机物和营养物含量、通风供养状况、含水率、碳氮比、pH值和温度这些工艺参数。
城市污水处理厂污泥好氧堆肥及其应用前景
城市污水处理厂污泥好氧堆肥及其应用前景城市污水处理厂污泥好氧堆肥及其应用前景随着城市化进程的加快,城市污水处理厂处理的污泥总量不断增加,对于污泥的处理和综合利用成为一个重要问题。
好氧堆肥是一种有效的污泥处理和资源化利用方法,它可以将污泥转化为有机肥,并且具有广阔的应用前景。
好氧堆肥是指在氧气存在的条件下,将污泥进行腐熟和分解过程。
首先,将污泥与适量的辅料进行混合,如秸秆、木屑等,以提供碳源和调节C/N比。
然后,通过通风设施提供氧气,加速污泥中有机物的有机分解过程。
在好氧堆肥过程中,污泥中的有机物被微生物降解为二氧化碳、水和热量,从而实现污泥的稳定和无害化处理。
好氧堆肥的主要优势包括:处理效率高、腐熟度好、生成有机肥等。
首先,好氧堆肥可以高效处理城市污水处理厂产生的大量污泥。
随着城市污水处理厂处理能力的提高,产生的污泥也越来越多。
传统的处理方法如填埋和焚烧存在着环境污染、资源浪费等问题。
而好氧堆肥可以将污泥转化为高质量的有机肥,实现了资源的有效利用。
根据统计数据,好氧堆肥处理后的污泥含有丰富的氮、磷、钾等营养成分,可以作为土壤改良剂和肥料使用。
其次,好氧堆肥对改善土壤质量有重要作用。
城市污泥中富含的有机物和养分可以提高土壤的肥力和保持土壤湿度,增加土壤微生物的数量和多样性,改善土壤结构,从而提高农作物的产量和品质。
同时,好氧堆肥还可以有效改善土壤的物理性质,增加土壤的通气性和保水性,减少土壤的侵蚀和水分的蒸发,对于抵御干旱和保护土壤资源有重要意义。
此外,好氧堆肥还可以减少土地和环境的污染。
传统的污泥处理方式中,填埋和焚烧都会造成土地资源和环境的污染。
而好氧堆肥可以将污泥转化为有机肥,有效减少了对土地的占用,同时减少了土壤中重金属等有害物质的含量。
与此同时,好氧堆肥还可以有效地减少污泥处理过程中的气体和臭气排放,降低了对大气环境的污染。
综上所述,城市污水处理厂污泥好氧堆肥是一种有效的污泥处理和综合利用方法,具有广阔的应用前景。
污泥好氧堆肥技术及其应用
131智能环保NO.01 2020智能城市 INTELLIGENT CITY 污泥好氧堆肥技术及其应用李 敏(水电水利规划设计总院环境保护部,北京 100120)摘 要:文章在简单介绍污泥好氧堆肥技术原理的基础上,探讨了污泥好氧堆肥技术各因素对好氧堆肥过程的影响,分析了评价污泥好氧堆肥腐熟度的物理、化学、生物及卫生学指标;详细地对污泥好氧堆肥的相关技术以及对应的应用过程中的优势与劣势进行了分析。
关键词:污泥堆肥;工艺参数;腐熟度;臭味控制;产品出路1 污泥好氧堆肥技术1.1 概况我国每年污水污泥的产生量非常庞大,这些污泥当中含大量的有毒有害物质,如细菌、寄生虫等。
如果这些污泥不及时处理而随意堆放,不仅会占据大量的土地资源,且容易对环境造成二次污染。
污泥中含有大量植物生长所需要的氮、磷、钾等元素,且污泥中的有机腐殖质是土壤的改良剂,将污泥应用到园林绿化中具有较好的发展前景。
污泥堆肥可降低污泥恶臭程度、有效杀死病原体、改善污泥性质,还可以降解污泥中多种有毒有害物质。
1.2 技术原理 在空气流通的情况下,污泥好氧堆肥这项技术能够在微生物的作用下对有机废弃物进行化学降解,同时能够使有机物转化成为稳定的腐殖质[1]。
在此过程中,再将外加剂按照一定的比例加入其中 。
加入的外加剂可以分成两种,一种是调理剂,另一种是膨胀剂。
调理剂主要是稻壳、秸秆等腐熟以后形成的堆肥产物,使得堆体的含水率得到有效降低;膨胀剂主要是加入了玉米芯、锯末等物质,从而能够使堆体的孔隙率进一步增加,促使堆体内的气体和外界空气顺利交换。
污泥好氧堆肥的整个过程主要有4个步骤,分别为升温、消毒杀菌、降温以及腐熟。
堆肥初期,外加剂添加的量要采用合理的比例以及需要足够的通风量,这些条件缺一不可,为微生物的繁殖提供了适宜的生存条件。
