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废水治理

水处理技术中的污泥资源化应用

来源:建筑学研究前沿   作者:毛睿涛    发布时间: 2018-12-13 11:34   浏览:

水处理技术中的污泥资源化应用

  摘要:目前,水资源短缺已经成为一个全球性问题,世界上许多国家和地区正面临着严重缺水。预计到2025年,世界上缺水人口将增长一倍,40个国家和地区将面临淡水匮乏。中国目前年用水总量已突破6000亿m3,人均水资源量只有2100m3,仅为世界人均水平的28%。中国的水资源形势可用“危机”两字形容,而且,随着人口的增多,对水资源需求的增加,以及水污染、水浪费等问题的存在,未来水资源形势会更加严峻。根据当前水资源短缺的严峻形势,越来越多的企业开始应用绿色技术,尽量减少废物产生,其中非常重要的一项技术就是水处理技术。
  关键词:水处理技术;污泥资源化;应用
  一、污泥资源化利用现状
  据相关数据显示,我国每年产生的大量污泥中,约3000万t污泥没有得到妥善安置。以往的处理做法是送往填埋场。目前,对于污泥的处置,以污泥资源化利用为主。我国多数污水处理厂使用年限较长,建设时间较早,同步处理污泥的水平低下。由于国家以及地方的重视,污泥处理已经被纳入到污水处理流程,但仍旧面临着生产和处置不成比例的困境。一方面,污泥处置的成本较高;另一方面,污泥处置技术路线尚不完善。
 
  二、常用的水处理技术
  1、反渗透技术
  反渗透技术主要利用了选择性半透膜具有选择性允许离子、微生物、有机物等通过的特性。该技术的原理为,在含有杂质的水中施加比自然渗透压更大的压力,使得渗透向反方向进行,水分子流入渗透膜的另一端,分离出清洁的水,从而达到除去杂质的作用。该技术受温度、酸碱性影响较小,具有较高额脱盐效率,且成本低廉,缺点在于对水质要求较高。Mondal等采用反渗透技术对采出水进行处理后,用于牲畜饮用和灌溉,取得了良好的效果。
 
  2、离子交换技术
  离子交换处理技术是采用离子交换树脂实现水中离子的交换,进而达到去除水中杂质的目的。其原理为,先在树脂中充填钠离子、氯离子、氢离子等置换离子,当废水流经树脂时,水中钙离子、钠离子等置换水中钠离子、氯离子、氢离子进而吸附在树脂上,降低产出水的盐度、硬度。该技术水处理的效果主要由水中杂质成分以及产出水再利用的要求决定,一般需要与其他水处理技术结合使用。该技术可去除产出水盐、硝酸盐、铁离子等无机污染物,但不能去除产出水中有机污染物。
 
  3、膜处理技术
  膜处理技术被誉为21世纪水处理技术的关键技术,是替代传统工艺的最佳选择。膜分离技术的主要原理是以压力梯度为驱动力,利用特定膜的透过性能分离水中离子、分子和杂质而进行的滤膜机械筛分作用,是膜技术从化工领域向水处理领域发展的结果。
 
  4、电容法离子交换技术
  电容法离子交换技术是采用电化学技术,利用溶液中离子与电极间静电引力将水中杂质清除。该技术的优点在于:①可实现模块化操作,无需高压泵;②利用电荷离子与电极间静电引力去除杂质,不会产生结垢沉淀物;③无需其他化学添加剂,环保性好;④较易清洗。该技术的缺点在于:对于水中不带电的杂质无法除去,如非离子型物质,因此在使用电容法离子交换技术时,应事先除去水中的非离子型杂质。
 
  5、化学试剂法
  当废水中含有大量碳酸氢根时,可在产出水中加入硫酸,去除水中的碳酸氢根离子。但该技术降低了废水的pH值,无法降低水中的盐度。
  氯化处理,采用次氯酸作为消毒剂去除水中杂质。该技术可有效去除水中细菌、病毒以及有机物质,还可以去除水中的铁离子、锰离子等。其通常与紫外光水处理技术结合使用。
  另外,相对于紫外光水处理技术,该技术具有残余消毒剂效果,即水中残余有次氯酸,当水处理完成离开水处理设备后,采用紫外光处理过的水极易被污染,而采用氯化处理技术,由于残余有一定的次氯酸,可以在一定程度上避免水的二次污染。另外,也可在水中加入碘,去除水中病原体。
 
