1、污泥固化影響因素分析
城市污水污泥固化過程中的影響因素很多，本文以水泥滲量、養(yǎng)護(hù)時間為例，就其產(chǎn)生的影響分析如下。
1.1 水泥摻量對城市污水中的污泥固化影響
在污水污泥中加入石灰以及煤灰，其摻入比例為2%、10%，養(yǎng)護(hù)時間為6d。在此過程中，先以無水泥摻入作為對照實驗，固化塊抗壓強(qiáng)度及其COD濃度為66.2kPa與535.3mg/L。以不同比例的水泥摻入作為對照，固化塊抗壓強(qiáng)度與浸出液中的COD濃度對比如下圖所示。
從圖1可知，水泥摻入量不斷增加的同時污泥固化塊的抗壓強(qiáng)度呈上升之勢，從0時的66.2kPa逐漸上升到20%比例時的215.4kPa。而且隨著水泥加入量不斷增加，污泥固化塊的強(qiáng)度逐漸增大。值得一提的是，當(dāng)水泥摻量比從12%開始，污泥固化塊自身的抗壓強(qiáng)度增幅逐漸變小。由此可知，水泥摻量比在12%時，污泥固化塊膠結(jié)趨于穩(wěn)定，水泥摻量適宜。同時，隨著水泥摻量比的不斷增大，浸出液中的COD濃度逐漸降低，從原來的535.3mg/L下降到289.5mg/L，說明水泥添加有利于促進(jìn)城市污水中的污泥結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提高，使其固化。
1.2 養(yǎng)護(hù)時間對城市污水中的污泥固化影響
研究表明，水泥以及煤灰對污水污泥的固化處理效果非常的顯著，養(yǎng)護(hù)天數(shù)達(dá)到7d，此時固化塊自身的抗壓強(qiáng)度可達(dá)到500kPa，固化塊可達(dá)到填埋要求。結(jié)合國內(nèi)城市每天所需接納的污泥情況，在填埋處理基礎(chǔ)之上應(yīng)當(dāng)盡可能減少污泥固化塊養(yǎng)護(hù)時間，養(yǎng)護(hù)天數(shù)可以選擇3天、4天以及6天和7天等，甚至可以達(dá)到8天的養(yǎng)護(hù)時間，并以此為基礎(chǔ)來研究養(yǎng)護(hù)時間對固化塊本身的抗壓強(qiáng)度以及浸出液中的COD含量(濃度)產(chǎn)生的影響。
水泥以及石灰或者煤灰摻入量和比例固定以后，養(yǎng)護(hù)時間不斷增加的同時，污泥固化塊抗壓強(qiáng)度逐漸增大，養(yǎng)護(hù)3d時其強(qiáng)度為142.5kPa，養(yǎng)護(hù)8d時其強(qiáng)度達(dá)到了250.1kPa，由此可見固化塊抗壓強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)時間的不斷延長而呈現(xiàn)出逐漸增大之勢，養(yǎng)護(hù)處理對于污泥固化塊抗壓強(qiáng)度的增大非常有利。養(yǎng)護(hù)時間在4d至6d時，污泥固化塊的強(qiáng)度增幅顯著。超過6d，污泥固化塊強(qiáng)度增幅逐漸變小?？傮w而言，養(yǎng)護(hù)時間控制在6d為宜。
綜合上述兩個影響因素，水泥摻入量不斷增加，直至固化塊穩(wěn)定，水泥摻量對污泥固化塊強(qiáng)度增大以及穩(wěn)定性提高有促進(jìn)作用。隨著養(yǎng)護(hù)時間的不斷增加，浸出液中的COD濃度逐漸下降，養(yǎng)護(hù)天數(shù)與污泥固化塊強(qiáng)度的增強(qiáng)關(guān)系密切，以6d時間最為合適。
2、污泥固化處理方法
基于以上對城市污水中的污泥固化效果影響分析，筆者認(rèn)為實踐中應(yīng)當(dāng)充分考慮污泥固化影響因素，在此基礎(chǔ)上選擇合適的污泥固化處理技術(shù)方法。
2.1 物理處理技術(shù)方法
