市政和工业废水处理厂的经理都知道,处理污泥占运营成本的大部分。这些成本可能占工厂总成本的40%至60%,具体取决于工厂的规模和初始废水的特性。
传统的处置方式,包括将污泥送到填埋场或在农业应用中重新用作肥料,正在变得越来越不可行。就像垃圾填埋场要收取更高的费用,或者由于法规更加严格而完全拒绝有机材料一样,运输成本也随之增加。尽管几代农民依靠营养丰富的污泥作为一种廉价(或在某些情况下是免费的)补充耕地的方法,但从欧洲到美国的卫生管理者越来越关注食物中污染物吸收对健康的潜在负面影响。这不仅给农民带来了问题,也给处理厂的管理者带来了问题,他们依靠污泥-化肥的方式来避免处置费。
每个废水处理厂都需要量身定制的系统
为给定工厂制定最佳污泥管理系统时,没有灵丹妙药。旨在减少挥发性固体含量的污泥消化方法包括化学,生物或热过程,其选择取决于给水的特性,处理后的污泥的最终用途以及成本和效率。当减少污泥本身的体积时,污泥处置成本将降到最低,因此最佳技术将以可靠,低维护和经济高效的方式实现污泥体积的减少。
减少污泥量是一个多步骤的过程
整个污泥管理系统将包括污泥筛选,增稠,脱水,干燥以及处置和/或再利用。在过程的每个步骤中,工厂经理都面临着多种选择,以利用技术来实现其最终目标。在每个步骤中选择的解决方案必须权衡效率,性能和可靠性以及成本和技术方面的考虑。
污泥筛分可以过滤掉碎屑并保护系统。
在污泥可以进入需氧或厌氧消化之前,有必要清除任何“干扰性固体”,例如头发,纤维,塑料和其他粗物质。此步骤可防止在后续处理阶段中发生的任何设备损坏中断。用于污泥筛分的技术可以包括螺旋压榨机,筛分压榨机和精细筛分设备。
污泥浓缩可将污泥量减少多达90%
污泥增稠先于污泥消化和稳定,并减少污泥中的游离水含量,使生物固体含量在5%至10%之间。最初的水量减少使得污泥消化器更小,更具成本效益。污泥增稠的常用方法包括圆盘增稠器,螺杆增稠器和滤带。每个选项都有其优势,并根据工厂和污泥的独特情况进行选择。盘式增稠器结构紧凑,其设计非常适合小尺寸场景。滤床适用于沉降性较低的污泥,而螺杆增稠剂由不锈钢制成,可实现完美的表面处理和耐腐蚀性。在所有情况下,均应权衡用水,用电和维护需求与成本和给水适用性之间的关系。
污泥脱水进一步减少了水含量和体积
消化之前或之后发生的污泥脱水进一步降低了污泥的游离水含量,导致固体含量在20%至80%之间。脱水的目的是产生具有最小可能的固体含量的液体流和具有最小可能的水含量的固体产物。污泥脱水的常用方法包括螺旋压榨机,带式压滤机和离心机。在这些选项中进行选择时,考虑的因素将包括输入污泥是生的还是已消化的,是否经过增稠处理以及最终采用的处置方法(垃圾填埋,能源再利用,农业等)。最佳技术将被设计来处理各种污泥质量,维护需求,对粗料的敏感性,并针对功率和水消耗进行优化。
污泥干燥产生更干燥,更轻的生物固体产品
尽管脱水污泥适用于农业应用,但使用污泥作为肥料的限制日益严格,导致运输和垃圾填埋处理成为替代选择。由于污泥量会影响运输和处置成本,因此,获得既干燥又颗粒状的经过消毒的生物固体产品将大大降低这些成本。最终的干燥产品是通过太阳能主动式干燥机或带式干燥机进行污泥干燥而实现的,其中可以减少80%的体积并减少90%的重量。选择带式干燥机时,必须考虑到平衡污泥干燥所需的电热输入与废热利用的成本和环境可持续性之间的平衡。利用太阳能来干燥污泥的太阳能干燥机提供了一种环保的替代方案。
干燥的生物固体更易于处置,可以转化为可再生能源
。干燥的污泥的有机和热特性使其成为一种资产,如果巧妙地加以利用。污泥产生的沼气和沼气可被捕获并在多种应用中重复使用,包括生物燃料,电力(既在现场又馈入电网)和热能。根据情况,此电源可用于使废水处理厂100%能源自给,或在出售给第三方时用作收入来源。同样,脱水的消化污泥可用于燃料应用,堆肥和农业。
污泥管理和处置的多方面综合方法将降低成本并改善环境
无论废水处理厂是市政的,工业的,大型的,中型的还是小型的,未来的污泥处理方法都将需要前所未有的创新和智能技术。环境法规是不断变化的污泥管理和处置格局的主要驱动力。运往垃圾填埋场和污泥作为肥料的主要途径正在减少。在减少污泥量以最大程度减少处置方面存在新的机会,并将干燥的生物固体用于能源供应和其他应用中。由于污泥的处理和干燥过程复杂且昂贵,因此,如果工厂运营商要利用这些新机会,则在每个阶段选择合适的技术至关重要。最佳选择将针对现场特点,给水特性和最终用途应用量身定制。