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        廢水治理

        水處理技術中的污泥資源化應用

        來源:建筑學研究前沿   作者:毛睿濤    發布時間: 2018-12-13 11:34   瀏覽:

        水處理技術中的污泥資源化應用

          摘要:目前,水資源短缺已經成為一個全球性問題,世界上許多國家和地區正面臨著嚴重缺水。預計到2025年,世界上缺水人口將增長一倍,40個國家和地區將面臨淡水匱乏。中國目前年用水總量已突破6000億m3,人均水資源量只有2100m3,僅為世界人均水平的28%。中國的水資源形勢可用“危機”兩字形容,而且,隨著人口的增多,對水資源需求的增加,以及水污染、水浪費等問題的存在,未來水資源形勢會更加嚴峻。根據當前水資源短缺的嚴峻形勢,越來越多的企業開始應用綠色技術,盡量減少廢物產生,其中非常重要的一項技術就是水處理技術。
          關鍵詞:水處理技術;污泥資源化;應用
          一、污泥資源化利用現狀
          據相關數據顯示,我國每年產生的大量污泥中,約3000萬t污泥沒有得到妥善安置。以往的處理做法是送往填埋場。目前,對于污泥的處置,以污泥資源化利用為主。我國多數污水處理廠使用年限較長,建設時間較早,同步處理污泥的水平低下。由于國家以及地方的重視,污泥處理已經被納入到污水處理流程,但仍舊面臨著生產和處置不成比例的困境。一方面,污泥處置的成本較高;另一方面,污泥處置技術路線尚不完善。
         
          二、常用的水處理技術
          1、反滲透技術
          反滲透技術主要利用了選擇性半透膜具有選擇性允許離子、微生物、有機物等通過的特性。該技術的原理為,在含有雜質的水中施加比自然滲透壓更大的壓力,使得滲透向反方向進行,水分子流入滲透膜的另一端,分離出清潔的水,從而達到除去雜質的作用。該技術受溫度、酸堿性影響較小,具有較高額脫鹽效率,且成本低廉,缺點在于對水質要求較高。Mondal等采用反滲透技術對采出水進行處理后,用于牲畜飲用和灌溉,取得了良好的效果。
         
          2、離子交換技術
          離子交換處理技術是采用離子交換樹脂實現水中離子的交換,進而達到去除水中雜質的目的。其原理為,先在樹脂中充填鈉離子、氯離子、氫離子等置換離子,當廢水流經樹脂時,水中鈣離子、鈉離子等置換水中鈉離子、氯離子、氫離子進而吸附在樹脂上,降低產出水的鹽度、硬度。該技術水處理的效果主要由水中雜質成分以及產出水再利用的要求決定,一般需要與其他水處理技術結合使用。該技術可去除產出水鹽、硝酸鹽、鐵離子等無機污染物,但不能去除產出水中有機污染物。
         
          3、膜處理技術
          膜處理技術被譽為21世紀水處理技術的關鍵技術,是替代傳統工藝的最佳選擇。膜分離技術的主要原理是以壓力梯度為驅動力,利用特定膜的透過性能分離水中離子、分子和雜質而進行的濾膜機械篩分作用,是膜技術從化工領域向水處理領域發展的結果。
         
          4、電容法離子交換技術
          電容法離子交換技術是采用電化學技術,利用溶液中離子與電極間靜電引力將水中雜質清除。該技術的優點在于:①可實現模塊化操作,無需高壓泵;②利用電荷離子與電極間靜電引力去除雜質,不會產生結垢沉淀物;③無需其他化學添加劑,環保性好;④較易清洗。該技術的缺點在于:對于水中不帶電的雜質無法除去,如非離子型物質,因此在使用電容法離子交換技術時,應事先除去水中的非離子型雜質。
         
          5、化學試劑法
          當廢水中含有大量碳酸氫根時,可在產出水中加入硫酸,去除水中的碳酸氫根離子。但該技術降低了廢水的pH值,無法降低水中的鹽度。
          氯化處理,采用次氯酸作為消毒劑去除水中雜質。該技術可有效去除水中細菌、病毒以及有機物質,還可以去除水中的鐵離子、錳離子等。其通常與紫外光水處理技術結合使用。
          另外,相對于紫外光水處理技術,該技術具有殘余消毒劑效果,即水中殘余有次氯酸,當水處理完成離開水處理設備后,采用紫外光處理過的水極易被污染,而采用氯化處理技術,由于殘余有一定的次氯酸,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,去除水中病原體。
         