城市污水處理廠在處理污泥時，可采用的有效方法有很多種，本文以熱處理技術(shù)方法為例進(jìn)行分析。熱處理方法是基于對污泥加熱處理，破壞其中的絮體，促進(jìn)厭氧有機(jī)物水解。具體而言，主要有四個過程，即污泥絮體解體、污泥細(xì)胞破碎以及釋放其中的有機(jī)物、有機(jī)物水解、美拉德反應(yīng)。其中，有機(jī)物水解過程中需要的溫度相對較高，同時固體物溶解、絮體破碎以及有機(jī)物水解是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。就加熱預(yù)處理后的污泥而已，較之于直接采用厭氧消化方式進(jìn)行處理所需的時間要短，而且甲烷產(chǎn)生效率更高。通過對剩余污水中的污泥厭氧消化之前進(jìn)行熱水解，隨著溫度的不斷升高，其水解速率和程度均隨之提高，而且容易厭氧消化。值得一提的是，在此過程中并非溫度越高效果就越好，當(dāng)水解溫度升高至200℃時，就會美拉德反應(yīng)，即水解還原糖的氨基酸以及醛基，并且生成降解難度較大的褐色多聚氮。雖然熱水解可促進(jìn)厭氧消化，但是溫度過高會產(chǎn)生難以降解的產(chǎn)物，而且該種物質(zhì)在某種程度上會對厭氧消化產(chǎn)生抑制作用，該種技術(shù)方法在剩余污泥固化處理過程中應(yīng)用效果非常的顯著。
2.2 化學(xué)處理技術(shù)方法
污泥固化處理過程中還可以采用化學(xué)處理法，其中臭氧氧化法最為典型。臭氧是常見的一種氧化劑，而且已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在污泥處理之中，其能量消耗比較少，裂解細(xì)胞能力非常的強(qiáng)，可有效殺滅污泥中的活性微生物，氧化細(xì)胞并釋放有機(jī)質(zhì)。污泥經(jīng)臭氧氧化，胞外聚合物以及細(xì)胞壁、細(xì)胞膜等被臭氧氧化成微小的分子物質(zhì)，其構(gòu)造受損導(dǎo)致新陳代謝難以進(jìn)行，繼而穿透細(xì)胞膜將膜內(nèi)脂蛋白以及脂多糖破壞掉，以此來改變污泥微生物細(xì)胞通透性，最終使微生物溶解、死亡。臭氧氧化法與厭氧消化法結(jié)合使用，可有效解決城市污水廠污泥固化問題，通過臭氧預(yù)處理將污泥破碎掉，然后釋放大量的細(xì)胞質(zhì)，從而使污泥水解加速和提高厭氧反應(yīng)速率。值得一提的是，臭氧投入量不斷提高，污泥會逐漸減量。當(dāng)投入量足夠時，其減量效果就會不明顯，甚至出現(xiàn)負(fù)效果。臭氧濃度不變的情況下，隨著污泥濃度的增加，其中的蛋白質(zhì)溶出率逐漸增多。臭氧氧化方法的應(yīng)用，較之于其他方法，比如超聲波法破解以及熱處理技術(shù)方法等，破解污泥的能力更強(qiáng)，而且與臭氧氧化技術(shù)結(jié)合使用，可減少污泥處理排放量。
2.3 生物處理工藝
污泥固化處理過程中的生物處理技術(shù)方法中，最為典型的是厭氧流化床技術(shù)工藝。對于厭氧流化床方法而言，其作為獨特的厭氧消化系統(tǒng)，實際上也是一種高效生物膜處理法。其以火山巖顆粒以及活性炭顆粒等作為載體，厭氧微生物基于膜的形式結(jié)在火山巖表面，利用流態(tài)化技術(shù)手段使污水呈現(xiàn)出流化狀態(tài)。其中的微生物與有機(jī)物接觸并吸附在一起，可以分解有機(jī)物，達(dá)到有效處理之目的。
3、結(jié)束語
總而言之，隨著污泥處置問題的日漸突出，實踐中應(yīng)當(dāng)根據(jù)城市污水處理廠的污泥情況，合理選擇污泥處理技術(shù)和方法，對污泥進(jìn)行有效的固化處理。( >
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