微生物在这个过程中频繁活动,分解有机物,使反应器的温度大幅度上升,温度超过55 ℃后,能够有效抑制堆体内的微生物的活动频率,此时嗜热菌开始活动。
好氧动态堆肥装置处理城市污水厂剩余污泥
好氧动态堆肥装置处理城市污水厂剩余污泥1、引言随着我国社会经济和城市化的发展,城市污水处理厂的规模不断扩大,处理程度不断提高。
到1998年为止,全国已建成和在建的城市污水处理厂已近200座,污水处理能力约为1000余万m3/d。
与蓬勃发展的污水处理相比,污泥处理和处置技术在我国还刚刚起步,随着新建污水处理厂的陆续投产,污泥产量将会有大幅度的增加,所以对污泥的处理和处置必须予以充分的重视。
城市污泥的利用和最终处置方法主要有焚烧、填埋、堆肥和投海等。
焚烧法的技术和设备复杂、耗能大、费用较高,并且有大气污染问题;填埋法受到场地条件及环境的限制,在污泥运输距离的合理范围内已很难找到合适的地点;投海会污染海洋,对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁,国际公约已明令禁止;堆肥处理不但可以达到稳定污泥的目的,同时制成肥料农业利用具有经济、简便、可资源化等优点,引起各国的重视,并进行大量的研究。
北京市密云污水处理厂处理能力为1.5万立方米/天,日产污泥5~6吨(含水率80%)。
在我们研究的基础上,建成了国内第一条完整的生产性规模(年产复混肥5000吨)的污泥制肥生产线,生产线由污泥预处理、好氧动态堆肥装置和复混肥生产装置构成。
生产线已连续运行两年,生产的有机复混肥销售情况良好。
复混肥生产已有成熟的技术,我们着重研究污泥的稳定化和无害化处置工艺。
2、密云污水处理厂污泥处理和利用工艺污水处理厂的初次污泥和二次污泥经浓缩后,一般采用带式压滤机脱水,泥饼含水率为75~85%。
这样的污泥由于含水率高、粘性大、无结构强度。
直接进行堆肥氧气难以通入,易产生厌氧状态。
对于中小规模的污水处理厂,由于剩余污泥量不太大,若厂区又有足够的场地,气候适宜,则选择自然晾晒是最理想的途径。
本实验在密云污水处理厂,采用了自然晾晒作为污泥堆肥的污泥含水率预调整手段。
经过堆肥处理的污泥成为性状良好的腐植颗粒。
然后可以按照不同农肥标准添加一定比例的氮、磷、钾等化学原料,通过粉碎、搅拌后进入造粒装置,成型后经干燥、筛分成为成品包装后入库或出售。
污泥好氧堆肥处理方案含运行成本
100t/d污泥好氧堆肥处理方案北京机电院高技术股份有限公司2013.081.项目简介本项目污泥处理量为100t/d(含水率60%)。
采用好氧堆肥工艺对污泥进行处理,形成62t/d(含水率40%)有机肥产品,可用于园林绿化。
2.工艺流程说明污泥好氧堆肥工艺流程见图2-1。
100t/d脱水污泥由装载机送入发酵槽中,经过21天翻抛机翻倒和曝气系统曝气,使得物料充分发酵,含水率降低到40%以下。
熟料在发酵槽尾部由皮带机运出。
3.方案设计3.1总平面布置本项目占地面积约为4000m2。
主要包括污泥储存车间、好氧堆肥车间、风机房、除臭系统及产品包装车间等。
3.2工艺设计3.2.1堆肥系统设计①发酵槽根据发酵周期,并考虑配合翻抛机的使用来设计发酵槽。
进入发酵槽的物料量为100t/d,设计发酵周期为21d,则发酵槽至少需要21个,考虑1个发酵槽进行周转,则发酵槽的数量为22个。
②发酵槽的进出料设计本项目选择整体进出料工艺。
进料时,通过装载机一次性将发酵槽装满料;出料时,一次性将发酵槽中的物料全部搬运出来。
在发酵周期的前期不翻抛,只进行鼓风供氧,以满足无害化的持续高温要求;在发酵周期的后期,适当翻抛,以满足堆肥均匀性的要求。
③发酵槽的供氧考虑到翻抛供氧容易造成堆体温度呈锯齿形变化,不利于堆肥高温的持续,影响堆肥的无害化,因此采用前期风机强制供氧、后期风机强制供氧加翻抛供氧的两阶段供氧方式。
