污水处理厂污泥处理处置过程中的恶臭污染特征与恶臭物质减排控制措施

随着污水处理厂规模的不断扩大,污泥产量持续增加。虽然“重水轻泥”现象已有所改变,但污泥处理处置技术仍面临各种挑战。污泥处理处置过程中的恶臭污染会对周围环境和人群健康造成不利影响,极易引发民众投诉,是提高污泥处理效率、实现污泥资源化利用的难点之一。污泥释放的恶臭物质组分复杂,且影响污泥恶臭释放的因素较多,目前针对污泥处理处置过程中恶臭产生机制和释放规律的研究尚不深入,导致污泥控臭除臭处理的效果仍不理想。因此,在归纳总结污泥常见恶臭物质及其产生来源的基础上,详细阐述了不同处理处置方式下污泥的恶臭污染特征与产生机制,从源头减排、过程控制、末端治理、排放管理4个方面评述了污泥恶臭减排控制措施的原理和发展前景,讨论了污泥恶臭污染防治的复杂性和挑战,以期为污泥恶臭污染防控提供参考。     

污水处理厂污泥干化焚烧处理可行性分析

以绍兴污水处理厂脱水污泥为研究对象,通过实验分析了污泥进行干化焚烧处理的可行性。对污泥泥质进行分析,采用桨叶式污泥干化机对污泥的热干化特性、干化过程污染排放特性进行研究,使用流化床污泥焚烧试验装置对污泥焚烧工况及焚烧过程中污染物的排放特征进行研究,结果表明,绍兴污水处理厂脱水污泥的泥质特征与大多数污水污泥类似,灰分较高、发热量较低,需干化后才可实现稳定燃烧;污泥在小型桨叶式污泥干化机内的干化速率最高达到0.6kg/(m2·min),并随污泥干化的进行而逐渐降低;干化过程产生的常规污染气体中氨气浓度最高,可达170 mg/Nm3;污泥干化冷凝水的COD高达820 mg/L,氨氮等指标也很高。污泥干化系统的设计需充分考虑污泥热干化过程中气体和液体污染物的排放,设置相应的处理设施。污泥干化至含水率30%时,可在不投加辅助燃料的情况下实现流化床焚烧炉内的焚烧处理,干化污泥焚烧时需关注烟气中常规污染气体和重金属的控制,焚烧灰渣浸出毒性未超过国标限值。     

燃煤电站工业污泥掺烧技术的全生命周期费用(LCC)分析

采用全生命周期费用(LCC)分析方法,建立燃煤电站工业污泥干化掺烧工程评价指标体系,对一燃煤电站进行直接干化工艺与间接干化工艺全生命周期成本计算(包括设备投资、改造成本、干化运行成本、掺烧成本以及维护管理成本),采用层次-灰关联分析法进行分析,结果表明,在该工程中,间接干化初始设备投资较高而运行成本低,入厂含水率越高、全生命周期越长,间接干化较之直接干化优势越大;污泥干燥初始含水率对该工程的经济性具有较大影响,而目标含水率相差15%,其他条件不变时,其成本变化最大仅为1.25%;评价指标权重分配结果表明,对决策影响最大3项分别为环境成本(0.57)、运行成本(0.177)以及初始设备投资(0.082)。基于此开发了燃煤电站工业污泥掺烧经济性计算软件,实现工业污泥在燃煤电站干化掺烧成本分析的迅速和准确化。     

600 t/d新型污泥喷雾干化-焚烧 示范工程污染物去除效果

新型污泥喷雾干化-回转窑焚烧工艺是将脱水污泥通过雾化喷嘴形成滴雾后与高温烟气并流接触达到干化后再进行焚烧的集成技术.干化过程中湿污泥中有机物的挥发及该新型工艺的运行工况和污染物减排效果成为污泥处理处置领域关注的焦点.在对污泥喷雾干化焚烧工艺原理分析基础之上,对我国600 t/d新型污泥喷雾干化焚烧示范项目进行封闭式现场取样监测,通过成分分析、毒性监测等重点对污染物去除效果进行了研究,结果表明,该工艺通过自动控制可将出口烟气温度和干化污泥温度保持较稳定的状态,分别为(96±10)℃和(72±8)℃;喷雾干化塔内不存在粉尘爆炸危险,TVOC＜0.025 mg/m3;直接干化热利用率＞80％,优于间接干化;烟气排放口各指标均满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)的要求.     