          6、蒸餾法
          蒸餾法可除去水中的硝酸鹽、鈉離子、有機物質以及重金屬等,對雜質的去除率達到99%以上。其原理是將水煮沸形成蒸汽,然后冷凝除去水中雜質。若水中雜質與水的沸點相同,則無法除去該雜質。此類雜質主要為一些有機物。目前使用較多的快速噴霧蒸餾技術,是將產出水以霧狀噴出,進而在高溫條件下快速氣化為水蒸氣。
         
          三、污泥資源化應用實例分析
         
          1、案例概述
          以A項目為例,建設面積約為153畝,采取分期建設的方式,總投資約為5.38億元人民幣,完成建設投入運行后,污泥處理能力較高,每日能夠處理400t污泥,創造產值3.996億元。
         
          2、處理技術
          此污泥處理項目中,引用的是干化熱解污泥處理技術,具有較高的自動化水平,可有效回收再利用工業污泥中含有的石油資源,實現油泥資源化和廢棄物循環利用,并且不會產生二次污染物。在處理的過程中,能夠高效殺滅市政污泥中含有的病菌和病原體等,能源回收率能夠達到80%,熱解產品用途較為廣泛。污泥資源化后,主要應用于土壤改良和修路等,也用于移動森林的培養土。
         
          3、污泥利用
          3.1污泥農用
          污泥資源化后,主要應用于農業,能夠有效解決污泥最終剩余物問題,因為污泥中含有的有機物能夠重新進入自然環境。污泥中含有大量的微量元素,比如Cz和Mg等,用于農田可以起到改良土壤結構、提高土壤肥力的作用,促進農作物生長。需要注意的是,將污泥資源化后,用于農業生產,雖然能夠實現水資源高效利用,還能夠減少污泥污染,加速農作物生長,但是過多的污泥,會影響農作物生長。當土壤中含有的金屬成分超量后,會造成土壤污染,不利于農作物生長
         
          3.2用于園林綠化和林地建設
          污泥資源化后,用于花卉和草坪等,不僅能夠遠離食物鏈,還能夠就近消化污泥,最大程度上減少化學肥料的使用。在森林土地上應用,經過一段時間后,林木的高度以及直徑能夠有效增加。但在具體利用的過程中,要做好施用量的把控,保證污泥資源的作用得以充分發揮。
         
          3.3用于建材
          城市污泥中含有大量水泥生產需要的原材料,比如鋁和硅等,因此水處理的過程中,對于污泥的處理,通常會注意到此方面。污泥資源化后,制作成為建材,不僅能夠減少二氧化碳的排放量,還能夠提高污泥利用率,間接保護城市環境。目前,對于污泥的資源化利用,用于建材較為廣泛,利用污泥可以制磚、制纖維板,也可用于鋪路等,獲得了不錯的社會效益,發揮著重要的作用,增加了污泥資源化利用的效益。
         
          3.4環保材料
          水處理技術中的污泥資源化,能夠提取微生物絮凝劑。在實際應用中,能夠去除污水中的懸浮物以及有機物。使用礦化污泥,能夠制備用于回收水表面溢油的吸附劑,效果較好。利用活性污泥,作為粘結劑,把無煙粉煤,加工制作成為型煤。加工生產的過程中,利用污泥,能夠改善型煤內部孔結構,減少灰渣中含有的殘碳,最大程度上利用污泥熱值。未馴化污泥可以制成降解五氯酚的顆粒污泥,經過處理后的污泥,對氯苯和間二氯苯等共存體系,有著不錯的降解作用。
         
          結束語
          綜上所述,在水處理技術中,采用一定的方式,實現污泥物資源,將其應用于各個領域,能夠獲得不錯的效果。污泥資源化后,污泥農用、用于園林綠化和林地建設、用于建材、環保材料,能夠獲得不錯的效益。
         
          原標題:水處理技術中的污泥資源化應用