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污水污泥治理的節(jié)能降耗

發(fā)布時間:2024年05月09日 16:43 作者:論文網(wǎng) 點擊數(shù):次

來源:論文網(wǎng)


隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長和人口的急劇增加,城鎮(zhèn)污水和污泥產(chǎn)量也逐年增加。未經(jīng)處理的污水和污泥已經(jīng)成為水環(huán)境污染的主要原因。對于污水污泥的治理,并在治理過程中注重減少能源消耗,能夠從技術(shù)上解決能耗過大的問題。本文從污水污泥治理過程中的節(jié)能降耗方面,研究一些適合廣泛應(yīng)用的技術(shù)方法,以供參考。

我國目前已投人近百億元用于污水處理,但污水治理的進(jìn)程依然較為緩慢,需要我國各個行業(yè)共同努力,尤其是污水處理行業(yè),應(yīng)當(dāng)注重污水污泥治理中的節(jié)能降耗,真正提高我國用水效率。造成污水污泥治理效果不顯著的主要原因是處理力度不夠,一些中小企業(yè)缺乏對于污水污泥的治理經(jīng)驗,不僅達(dá)不到污水排放的指標(biāo),而且對于污水污泥的處理過程也缺乏科學(xué)性,處理環(huán)節(jié)能耗過大,時間較長。另外,有些企業(yè)對于污水污泥的處理只注重表面和上級部門的檢查,缺乏對于污水污泥治理的根本理念,安裝的污水污泥處理設(shè)備也沒有得到充分的利用,反而加重了資源的浪費。

一、污水治理過程中的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用

污水處理廠接收的污水大部分是人們的生活污水,其水量往往隨著人們各個時間段用水量的變化而變化,因此用水高峰期和用水低峰期的來水量差別很大。污水處理廠各處理單元大部分是按最大來水流量進(jìn)行設(shè)計的,污水提升泵一般都全天運行,而每天的6:30-8:30、11:30-13:30和17:00-19:30三個時間段流量的污水流量較大,一般約占到全天進(jìn)水總量的百分之八十,如果沒有?用相應(yīng)的調(diào)節(jié)管理措施,污水提升泵會出現(xiàn)長時間偏離高效工作區(qū)間,從而造成電能的大量浪費。因此,污水處理廠的提升泵房需要采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)措施,以節(jié)約能源。

1.1變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

在變頻調(diào)速技術(shù)中,為了實現(xiàn)對電動機(jī)的無極調(diào)速,使污水提升泵始終運行在高效區(qū)內(nèi),變頻器為水泵電動機(jī)提供可變頻率的電源,并通過PLC或計算機(jī)與進(jìn)水量聯(lián)動實現(xiàn)自動控制,使污水提升泵的運行工況隨著進(jìn)水量的變化而變化,從而避免水泵偏離高效區(qū),造成電能的不必要浪費。由于變頻調(diào)速技術(shù)具有效率高和能量損失小的優(yōu)點,近年來不斷得到發(fā)展和完善,并被廣泛應(yīng)用于污水提升系統(tǒng)中。據(jù)污水處理廠在實際運行中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,采用變頻調(diào)速技術(shù)可使水泵的平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%左右,比沒有調(diào)速的污水提升系統(tǒng)累計節(jié)能可達(dá)20%-40%,比采用閥門和擋板來調(diào)節(jié)污水流量的系統(tǒng)節(jié)能效率可達(dá)40%-60% 。

1.2曝氣系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

目前,污水處理廠?用的污水處理工藝中,使用最多的是好氧微生物處理工藝,該工藝需要外界裝置向生物池中的污水供氧以實現(xiàn)有機(jī)物和微生物的充分接觸反應(yīng)。目前采用最多的污水供氧方式是曝氣,主要方式有機(jī)械曝氣和鼓風(fēng)曝氣。曝氣的主要作用在于提供污水中微生物反應(yīng)所需的溶解氧,同時攬拌生物池中的混合液以使有機(jī)物與微生物充分接觸反應(yīng)。曝氣系統(tǒng)是污水處理廠的電耗大戶,其消耗的電能一般占到整個污水處理廠總電耗的,因此,曝氣系統(tǒng)的設(shè)計和運行節(jié)能是污水處理廠節(jié)能降耗的重點。

二、污泥治理過程中的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用

2.1污泥通常含有大量有機(jī)物或腐植物,以及豐富的氮、磷、鉀和微量元素,可對其經(jīng)過處理后加以有效利用。同時,未處理的污泥中也含有重金屬、病原菌、寄生蟲以及某些難分解的無機(jī)毒物,若隨意排放或處理不當(dāng)會對水和大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。焚燒、固化填埋是目前處理污泥最簡捷的方法,成本低、見效快,但我國人多地少,可供焚燒、填埋的場地非常有限,而且焚燒、填埋并不能完全解決其對土壤和空氣的污染。因此,尋求一個安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的污泥處理方案對環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。我國現(xiàn)階段的污泥處理技術(shù)主要有污泥消化、污泥堆肥和污泥堿穩(wěn)定。