石灰干化污泥对土壤重金属稳定化处理的效果

以采自湖南省嘉禾县重金属复合污染土壤为研究对象,采用城市污水处理石灰干化污泥作为稳定剂,对污染土壤进行稳定化处理,并采用TCLP和BCR连续提取法对稳定化效果进行分析和评价。研究结果表明,单独使用石灰干化污泥,TCLP浸出浓度随着干化污泥质量分数的增加而显著减少,干化污泥的质量分数为40%时,稳定化率最大为Zn-98.92%、Cd-99.06%、Pb-96.84%;但是干化污泥的高pH值导致稳定后土壤中As的浸出增加。为了恢复植物生长功能,经过亚铁盐和磷酸调节pH后,石灰干化污泥稳定过的土壤pH有效降低,同时亚铁盐和磷酸有利于促进Pb和Zn的稳定效果;但是对Cd的稳定有负面影响;另外,亚铁盐的加入同时可以减少As的浸出浓度。经处理后土壤中重金属形态由不稳定态转为稳定态,使重金属的浸出浓度明显降低,减少了土壤重金属的浸出毒性。该研究结果表明,石灰干化污泥可以作为资源回收利用,应用于重金属污染土壤的修复中,并能改善稳定后土壤适宜植物生长的理化性质。     

造纸污泥生物干化特性及其影响因素实验研究

采用自主设计的污泥生物干化实验装置,研究了造纸污泥生物干化特性及其影响因素。重点研究了物料配比和评价参数（温度、pH值、含水率、挥发性固体、ATP含量和淀粉分解菌数量等）的变化规律。结果表明：通过正交实验获得生物干化的最优物料配比为：淀粉（25g／500g）、锯末（40g／500g）、接种量（15mL／500g）和磷酸二氢钾（5g／500g）。造纸污泥生物干化过程中,物料温度、pH值、含水率、挥发性固体、ATP含量和淀粉分解菌数量等指标变化规律性强,效果指示性明显,均可作为污泥干化效果的表征参数。在最优工艺条件下,污泥温度达到47．8℃,经过7d生物反应后,含水率降低到50．3％,挥发性固体降低到49．5％,生物干化效果显著。     

选择性开发恶臭物质分析测试技术的探讨

本文就开展恶臭污染调查,评价所必须建立的恶臭物质的分析测试方法进行了讨论,对典型采样、分析方法和装置、关键性实验材料和实验条件进行了介绍,提出了开发建立简单、实用恶臭污染物质分析测试方法的原则和途径.     

生物滴滤塔脱除污泥干化尾气中的SO2

以市政污泥干化尾气中的主要含硫物质二氧化硫(SO2)为处理对象,从市政污泥中筛选出高效脱硫菌——嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f),搭建了实验室规模的生物滴滤塔,考察了进气质量浓度、气体停留时间、营养液喷淋密度和营养液中Fe2+浓度对生物滴滤塔脱除SO2的影响....     