设计每个发酵槽的最大设计供气量为60m3/min。
④物料的输送进厂污泥进入料仓后,通过螺旋输送和装载机将污泥运送至发酵槽中,发酵后的产品经过皮带输送机输送至产品包装车间。
3.2.2除臭系统设计当堆体供氧不足或碳氮比不合适时,堆肥过程可能会产生氨气、硫化氢、硫醇、胺类等臭味气体,本项目选择生物除臭法。
3.2.3土建设计发酵槽墙体采用钢筋混凝土结构,地板采用素砼结构形式。
4.主要设备表5.投资估算6.运行成本计算运行成本(不含折旧),基本数据如表6-1:表6-1运行成本估算表(单位:万元)6.1能源动力费计算(1)电费总装机功率约300Kw,以工业用电单价1.2元/Kwh计,每年电费合52.56万元。
好氧堆肥在中、小型城镇污水厂达标改造中的应用
布 、03 7 1 20 年 月 日起实施的《 城镇水质净化厂污 染物 排 放标准 》 G 19 8 0 2 对污 水处 理厂 污 ( B 8 1 —20 )
泥 的处理 作 了具体 要 求 , “ 即 城镇 污水 处理 厂的 污 泥 应进 行稳定 化 处理 ” 并对 稳定 化处 理后 的控 制 ,
张 晖
( 海 市政 工程设 计研 究 院 , 海 20 9 ) 上 上 0 0 2
摘 要 : 述 了好氧 堆肥 工 艺的原 理 、 点 及其在 中小型 污水 厂达标 改造 中的应 用 叙 特
关 键词 : 氧 堆肥 ; 小 型城镇 污水 厂 ; 好 中、 污泥稳 定化 处理 ; 污泥处 置
中图分 类号 :X 0 73
文献 标识 码 : B
文章 编号 :06 85 (060 —05 0 10 —7920 )104 —3
AP LI P CAT ONS OF 唧 I
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镇 污水处 理厂 主要 以处 理 生活 污 水 为主 ,一般 存 在污泥 中重 金属 超标 的问题 ,在进行 达标 改造
工程中, 好氧堆 肥 具有 优势 。
1 好 氧堆 肥 原 理 、 程 过
好 氧堆 肥是 在有 氧条 件下 ,好 氧细菌 对废 物 进 行 吸收 、 氧化 、 分解 。微生 物 通过 自身 的生命 活
加 工 制 造 有 机 肥 , 城 镇 中 、 型城 镇 污水 厂 达 在 小
维普资讯
第2 第1 0卷 期 20 06年 2 月
能 源 环 境 保 护
污水处理中城市污泥好氧堆肥工艺的分析
污水处理中城市污泥好氧堆肥工艺的分析好氧堆肥是城市污泥稳定化、无害化和资源化的有效途径,是一种符合可持续发展的污泥处理方式。
但是要得到较好的处理效果,在处理城市污泥之前需要添加调理剂,以调节堆体构造和物料的理化性质。
好氧堆肥与其他常见污泥处理方式相比具有有机物降解快、彻底、无害化程度高、堆肥产品肥效好等优点。
根据国内外污泥好氧堆肥研究现状,从C/N、温度、含水率、PH等方面,介绍了好氧堆肥过程的控制要点,总结了污泥好氧堆肥适宜的技术条件;分析了微生物菌剂在好氧堆肥中的重要作用。
最后指出堆肥产品需依靠技术进步和完善相关行业标准来开拓市场。
近几年,随着污水处理率的提高和处理程度的深化,由城市污水厂产生的大量污泥所带来的环境污染问题日趋严重。
好氧堆肥是城市污泥无害化和资源化的重要途径之一,具有有机物分解彻底、无中间产物和臭味、无害化程度高的特点。
研究说明,好氧堆肥腐熟的产品施用于土地后,可有效改善土壤的物理化学性质,是一种良好的肥料和土壤改进剂。
而好氧堆肥是一个复杂的生物化学过程,温度、含水率、PH等因素直接影响微生物的生存状况,进而关系到最终堆肥产品的质量。
同时,堆肥原料中微生物的数量及多样性也影响着堆肥的效率和周期的长短。
因此,研究并控制合理的环境影响因素及发展微生物菌剂在堆肥中的作用,对于提高好氧堆肥的成效和促进其工业化进程具有重要意义。
笔者综述了城市污泥好氧堆肥的研究进展,以期为尽快实现污泥的土地资源化利用提供借鉴。
