SBR池生化污泥的综合利用研究_陈炜.pdf

氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月作者简介：陈 炜（），男，助理工程师，主要从事煤化工水处理工作；池生化污泥的综合利用研究陈 炜，李航天（陕西长青能源化工有限公司，陕西凤翔）摘 要：污水池产生的生化污泥由叠螺式脱水机脱水处理后外运填埋，存在着环境污染、处置费用高及资源浪费等问题。对生化污泥的成分、含水率及热值进行分析，提出将未脱水的生化污泥添加至棒磨机与气化原料煤混合制备水煤浆。结果表明：水煤浆内添加生化污泥可利用其黏性提高水煤浆的黏度，有利于水煤浆的输送并降低用水量；少量的生化污泥对水煤浆浓度无影响，污泥煤浆经气化炉燃烧后煤气组分无较大变化，煤渣排出正常，取得明显的环保效益和经济效益，可创造年综合效益 万元。关键词：生化污泥；添加；水煤浆；浓度 中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：陕西长青能源化工有限公司（简称长青能化）一期 万 甲醇项目于 年 月建成并投产。公司污水主要分为生产污水和生活污水两部分。污染物主要来自气化渣水系统产生的污水，该废水内氨氮、有机污染物、无机颗粒含量较高。污水处理站将废水经预处理、序批式活性污泥法（）工艺及曝气生物滤池深度处理后流入回用水站，其中 工段内每年产生约 生化污泥，属一般固废物，该污泥含有刺激性气味，大量污泥留置在厂区后其有害成分随渗滤液进入地下水造成污染，若不对其进行有效处理将会造成严重的环境污染后果。因此，采取将生化污泥掺入水煤浆的技改措施，以杜绝污染环境的现象，降低生产成本。生化污泥的来源和特性 来源长青能化生化污泥主要来自气浮装置、反应池及混凝沉淀池。污水处理工艺中预处理工段溶气气浮装置的工作原理为将大量空气溶于水中，形成溶气水，作为工作介质，通过释放器骤然减压快速释放，产生大量微细气泡黏附于经过混凝反应后废水中的“矾花”上，使絮体上浮，从而迅速地除去水中的污染物质，产生的污泥通过排泥管进入污泥池。生化处理阶段 池是污水处理部分的主体单元，其利用微生物分解水中有机物和氨氮。池按预先设定的程序自动运行，天 个周期，每个反应周期 ，分别为进水、反应 、沉淀、排水，好氧与厌氧交替运行，自动实现硝化和反硝化在同一构筑物中。原水中碱度和碳源较少，不能满足生化反应的要求。因此，在进水阶段需要投加碱，以补充硝化反应所需碱度；在缺氧反应阶段投加甲醇，以补充反硝化所需碳源。由于生物新陈代谢，产生大量的污泥，因此为满足污水处理的污泥浓度，需要排出一部分污泥至污泥池；在深度处理阶段，将曝气生物滤池出口产生的残留悬浮物通入混凝沉淀池并加入混凝剂，充分混合、沉淀后形成污泥。沉淀池设计采用斜板沉淀池，污泥通过重力沉降至池底，定期由排泥泵排至污泥浓缩池。去除有机物的基本原理为有机物在微生物的作用下，分解为简单无机物，运用人工方法为其创造更适宜的生活繁殖环境。去除有机物的过程为进水、好氧曝气搅拌、厌氧搅拌、静置沉淀、排放。在处理的过程中，利用好氧、厌氧微生物吸收有机物和分解氨氮。好氧曝气时，在好氧微生物、亚硝酸菌、硝酸菌的作用下，有机物分解，同时发生硝化反应：好氧微生物 （）亚硝酸菌 （）氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月硝酸菌（）厌氧搅拌时，发生脱氮反应：（）（）综合可得：（）特性污水处理产生的生化污泥主要以泥浆的形式存在，污泥质量浓度为 左右，呈黄褐色，具有泥土霉湿味，无明显恶臭味，其特性参数见表。表 生化污泥特性参数项目数值发热量（）有机质质量分数 污泥质量浓度（）生化污泥利用方案 改造思路生化污泥常采用填埋的处理方式，生化污泥经硝化脱水处理后，其有机物含量和体积减少，性能稳定，采用运输车将其运输至垃圾填埋场填埋处置。由于脱水污泥含水率较大，因此在填埋时需要采取污水污泥防渗和卫生等措施，处置成本较大。根据污水工段和气化装置的实际工况，将生化污泥添加至棒磨机中；污泥以 的体积流量掺入气化棒磨机中与原料煤混合制成煤浆后，由高压煤浆泵将水煤浆输送至气化炉，在气化炉内高温、高压的条件下进行部分氧化反应。