污泥干化焚烧联用系统最佳运行工况研究

污泥干化焚烧联用系统将污泥焚烧产生的能量用于污泥干化,可实现污泥处理的节能降耗。对于污泥干化焚烧联用系统的运行,进厂污泥负荷、初始含水率、热值、污泥干化目标含水率是最大的影响因素。为实现污泥干化焚烧联用系统的低能耗和安全稳定运行,结合国内某污泥干化焚烧处理工程,建立了污泥干化焚烧联用系统能量和物料平衡模型,在此基础上研究了变工况条件下污泥干化焚烧联用系统的运行模式,分析了运行负荷、污泥热值、进厂污泥含水率、入炉污泥含水率发生波动时,对污泥干化单元和污泥焚烧单元所产生的影响,并提出了对应的运行策略。     

污泥低温干化过程中硫的转化与分布

为研究污泥低温干化过程中的含硫气体释放和系统中硫的转化,以一条产线为例,检测讨论污泥干化全过程中硫含量、气体中含硫污染物浓度和气体冷凝水中硫化物浓度和分配情况。经测试发现,污泥低温干化过程中,干污泥中最终保留80%以上的硫元素并随着干污泥进入电厂煤棚,其余硫元素在干化过程中转化成气态、固态。检测发现,干燥过程中有硫化氢、甲硫醚、二硫化碳等气体逸出,并在工艺过程中发生归中反应,凝结出硫单质进入冷凝污水或附着在管道内壁上,硫单质为硫总量的12.5%;管道内壁上固体附着物质含硫量达到54%。研究结果为污泥低温干化过程提供元素硫的转化分布数据,对污泥干化系统设备维护保养、气体环保处置、含硫物质的回收处理具有积极意义。     

抗生素发酵制药工程中异味的特征与关键污染物识别

抗生素原料药在生产过程中产生异味污染引发的民众投诉增多,逐渐成为发酵制药企业亟需解决的污染治理难点。以红霉素、四环素和泰乐菌素3种抗生素原料药的发酵生产过程为例,通过采用感官评价、电子鼻、气相离子迁移谱和气相质谱等多手段分析方法,解析发酵过程中产生的异味污染特征。结果表明:3种发酵尾气的气味特征、挥发性物质组分和含量差异较大;尾气中含有的挥发性物质有相同的组分,如乙醇、丙酮、2-戊酮、辛醛和苯甲醛,也各有特异性成分。未经处理的红霉素发酵尾气具有明显的土霉味,且臭气浓度值明显大于四环素和泰乐菌素发酵尾气。气味活度值(OAV)的计算结果表明:2-MIB和土臭素2种萜烯类物质是红霉素发酵最主要的异味污染物;而四环素和泰乐菌素的发酵异味是多种醛等含氧有机物和有机硫化物混合后形成的,因而气味特征较复杂。3种废气中,红霉素发酵尾气具有气量大、异味物质嗅阈值极低的特点,易造成异味污染且影响范围广,去除治理的技术难度也相对更大。本研究通过解析识别不同品种抗生素的发酵异味污染特征,以期为抗生素发酵异味污染治理和环境管理提供参考。     

苏州污水处理厂污泥干化工艺方案的比选

污泥处理及其处置所面临的重要问题之一,就是如何对城市污水处理厂产生的污泥进行有效减容,尽量降低对外部能源的需求。文中在掌握国内外污泥干化主要工艺技术的基础上,针对某城市污水处理厂的污泥干化工程,拟对采用燃煤烟气干燥、污泥消化一干化一体化、太阳能热泵干燥等三种不同污泥干化工艺进行物料、能量工艺核算。并在此基础上,计算初期投资与15年的运行费用总和。通过对燃料价格、环保和安全等影响因素的研究,分析比较了五种供热系统,以太阳能热泵供热系统为最优,值得大力推广和应用。     