1好氧堆肥原理好氧堆肥是利用污泥中天然存在的细菌、放线菌、真菌等微生物,在有氧条件下,有控制地促进污泥中可降解的有机质向稳定的类腐殖质物质转化的微生物学过程。
在污泥好氧堆肥过程中,溶解性的有机质可直接透过微生物的细胞壁和细胞膜为微生物所吸收利用;不溶性的固体和胶体有机物先附着在微生物体外,由微生物所分解的胞外水解酶分解成溶解性物质,再深入到细胞内部参与氧化、复原、合成等过程。
好氧堆肥可使污泥稳定化,并能在高温发酵时将污泥中的病原菌、寄生虫卵等杀灭,其最终的产物还能作为肥料和土壤的改进剂。
北京市污泥处置现状及生态利用研究1000字
北京市污泥处置现状及生态利用研究前言污泥是城市污水处理过程中产生的固体废物。
目前,全球城市化进程迅速,污泥数量呈现爆发增长。
由于污泥处理和处置需要巨大的物力、时间和财力,因此,对于污泥的处理和处置一直是各国环保工作者关注的问题。
本文将探讨北京市污泥处置现状及生态利用研究。
一、北京市污泥处置现状1. 发展历程北京市的污泥处置从传统的焚烧转向多元化地利用。
具体来说,20世纪90年代,在北京市区对污水厂污泥都采用焚烧方式处置。
随着城市化的加速发展,干法热解技术也应运而生。
此外,湿法热解和滤饼渗滤液一体化处理是相对成熟的新技术。
目前,北京市的污泥处理方式主要集中在干法焚烧、湿法焚烧和物理处理等几种方式上。
2. 处置现状北京市的污泥处理和处置主要集中在一些大型污水处理厂及其周边地区。
其中,大兴污水处理厂、昌平污水处理厂、通州污水处理厂和房山污水处理厂等是北京市最大的几个污水处理厂,也是相关污泥处理厂点的集中地带。
据了解,北京市共有15个污泥压滤脱水厂、8个污泥储存处置中心、2个生态堆肥厂和1个危废污泥处置厂。
其中,大兴污水处理厂和昌平污水处理厂的污泥处理和处置能力最大,分别为2200吨/日和1600吨/日。
3. 存在问题本文调查发现,北京市的污泥处理存在一些问题。
首先,污泥的处理能力无法与污水处理量相匹配;其次,一些污水处理厂周边的污泥处置的环境问题一直存在,会对周边的居民健康造成威胁。
同时,低质量污泥生态利用难度较大,需要更多的支持和改进。
二、北京市污泥生态利用研究1. 现状目前,北京市污泥生态利用的方式主要集中在堆肥化和耕地利用上。
具体来说,北京市百度分布着各式各样的污泥处理项目,如北石榴园和小西沟等生态堆肥处理场。
此外,京津地区联合采用污泥-稻田生态系统是近年来发展的一种先进生态利用技术。
2. 拓展方向北京市的污泥生态利用需要考虑更多的途径,以实现更好的效果。
具体来说,污泥焚烧后的灰渣也可以作为资源回收;污泥中的有机物质可以通过发酵和化学处理与工业废水配合,以生产有机肥料;污泥的纤维素和半纤维素也可以作为生物燃料利用。
北京市污泥堆肥处理现状与发展趋势
北京市污泥堆肥处理现状与发展趋势梁明武1,2,高春荣2,赵平2(1.北京林业大学经管学院,北京100083;2.北京东方园林股份有限公司,北京100012)摘要介绍了北京市污泥堆肥现状,分析了北京市污泥堆肥处理中存在的主要问题,并阐述了污泥堆肥资源化处理技术及在园林企业植被修复工程中的前景。
关键词污泥堆肥;植被修复;资源化;北京中图分类号X799.3文献标识码A 文章编号0517-6611(2012)07-04213-04Treatment Status and Development Trend of Sludge Composting in Beijing LIANG Ming-wu et al (School of Economics and Management ,Beijing Forestry University ,Beijing 100083)Abstract The status of sludge composting in Beijing was introduced ,and the main