  6、蒸馏法
  蒸馏法可除去水中的硝酸盐、钠离子、有机物质以及重金属等,对杂质的去除率达到99%以上。其原理是将水煮沸形成蒸汽,然后冷凝除去水中杂质。若水中杂质与水的沸点相同,则无法除去该杂质。此类杂质主要为一些有机物。目前使用较多的快速喷雾蒸馏技术,是将产出水以雾状喷出,进而在高温条件下快速气化为水蒸气。
 
  三、污泥资源化应用实例分析
 
  1、案例概述
  以A项目为例,建设面积约为153亩,采取分期建设的方式,总投资约为5.38亿元人民币,完成建设投入运行后,污泥处理能力较高,每日能够处理400t污泥,创造产值3.996亿元。
 
  2、处理技术
  此污泥处理项目中,引用的是干化热解污泥处理技术,具有较高的自动化水平,可有效回收再利用工业污泥中含有的石油资源,实现油泥资源化和废弃物循环利用,并且不会产生二次污染物。在处理的过程中,能够高效杀灭市政污泥中含有的病菌和病原体等,能源回收率能够达到80%,热解产品用途较为广泛。污泥资源化后,主要应用于土壤改良和修路等,也用于移动森林的培养土。
 
  3、污泥利用
  3.1污泥农用
  污泥资源化后,主要应用于农业,能够有效解决污泥最终剩余物问题,因为污泥中含有的有机物能够重新进入自然环境。污泥中含有大量的微量元素,比如Cz和Mg等,用于农田可以起到改良土壤结构、提高土壤肥力的作用,促进农作物生长。需要注意的是,将污泥资源化后,用于农业生产,虽然能够实现水资源高效利用,还能够减少污泥污染,加速农作物生长,但是过多的污泥,会影响农作物生长。当土壤中含有的金属成分超量后,会造成土壤污染,不利于农作物生长
 
  3.2用于园林绿化和林地建设
  污泥资源化后,用于花卉和草坪等,不仅能够远离食物链,还能够就近消化污泥,最大程度上减少化学肥料的使用。在森林土地上应用,经过一段时间后,林木的高度以及直径能够有效增加。但在具体利用的过程中,要做好施用量的把控,保证污泥资源的作用得以充分发挥。
 
  3.3用于建材
  城市污泥中含有大量水泥生产需要的原材料,比如铝和硅等,因此水处理的过程中,对于污泥的处理,通常会注意到此方面。污泥资源化后,制作成为建材,不仅能够减少二氧化碳的排放量,还能够提高污泥利用率,间接保护城市环境。目前,对于污泥的资源化利用,用于建材较为广泛,利用污泥可以制砖、制纤维板,也可用于铺路等,获得了不错的社会效益,发挥着重要的作用,增加了污泥资源化利用的效益。
 
  3.4环保材料
  水处理技术中的污泥资源化,能够提取微生物絮凝剂。在实际应用中,能够去除污水中的悬浮物以及有机物。使用矿化污泥,能够制备用于回收水表面溢油的吸附剂,效果较好。利用活性污泥,作为粘结剂,把无烟粉煤,加工制作成为型煤。加工生产的过程中,利用污泥,能够改善型煤内部孔结构,减少灰渣中含有的残碳,最大程度上利用污泥热值。未驯化污泥可以制成降解五氯酚的颗粒污泥,经过处理后的污泥,对氯苯和间二氯苯等共存体系,有着不错的降解作用。
 
  结束语
  综上所述,在水处理技术中,采用一定的方式,实现污泥物资源,将其应用于各个领域,能够获得不错的效果。污泥资源化后,污泥农用、用于园林绿化和林地建设、用于建材、环保材料,能够获得不错的效益。
 
  原标题:水处理技术中的污泥资源化应用