生化污泥中的有机物反应生成以、为主的水煤气，而无机物和重金属随气化渣排出，气化渣成分无明显变化，外运综合处置。工艺流程生化污泥综合利用工艺流程见图。生化污泥在污泥螺杆泵作用下输送到气化装置，定量持续添加至棒磨机内，污泥、原料煤、水等在棒磨机内充分搅拌混合均匀后，经煤浆管道进入气化炉与氧气在约 、条件下进行部分氧化反应，生成的灰渣经锁斗系统排入渣池，水煤气经洗涤处理后送入变换工段。煤储仓除尘器；煤仓；氮气炮；单层棒条闸门；煤称重给料机；磨煤机。图 生化污泥综合利用工艺流程氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月 综合效益 技术改造效果 设备运行方面改造前污泥叠螺式脱水机运行不稳定，挡泥板磨损较为严重，经常需要调整挡泥板，脱水率不达标，且每次检修时间长，影响污水系统的排泥，导致系统需要减负荷运行。自 年 月改造后，设备运行时间减少，设备运行状况良好，节约设备损耗和维修费用，降低人工成本，解决了污泥脱水率不达标等问题。生产运行方面生化污泥占地面积较大，使消耗药剂的运行成本增加。使用污泥掺烧技术后，污泥浓度保持在最佳运行浓度；根据气化装置污泥需求量，随时调整污泥流量，提高了工作效率，降低了污泥处置成本，减少污水处理负荷和处理药剂。同时，气化燃烧产生的污泥水煤浆灰渣可用来制砖和水泥等，污泥中的重金属掺烧后，减少了灰渣中重金属的排放量。成本运营方面将污水处理每天产生的 污泥加入棒磨机制备水煤浆，减少了原料煤和水的用量，生产运行中发现生化污泥处理的用电量是制取水煤浆用电量的 倍，且无需添加聚丙烯酰胺（）药剂、无需污泥外运填埋药剂，达到高效无害化处理污泥、资源综合利用的目的。经济效益污水处理工段配置 台叠螺式脱水机，年正常运行时间为 ，检修时间为 ，电单价为 元（），每台叠螺式脱水机耗电量为 ，则每年节省电费 万元；每年叠螺式脱泥机检修，每天需要 药剂，药剂价格为 元，则每年节省药剂成本 万元；生活污泥处置费用每月为 元，每月脱水污泥，则每年节省处置费用为 万元。技术改造投资费用包括污水处理至气化棒磨机管道材料费用 元，人工施工费用 元，则此 次 技 术 改 造 创 造 年 综 合 经 济 效 益 约 为 万元。结语将生化污泥添加至棒磨机制成水煤浆掺烧至气化炉的技术改造，使污泥得到了资源化综合利用，做到无害化合理处置，减少环境污染，节约大量生产成本，满足生产工艺需求，每年可产生约 万元的经济效益，实现环保达标和生产运行达标双赢的目的。参考文献 李伟东，李明，李伟锋，等 改性污泥与无烟煤成浆性的研究 燃料化学学报，（）：张凡阳 城镇污水处理厂的能耗分析及节能降耗措施化工管理，（）：，房井新，汪文生，张仁鹏 浅谈城市污水厂污泥的处置 中国资源综合利用，（）：中华人民共和国建设部 城市污水处理厂污泥检验方法：北京：中国标准出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部 城镇污水处理厂污泥处理技术规程：北京：中国建筑工业出版社，（收稿日期）欢迎订阅 年 肥料与健康肥料与健康杂志是经国家新闻出版署批准，由上海化工研究院有限公司主办的学术期刊，国内统一连续出版物号 ，国际标准连续出版物号 。办刊宗旨：介绍肥料行业新发展、新技术、新成果，搭建学术交流平台，促进肥料、环境、安全的技术融合和进步，为促进肥料行业发展服务。肥料与健康杂志着眼高质量发展、绿色发展的核心要求，依托上海化工研究院有限公司这一优质品牌及国家化肥质量监督检验中心（上海）、全国肥料和土壤调理剂标准化技术委员会等专业技术优势，引导肥料产业技术创新方向，促进肥料行业安全、环保、健康的技术融合与进步，形成产学研政共同合作的服务平台，为实现绿色、美好农业以及满足人民群众对美好生活的追求而贡献力量，可供肥料研发、生产、流通、施用、环境研究、医学健康等领域的专业技术人员、高等院校师生以及各级行政管理部门的管理人员参考。肥料与健康为双月刊，大 开，页，国内外公开发行，每期定价 元，全年定价 元。全国各地邮政局可以办理 年肥料与健康杂志征订工作，邮发代号，请广大读者前往当地就近邮政局办理订阅手续，也可以直接向本刊编辑部订阅。联系地址：上海市云岭东路 号 邮政编码：联系电话：（）、肥料与健康编辑部