剩余污泥生物干化处理及产物土地利用潜力

以昆明地区污水处理厂脱水污泥为对象进行生物干化处理,考察了典型工况条件下污泥干化处理效果,探究了微生物活性及其有机质代谢,并对干化处理产物的土地利用潜力进行了评价分析。结果表明,采用污水厂脱水污泥进行处理时,混合物料初始含水率以65%左右较为适宜,采用底部间歇曝气+顶部间歇抽风的通风方式,堆体自热升温至60℃以上,高温期持续时间长达30 h;干化处理120 h时,含水率降低至50%以下,水分净去除率达到16%。干化进程中,混合料中DOC质量浓度呈降低趋势,但SCFAs组分及其浓度波动明显。伴随着堆体温度的变化,常温、中温或嗜热微生物发生更替,微生物活性及其生化代谢差异明显。干化产物中可溶性磷以及氮钾质量分数均较高,重金属Cd、As、Hg满足GB4284-2018 B级标准限值,Cr、Pb等其他重金属质量浓度满足A级标准限值,种子发芽指数GI值高达90%,污泥干化产物具备园林绿化、矿山修复等方面土地利用前景。本研究结果可为污水厂污泥处理处置及资源化利用提供参考。     

不同有机质含量进泥的污泥干化芦苇床运行效能

污泥干化芦苇床是将人工湿地和污泥干化床进行有机结合,形成的一种新型污泥处理系统。系统运行时,周期性地将污泥布向湿地表面,水经填料层向下渗滤,并经由底部排水管流出;污泥中的固体物质被截留在填料层上面,通过蒸发蒸腾作用进一步脱水。通过系统地考察不同有机质含量剩余污泥在污泥干化芦苇床中的稳定化效果,总结并对比分析了污泥干化芦苇床对不同原泥的矿化程度、氮磷等营养物质的去除、微污染有机物的降解以及温室气体排放等。经过2年的布泥期和1年的稳定期,污泥有机质得到有效处理,高、低有机质含量污泥的稳定化程度分别达到54.50%和58.20%,满足GB 18918-2002中稳定化污泥标准的要求,同时高于GB 8712-1987(10%)的城镇垃圾农用控制标准要求。污泥氮磷含量仍然处于较高水平,可作为植物性营养元素;其中高、低有机质含量污泥中氮的含量分别从7.10%降到3.10%和从2.52%降到0.98%。微污染有机物如多环芳烃得到有效去除,高、低有机质含量污泥中多环芳烃分别去除了67.28%和32.64%,其中湿地植物芦苇起到了积极作用;监测结果表明,污泥干化芦苇床会释放一定量的温室气体,其中CO_2释放量为16.5~65.2 g·(m~2·d)~(-1),CH_4释放量为0.43~1.95 g·(m~2·d)~(-1),用CO_2来衡量CH_4的全球变暖趋势,污泥干化芦苇床CO_2释放量为15.02 g·(m~2·d)~(-1)。     

污泥热干化和燃烧特性试验研究

分别在桨叶式干化机和热重仪上进行污泥干化和燃烧试验,研究了污泥干化特性和污染物排放特性,并对污泥的燃烧特性进行分析。结果表明,污泥干化过程分为黏稠区、粘滞区和颗粒区3个阶段。干化过程排放的污染气体有氨气、氯化氢、氟化氢、氰化氢、甲烷和挥发性有机酸等,其中氨气为主要污染气体。经冷凝吸收和活性炭吸附处理后,各种污染气体浓度均显著降低,其中氨气去除率最高,达97.04%。污泥干化冷凝液的BOD5和COD质量浓度分别为4 040、8 510mg/L,氨氮的质量浓度为1 025mg/L,pH为9.84,属于高浓度有机废水。污泥的燃烧过程可以分为3个失重阶段:水分析出阶段(50～150℃),挥发分燃烧阶段(150～450℃),固定碳燃烧阶段(450～650℃)。分别用Kissinger法和Ozawa法计算挥发分燃烧阶段和固定碳燃烧阶段的活化能和动力学方程,挥发分燃烧阶段的活化能低于固定碳燃烧阶段,表明挥发分燃烧阶段污泥更易燃烧。污泥的燃烧过程在650℃时基本完成,因此实际工程应用中,设计干化污泥的焚烧温度在750℃比较合理。     