problems in the treatment of sludge composting were ana-lyzed.The resourceful treatment technique of sludge composting and its application in vegetation restoration were expounded.Key words Sludge composting ;Vegetation restoration ;Resourceful ;Beijing基金项目北京市朝阳区可持续发展类科技计划资助项目;北京东方园林股份有限公司创新基金项目(20111210)。
作者简介梁明武(1972-),男,河北石家庄人,高级工程师,博士,从事恢复生态学、林业发展史、景观园林等方面的研究,E-mail :bjmingwu@sohu.com 。
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发酵温度。 翻堆机在其中一个发酵槽内工作完成 后, 通过平行转移车移至另一个槽内进行工作, 实现有机物料好氧发酵过程。 整个过程完全依靠 太阳能和生物能来降低发酵物料的含水率, 降低 能源消耗。
污泥混合物一次发酵后仍有部分有机物未完全
降 解 , 且 含 有 约 35%左 右 的 水 分 , 需 进 行 陈 化 处 理。 本工艺采用陈化槽处理, 即将发酵腐熟物料转 入陈化槽进行陈化, 适时翻堆, 加快陈化降解和水 分蒸发。 陈化周期 15-20 天, 发酵物料含水率降至 30%以下, 其中一部分作为基质原材料, 另一部分 作为接种剂与鲜料混合进入下一发酵周期继续腐
好氧堆肥通过技术集成、 组装和设置配套, 将 提供一整套利用城市生活污泥资源生产特种植物生 长基质材料和有机无机复合肥料的技术工艺和设 备, 是发展循环经济的典型, 具有代表性的资源节 约型、 环境友好型的废弃物资源化利用产业化示范 工程。
利用污泥好氧发酵产品进行苗木、 花卉、 草坪 等园林植物生产、 园林绿化、 废弃地生态修复、 沙 荒地土地改良、 工程绿化等项目, 可替代草炭土、 膨化鸡粪等有机无机肥料的施用。 从市场需求的发 展趋势分析, 林业施肥呈现很大潜力, 随着政府对 生态环境建设的日趋重视, 封山绿化、 营造人工林 的面积将会继续扩大, 荒漠化土地整治、 盐碱地改 良以及矿山、 采石场开采立面和高速公路路域生态 修复等通过人工土壤改良修复, 促进生态植被恢复 效果具有巨大的潜力。
污泥肥经在大兴县进行冬小麦田间施肥试验, 在北京市农林科学院进行油菜、 玉米盆栽施肥试 验。 试验结果表明, 当冬小麦播种前每公顷施肥量 为 40kg 时, 用 三 种 方 法 生 产 的 四 种 污 泥 肥 (用 人 工堆放发酵生产的污泥有机肥) 都有明显的增产效 果, 增产 33.8~369. 4kg/hm2; 油 菜、 玉米盆栽 试验 的结果与小麦小区试验结果相 似, 油菜增 产 85%~ 101.8%.玉米增产 14.8%~22.1%。 3 产品出路
后发酵可在封闭的反应器内进行, 但在敞开 的场地、 料仓内进行得较多。 此时, 通常采用条堆 或静态堆肥的方式。 后发酵反应缓慢, 发酵期长, 其长短因辅料的种类而异。 如稻草需要一个月, 而 含木质素多的木屑, 则需三个月左右。 由于后发酵 周期长, 用机械装置的发酵槽体积过大, 不够经 济。 通常在水泥地上将主发酵过的堆料堆成 1.5~2m 高, 靠自然通风或翻堆, 以供给空气。 翻堆次数每 周一次。 1.4 后处理
根据该可研报告, 污泥与有机物料经混料机 混合, 由机动翻斗车或皮带机转运到发酵车间发 酵 槽 内 (槽 宽 7m), 按 1.5m 厚 度 堆 积 。 在 发 酵 期 内, 定期开启翻堆机对物料进行翻堆通气& WASTEWATER
