污泥炭化工艺在城镇污水处理厂的设计特点解析

广州市某全地下污水处理厂土建规模10万m^(3)/d,设备安装规模5万m^(3)/d,污泥处理规模35 t/d(80%含水率)。污泥采用板框脱水+一体化连续干化炭化工艺,含水率从98%降到5%,实现了污泥处理厂内极度减量化。污泥经炭化过程形成比表面积大、富含氮磷钾等营养元素和稳定热值的生物炭,资源化用途广泛。经测算,污泥处理处置全流程直接运行成本约234~295元/t湿泥,可为其他污泥项目的建设实施提供设计参考。

污泥炭化处理技术综述

随着我国近年来污泥产量的迅速增加,污泥炭化技术逐渐步入了公众的视线。污泥炭化技术可以实现污泥处理的稳定化、无害化、减量化、资源化,是目前污泥处理的新技术。本文主要介绍了污泥炭化技术的几种类型、主要原理及其优势。综述了目前国内外污泥处理研究进展。归纳污泥生成的再生碳二次利用方向,最后提出了该项技术的研究展望。

污泥炭化处置技术比较分析

以在国内已有应用实例的国外先进污泥炭化处置技术为对象,按换热方式分类,分别对内热式、混合式、外热式（间接利用）和外热式（直接利用）等工艺进行分析。建议污泥炭化处置技术应进行连续进泥、污泥与热源的间接接触、热源直接加热污泥而无需中间换热、净化尾气集中焚烧处理。指出降低脱水污泥的含水率可大幅度地降低运营成本,对尾气净化废水进行净化处理可减少环境污染。

H_(2)O_(2)氧化对不同温度制备的污泥炭特性及重金属的影响

为探究污泥炭的生态风险,利用H_(2)O_(2)氧化模拟污泥炭的化学老化过程,探究不同浓度的H_(2)O_(2)对污泥炭理化性质及其重金属(Cr、Ni、Pb、Zn)总量和形态变化的影响,并利用风险评价指数法(RAC)对污泥炭中这4种重金属的生态风险进行评价。结果表明,随着H_(2)O_(2)浓度升高,污泥炭含C量总体下降,含O量总体上升,H/C比总体增大,芳香度降低。低浓度的H_(2)O_(2)(体积分数5%)氧化使得400℃制备的污泥炭比表面积降低,600、800℃制备的污泥炭比表面积增大,高浓度的H_(2)O_(2)(体积分数20%)氧化与之结果相反。与原污泥相比,热解后各重金属均富集在污泥炭中,BCR分级提取后发现,污泥炭中重金属生物有效态占比显著降低,且600、800℃制备的污泥炭重金属形态更不易受H_(2)O_(2)氧化影响。结合RAC分析,当热解温度为600℃时,污泥炭中4种重金属的生态风险最低,可为污泥的资源化安全利用提供参考。

炭化污泥吸附剂对Pb^(2+)的吸附试验研究

利用污水处理厂的脱水污泥,采用ZnCl2化学活化热解炭化法制备炭化污泥吸附剂。研究了炭化污泥吸附剂去除水溶液中Pb2+的效果。通过正交试验确定最佳试验参数,试验结果表明,在炭化污泥吸附剂吸附时间为1h,溶液pH值为5.0,炭化污泥吸附剂用量为5g/L时,处理含Pb2+的质量浓度为40mg/L的废水,Pb2+的平均去除率为42.31%,炭化污泥吸附剂的平均吸附容量为2.94mg/g。实际应用中炭化污泥吸附剂可以用于处理低浓度含Pb2+废水,当然为了达到较好的去除效果,炭化污泥吸附剂用量一般不能低于20g/L。

炭化生活污水污泥对酸化红壤的改良效果

从南京市、马鞍山市和丹阳市的3个污水处理厂采集污泥,在500℃下热解制备炭化污泥,测定了污泥和炭化污泥的性质和重金属含量,研究了污泥和炭化污泥对酸性红壤改良效果,并探讨了炭化污泥中重金属的环境风险。结果表明,污泥和炭化污泥中含有一定量的碱,添加炭化污泥可提高红壤的p H和交换性钙、镁和钾含量,降低土壤交换性铝和交换性H+含量。但污泥中大量铵态氮的硝化作用释放质子,抵消了污泥对红壤酸度的改良作用。添加污泥和炭化污泥提高了土壤有机碳、有效磷和速效钾的含量,提高了土壤肥力。污泥炭化后重金属含量有所增加,但大部分重金属的有效态含量下降,说明热解过程可以降低部分有毒重金属的活性。与对照相比,添加炭化污泥会增加土壤中部分重金属有效态含量,特别是有效态锌含量显著增加,因此炭化污泥农业利用存在一定的环境风险。建议将炭化污泥用于酸化的森林红壤的改良。

炭化活性污泥深度污水处理试验研究

以产自日本巴工业株式会社的炭化活性污泥为研究对象,考察了该炭化活性污泥与氯化铁复合使用时对污水深度处理的絮凝吸附效果,并研究了各因素对试验的影响情况。结果表明,在pH值为9,投入15 mg/L氯化铁,200 r/min搅拌1.5 min,再投5 g/L炭化活性污泥,60 r/min搅拌15 min,水样静置30min的条件下,该复合絮凝剂能使水样出水水质中COD、TP达到一级A标准,平均浊度去除率达90%以上,NH3-N平均去除率为25.07%。