(1)污泥堆肥技術(shù)

污泥堆肥技術(shù)是在有氧條件下,利用好氧的嗜溫菌、嗜熱菌的生物作用機(jī)理,分解污泥中的有機(jī)物,同時殺滅寄生蟲卵、傳染病菌和病毒,以提高污泥的肥分,實現(xiàn)污泥減容化、穩(wěn)定化、無害化的一種綜合污泥處理技術(shù)。處理過后的剩余污泥作為肥料直接用于農(nóng)業(yè)、園藝,但污泥堆肥處理的時間較長且占用一定的場地。

(2)污泥堿穩(wěn)定技術(shù)

污泥堿穩(wěn)定是利用化學(xué)藥劑達(dá)到污泥減量化、穩(wěn)定化和無害化處理效果污泥處理技術(shù),生石灰是一種常用的污泥堿穩(wěn)定藥劑,但其處理效果不佳,同時還增加了干污泥的量。

(3)污泥消化技術(shù)

污泥消化技術(shù)有厭氧消化和好氧消化兩種消化方式,以其基建費用低、投資少、運行管理方便、最終產(chǎn)物無臭以及上請液有機(jī)物濃度低等優(yōu)點,而被污水處理廠的普遍?用,是目前國際上使用最多且公認(rèn)經(jīng)濟(jì)投資最少的污泥生物處理方法。

2.2據(jù)調(diào)查,污水處理廠的剩余污泥由于污泥處置費用較高,大多數(shù)都是脫水后泥餅外運而沒有做相應(yīng)的處理,所以現(xiàn)階段污泥處理過程的節(jié)能主要集中在污泥脫水系統(tǒng)的節(jié)能上,可從以下幾個方面采取措施。

(1)選用高效低能耗的脫水設(shè)備

常用的脫水設(shè)備有帶式濃縮脫水機(jī)、板框式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)和臥式螺旋沉降離心脫水機(jī)。在圖中列出了不同污泥脫水機(jī)的比能耗,從圖中可看出,螺旋壓榨式脫水機(jī)和帶式壓濾機(jī)的比能耗相對較少,離心脫水機(jī)的比能耗相對較高。帶式壓濾機(jī)比板框壓濾機(jī)的能耗少,但其易于發(fā)生堵塞,因此人們不斷被改進(jìn)并開發(fā)了帶式濃縮脫水一體機(jī),同時,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人們還研發(fā)了臥螺沉降離心脫水機(jī)。

帶式濃縮脫水一體機(jī)實現(xiàn)了濃縮和脫水的一體化處理,避免了污泥濃縮池和攪拌設(shè)備的設(shè)置,從而減小了占地面積,同時還具有清水耗量小、能耗低等優(yōu)點。板框式壓濾機(jī)因其占地面積較大、機(jī)器效率較低和操作環(huán)境相對較差,己經(jīng)很少被國內(nèi)污水處理廠采用。臥式螺旋沉降離心脫水機(jī)采用的是封閉式的運行系統(tǒng),設(shè)備很少受到磨損,運行條件較好,且占地少、能耗較低。離心脫水機(jī)能耗較高,但是因其具有脫水的效果好、脫水后的污泥含固率較高、維護(hù)工作量較少和操作環(huán)境好等特點,而被實際工程所使用。

(2)污泥厭氧消化沼氣的利用

污泥厭氧消化在減少污泥體積的同時產(chǎn)生了甲沼氣,而且減少了污泥脫水系統(tǒng)的耗電量,是污泥實現(xiàn)資源化利用的重要途徑。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,污泥消化處理后的體積可比消化前的體積減少約30%。污泥厭氧消化過程中產(chǎn)生的甲沼氣的體積約占60%,其燃燒熱能可以作為能源加以利用。大中型規(guī)模的污水處理廠可以利用其沼氣燃燒所產(chǎn)生的能量來發(fā)電供其運行使用,小型規(guī)模的污水處理廠可將其污泥處理過程產(chǎn)生沼氣用作廠內(nèi)供暖和熱水鍋爐房所需的燃料,或者供廠區(qū)附近的居民使用,從而明顯降低了污水處理廠電耗和運行費用。

結(jié)束語:

污水污泥處理的能源消耗量很大,其嚴(yán)重影響了我國污水處理事業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展和社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,所以相關(guān)部門要加大節(jié)能方面的研究,運用合理可行的節(jié)能降耗技術(shù)措施,并在治理過程中注重減少能源消耗,減少環(huán)境污染。

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