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护研究院、 密云县联合承担, 设计、 研制了动态发 酵器, 提出了以污泥动态发酵器为核心的污泥复合 肥新工艺路线, 在国内城市污水处理厂建立了第一 条生产复合肥装置。 1996 年 12 月运行以来, 该设 备状态稳定可靠, 取得了明显的经济效益。
根据密云污水处理厂污泥成分的特点, 通过进 行人工堆放发酵风干, 生产污泥有机肥; 机械发 酵, 生产污泥颗粒肥; 投加化肥, 生产污泥颗粒有 机复合肥 3 种污泥加工制肥方法的实验, 生产了 4 种型号的污泥肥。 实验结果表明, 采用 A、 B 两种 配方, 使用圆盘造粒法生产的污泥有机复合肥, 经 在小麦、 油菜、 玉米等作物上施用, 配方 A (磷酸 _ 链 39.5%, 氯化钾 7. 5%、 发酵污泥 53.5%) 增产 效果最好, 污泥消纳量大, 已被密云复合肥厂采 用, 年产几千吨污泥复合肥。 其生产的工艺流程见 图 2。
房山区现有 6 座污水处理厂, 日处理污水能力 为 9.1 万 m3, 实际处理污 水 5.6 万 m3/d, 年产 污泥 约 1 万吨。 房山区水务局为合理达标处理污泥, 已 于 2010 年 2 月 委托中国农 科 院 农 业 资 源 与 农 业 区 划研究所编制完成了 《房山区污泥集中处理处置中 心工程可研报告》。
解。 房山区污泥处理中心将采用机械化好氧堆肥处
理, 年处理污泥 2 万吨, 所有处理产品用于有机无 机 复 合 肥 生 产 , 可 年 产 有 机 无 机 复 合 肥 1.2 万 吨 。 该工程计划于 2011 年投产。 2.2 北京市密云污水处理厂污泥制肥工程
密云县污水处理厂设计能力 4.5×l04m3/d, 城市 污水污泥生产有机复合肥示范工程由北京市环境保
城市污泥是一种富含有机质、 高氮、 高磷与低 钾的物质, 污泥的农田利用由于既能为作物提供营 养成分、 改良和培肥土壤, 又能大量处理污泥, 所 以近年来污泥农用已逐渐成为一种世界趋势。
表 1 不同种类的污泥营养物质含量范围
污泥类型
总氮
磷
钾
(TN) (按 P2O5 计) (K)
腐殖质
初沉污泥
2.0~3.4
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好氧堆肥工艺在北京城市污泥资源化处理中的应用
余化龙
摘 要 城市污水处理厂大量的投入运行, 污泥处置成为污水处理、 环境整治过程中的新课 题。 据报道, 大部分污水处理厂缺少污泥处置设施, 污泥尚未得到安全处置, 因此必须及时建立污 泥处置的相关法规政策, 来规范污泥的处置, 解决环境问题; 同时, 应完善管网排放户和污泥安全 处置的监管体系, 并逐步推广污泥好氧堆肥资源化利用工艺, 以做到污泥处理无害化、 减量化, 逐 步推进资源化利用。
用机械化好氧堆肥工艺, 一般工艺流程见图 1。
调理剂
回流堆肥
前处理 底料
补充结构 调理剂
主发酵
后发酵
回流结构调理剂
图1
后处理 堆肥产品
1.1 前处理 一般污泥的脱水泥饼含水率高, 呈片状或块
状, 结构紧密, 通气性差; 加消石灰作助凝剂的脱 水污泥 pH 值高, 这样就不能消化发酵。 因此 , 必 须进行含 水率、 pH 值及 粒 度 调 整 等 前 处 理 , 然 后 再利用成品进行接种。
维素、 木质素等还残留里面。 未熟化的堆料施用于 农田, 对植物生长不利。 C/N 比过高的未熟化堆料 施于农田, 由于其进一步分解时会消耗土壤中的 氮, 使土壤处于缺氮状态, 而 C/N 比过低时, 施于 土 壤 中 后 会 进 一 步 分 解 放 出 NH3, 阻 碍 植 物 生 长 。 因此这样的堆料主发酵后还要进行后发酵, 使主发 酵中尚未分解的易降解有机物及难降解有机物进一 步分解, 转化成腐殖质、 有机酸等比较稳定的有机 物, 得到完全熟化的产品。