金矿区高浓度砷污染土壤的稳定化处理

以粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁(Fe_2SO_4)和磷酸二氢钾(KH_2PO_4)为稳定剂对矿区高浓度As污染土壤进行处理,通过土壤理化性质、重金属形态和浸出浓度变化等综合评估稳定剂对高浓度砷污染土壤的稳定化处理效果。结果表明,添加稳定剂可以提高土壤pH值、有机质含量和阳离子交换量。粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁对土壤中的As有较好的稳定化作用,其中硫酸亚铁对土壤中As的稳定效果最好。同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥和1%硫酸亚铁后,土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰氧化物结合态As、有机结合态As含量显著降低,降幅分别为62.3%、55.2%、29.6%、58.2%,残渣态As含量增加8.1%。添加粉煤灰、干化污泥、硫酸亚铁能显著降低土壤中As的浸出浓度,而添加KH_2PO_4会使土壤中As浸出浓度增加,移动性增强。当同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥、1%粉碎花生壳和1%硫酸亚铁后,As浸出浓度最低(0.93 mg·L~(-1)),稳定效果最好,稳定化效率达到了74.8%。土壤中As的浸出浓度与可交换态As和碳酸盐结合态As呈显著正相关,与残渣态As呈显著负相关,可交换态As、碳酸盐结合态As和残渣态-As含量是影响土壤中As浸出浓度变化的主要因素。     

污泥热干化过程中重金属Pb、Cu、Zn的形态转化及稳定特性

基于不同干化工艺条件下,对城市脱水污泥在不同的温度下进行干化预处理研究,对干化后污泥中重金属的量及不同形态进行定量分析,研究污泥干化过程前后影响污泥中重金属含量及形态变化的条件因子。结果表明,污泥中不同重金属的含量差异较大,在不同工艺温度干化作用下,不同重金属形态含量发生了明显的变化,且不同重金属在干化过程中各形态含量变化差异较大。污泥在高温干化作用下,可使一部分重金属的交换态、可还原态和可氧化态向残渣态转化。高温对污泥中重金属形态有较好的稳定作用。研究结果对城市污泥热处理过程中重金属的污染迁移及控制有重要指导意义。     

基于生命周期分析的餐厨垃圾肥料化利用环境风险评价研究

餐厨垃圾肥料化利用过程的风险因子主要产生于原料运输与存储、预处理、堆肥、废物填埋和肥料化产品施用5个过程,其风险影响包括地表水和地下水污染、恶臭污染、土壤盐碱化和影响作物生长以及由此引起的人体健康损害.基于生命周期全过程分析,以好氧堆肥为代表的餐厨垃圾肥料化利用的环境风险为研究对象,系统地分析了餐厨垃圾堆肥过程中的潜在风险,归纳并提出风险源项估算以及环境风险影响评价的具体方法和相关参数,通过南京市餐厨垃圾示范性项目案例,说明餐厨垃圾肥料化利用风险评价方法的具体应用.     

两段生物滤池处理城市污水厂恶臭气体中试研究

采用两段式生物滤池工艺处理山东某城市污水处理厂格栅间和污泥浓缩池散发的恶臭气体,研究了反应器的运行效果、污染物去除特性和微生物特性。该污水处理厂格栅间和污泥浓缩池逸散气体的主要成分为硫化氢、氨以及由甲硫醇、二甲胺、甲醇、丙酮、乙酸、丁酸和苯乙烯等物质组成的挥发性有机化合物。应用两段式生物滤池能够有效地去除这些污染物质,...     

生物干化传质传热数值模拟

基于质量、动量和能量守恒定律理论,建立好氧生物干化的数学模型,探索生物干化过程随时间和空间的变化机理。以污泥为研究对象,数值模拟污泥生物干化过程中堆体内部水分浓度与温度空间的分布形态,分析不同通风方式对水分浓度与温度的影响,模拟得到通风20 min停20 min是最佳的运行方式,同时结合实验研究,模型的水分变化值与实验值的平均绝对误差为1.04%,模型与实验值具有较高的一致性。