污水厂污泥常见处理处置工艺比选及炭化工艺设计

以合肥市某污水处理厂污泥为原料,比选污泥处理工艺,选用污泥炭化技术作为脱水后污水污泥处理处置方法,污泥炭化系统主要由进泥系统、热干化处理系统、热源供应系统、烟气处理系统、污泥炭化处理系统及其他辅助系统等。文章总结了规模为75 t/d,污泥进料含水率为60%,炭化处理最终产物做园林绿化土壤改良的设计工艺及成本。

污水处理厂高标准排放提标改造及污泥工艺优化

肥东县污水处理厂一、二、三期总计设计规模10万吨/日,其中一期2.5万吨/日,二期2.5万吨/日,三期5万吨/日,设计出水标准严于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,其中总磷、总氮、氨氮、化学需氧量4 项指标浓度值分别不高于0.3mg/L、10mg/L、2.5mg/L 和30mg/L。核心处理工艺为倒伞表面曝气的卡鲁赛尔氧化沟工艺,深度处理采用斜板沉淀池+反硝化滤池+滤池+次氯酸钠消毒工艺,污泥处理方法为高干压榨脱水。2018年7月合肥市开始执行《巢湖流域城镇污水处理厂和工业行业主要水污染物排放限值》(DB34/2710-2016)标准,其中氨氮指标浓度为严于2.0mg/L,总氮严于10 mg/L。为此,2018年该厂进行了底曝技改优化提标改造;2021年新增极限除磷工艺设施及污泥炭化项目等,目前运行效果良好,出水水质稳定达标排放,取得很好的环境效益。

炭化活性污泥物理参数分析及安全性研究

以产自日本巴工业株式会社的炭化活性污泥为研究对象,考察了该炭化活性污泥的物理特征参数,并对其用于污水处理的安全性进行了检验。结果表明,该炭化活性污泥的比表面积为140 m2/g,以中、大孔空隙为主,碳元素含量占42.3%,具有吸附剂的特征;同时,炭化活性污泥在水体中不存在重金属污染现象,水洗烘干后的炭化活性污泥在水体中的污染物释放量远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准,可用于生活污水的吸附处理。

污泥减量技术的研究及其应用

近年来,环境保护受到世界范围内的广泛关注,生态安全问题是当今世界各国都面临的国家安全乃至全球安全的新挑战。污泥减量目前是环境保护中的热点问题,如何有效地进行污泥减量,改进污泥减量技术对生态环境的保护具有重要意义。通过改进污泥减量的相关设备能够促进污泥减量的有效进行,能够极大地减少污泥的产量,同时提升污泥的有效利用率,起到变废为宝、保护环境的作用。本文介绍三种新型的污泥减量技术的相关设备,同时探讨了目前污泥减量的现状以及未来的发展趋势。

炭化污泥吸附染料的性能及其在处理印染废水中的应用

采用等温吸附实验,比较研究了活性炭和炭化污泥染料吸附特性。结果表明,活性炭和炭化污泥对次甲基蓝、酸性大红GR、碱性紫3种染料的等温(25±2℃)吸附曲线可用Langmuir或Freundlich方程来描述,回归系数为0.94～0.99,达到极显著水平(P<0.01)。根据Langmuir方程计算得出,炭化污泥对次甲基蓝、酸性大红GR、碱性紫3种染料的最大吸附量分别为15.72、19.42和10.24 mg/g,活性炭对3种染料的最大吸附量分别为22.47、36.36和11.30 mg/g;炭化污泥对3种染料的最大吸附量分别可以达到活性炭最大吸附量的69.96%、53.41%和90.62%。根据Freundlich方程计算结果,N值均大于1,表明炭化污泥和活性炭对次甲基蓝、酸性大红GR、碱性紫3种染料为优惠型吸附。印染废水脱色实验结果表明,炭化污泥的实际脱色效果与活性炭没有明显差异,说明炭化污泥可替代活性炭处理印染废水。

炭化污泥与煤合成型煤的试验与研究

针对目前污泥处理过程中存在的诸多缺陷 ,首次提出将脱水污泥炭化后 ,与煤掺合制做民用型煤的设想和方法。此法不致形成二次污染 ,能源可重复使用 ,并有较高的经济效益。

污泥中温炭化技术实例分析

无为市污泥处理工程 2017 年建成投产,该工程使用污泥高干脱水+中温炭化处置技术,设计处理规模 50 吨 / 天,将无为污水处理厂和城东污水处理厂 80% ~99% 污泥转化成含水率 3% 以下,外观类似活性炭的黑色颗粒状污泥基生物炭,经济、高效地解决了无为市污泥处置难题。

Biochar:An Emerging Panacea for Remediation of Soil Contaminants from Mining,Industry and Sewage Wastes

Mine tailings, waste rock piles, acid mine drainage, industrial wastewater, and sewage sludge have contaminated a vast area of cultivable and fallow lands, with a consequence of deterioration of soil and water quality and watercourses due to the erosion of contaminated soils for absence of vegetative cover. High concentrations of toxic elements, organic contaminants, acidic soils, and harsh climatic conditions have made it difficult to re-establish vegetation and produce crops there. Recently, a significant body of work has focussed on the suitability and potentiality of biochar as a soil remediation tool that increases seed emergence, soil and crop productivity, above ground biomass, and vegetation cover on mine tailings, waste rock piles, and industrial and sewage waste- contaminated soils by increasing soil nutrients and water-holding capacity, amelioration of soil acidity, and stimulation of microbial diversity and functions. This review addresses： i） the functional properties of biochar, and microbial cycling of nutrients in soil; ii） bioremediation, especially phytoremediation of mine railings, industrial waste, sewage sludge, and contaminated soil using biochar; iii） impact of biochar on reduction of acid production, acid mine drainage treatment, and geochemical dynamics in mine railings; and iv） treatment of metal and organic contaminants in soils using biochar, and restoration of degraded land.