关键词 好氧堆肥 污泥 资源化 处理产品 应用
一般污水处 理厂产生的 污泥为含水 量在 75%~ 99%不等的固体或流体状物质。 其中固体成分主要 由有机残片、 细菌菌体、 无机颗粒、 胶体及絮凝所 用药剂等组成, 是一种以有机成分为主, 组分复杂 的混合物。 污泥中包含有潜在利用价值的有机质、 氮 (N)、 磷 (P)、 钾 (K) 和各种微量元素, 见表 1。
1.0~3.0
0.1~0.3
33
生物滤池污泥 2.8~3.1
1.0~2.0 0.11~0.8
47
活性污泥 3.5~7.2
3.3~5.0
0.2~0.4
41
1 好氧堆肥工艺流程
根据堆肥化技术的复杂程度, 生活污泥的好氧
发酵模式主要有翻堆条垛式、 强制通风静态垛式、
发酵槽式与简仓式堆肥。 现代化的堆肥生产一般采
熟化后的堆肥很稳定, 基本上没有臭气, 但大 多数形状不一, 用翻斗车装卸不成问题。 但如果出 售, 必进行粒度调整或成分调整, 同时为了保存和 运输方便应装袋。 粒度调整一般用孔 径 l0mm 左右 的振动筛, 过筛的作为成品, 筛余物作含水率调整 和接种回流物。 筛分时添加辅料的堆肥含水率高 (40%~50%), 且还有未完全分解的辅料, 可能使筛 孔堵塞。 成品回流的堆肥含水率低 (30%~35%), 不 会发生堵塞。 包装袋最好用通气性好的材料, 如果 用密封的包装袋, 容易发生厌氧产生臭气。 2 工程实例 2.1 房山区污泥集中处理处置中心工程
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分解物质少, 可不必进行二次发酵, 发酵时间短。 干燥和二次脱水, 一般被认为是成品回流方式
的辅助手段, 目前应用很少, 原因是干燥费用高和 二次脱水机性能没有解决。
(2) pH 值调整 一般的脱水污泥不必进行 pH 值调整, 如 果脱 水时添 加了消石灰 , 则脱水泥 饼的 pH 值 可 达 11~ 13, 不加调整通常不能发酵。 脱水泥饼的 pH 值调 整常用具有 pH 值缓冲能力的成品回流来实现, 并 可与含水率一起调整。 调整后的 pH 值在 10.0~10.5 即可, 对压滤机泥饼 1 体积泥饼加 l 体积回流成品 即可达到目的。 pH 值调整除采用成品回流方式外, 把二氧化碳吹入发酵槽内, 使含二氧化碳的废气在 发酵槽内循环, 也是一种常用的方法。 (3) 粒度调整 污泥和生活垃圾不同, 粒度比较细, 脱水泥 饼呈片状团块, 比较密实, 需要把粒度调整到 1~ 2cm 左右才可以应用。 不过实际上添加辅料或成品 回流混合时, 大都已使泥饼分散达到要求, 因此不 必专门进行粉碎。 但用叶片型和螺旋型混合机进行 混合时形成的堆料还要进行粉碎调整粒度。 1.2 主发酵 将前处理过的脱水泥饼投入发酵装置, 并开始 通气, 由于微生物的作用, 开始好氧发酵, 堆料温 度逐渐上升, 最高可达到 65~75℃。 这 种状态的 持 续时间由通风量决定, 通风量大, 则持续时间短, 通风量小, 持续时间长。 保持一定时间高温后, 温 度开始下降, 逐渐达到常温, 标志主发酵结束。 主 发酵过程中, 主要是脂肪、 蛋白质、 碳水化合物等 生物易降解的物质发生转化, 变成腐殖质和有机酸 等比较稳定的物质。 因此, BOD 明显下降, 改善了 污泥的性能, 消除了恶臭, 同时由于较长时间使堆 料温度保持在 65~75℃, 也杀灭 了致病菌、 虫 卵和 草籽, 卫生状况得到改善, 堆肥撒向农田减少杂草 的生长。 一般主发酵中若采用添加辅料方式, 成品 水 分 为 40% ~50% , 成 品 回 流 方 式 水 分 为 30% ~ 35%。 1.3 后发酵 采用成品回流法一次发酵的堆料即可作为成品 施用于农田。 但采用添加辅料或与生活垃圾混合的 堆料, 经主发酵后, 仍有许多难降解有机物, 如纤