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摘要:随着我国工业、制造业发展的越来越快,工业污水所衍生的污泥排放量也越来越大,污泥处理问题已经得到市政府的广泛关注,对于污泥处理工作的进行是刻不容缓的。本文将集中分析目前污泥脱水技术的进展,从不同方面的脱水技术进行研究,并对污泥脱水技术中存在的优劣展开讨论,为促进污泥脱水技术的发展提出相关建议,希望对污泥处理工作有一定的帮助。
关键词:市政污泥;脱水;技术;方案;
由于我国经济飞速发展,城镇化进程的脚步在不断加快,污水排放量也越来越大,在污水处理厂对污水进行处理的过程中,衍生出很多固体和半固体的物质,这种产物就是污泥。一方面,污泥对水体环境的污染很大,为了保护好生态环境和居民的生活用水,处理污泥问题是很紧要的一项工作,另一方面污泥中含有丰富的营养元素和大量的有机物质,对农作物的生长有很大的帮助。因此,合理的处置污泥是需要进行重点研究和探讨的,我国现在对于污泥处理的技术还没有达到一定的理想化,在处理污泥的过程中对环境有很大的污染,并且处理污泥的费用投资成本过高。为了使污泥处理技术得到进一步的升级,本文将围绕污泥形成的成分、污泥脱水技术等问题展开探讨。
一、污泥的形成
污泥是指在污水处理厂处理污水的过程中,遗留下的固体和半固体的物质,污泥是由水、无机颗粒、细菌菌体、有机污染物等污水物质结合出来的一种复杂的产物。由于污泥的组成成分比较复杂,污泥也具有双面性,一方面污泥含有很多有害的重金属离子和有毒的有害物质,污泥的含水率很高,体积大,因此在运输过程中有很多不便,如病原菌、寄生虫这些有害物质进入到土地、水源等周边环境中,不仅会污染到生态环境,也对人类的身体健康有很大的威胁。另一方面,污泥中也含有大量的营养物质和有机物,作为农作物的肥料使用,对农作物的生长起到很大的促进作用。由此来看,污泥处理方式如果不使用科学合理的技术,对环境的污染以及资源的浪费都是很严重的,污泥处理工作得不到进展,我国经济的发展与城镇化进程的脚步就会因此而受到一定的阻碍[1]。
二、污泥中的水分存在形式
(一)间隙水
污泥的组成成分中有很多固体颗粒,固体颗粒主要是胶体粒子,这种固体颗粒和水的吸附力强,因此污泥中的含水率较大。污泥中水分存在的形式一般分为间隙水、毛细结合水、表面吸附水和内部水这四种存在形式。间隙水是指污泥颗粒之间存留的水分,它与固体物质不易结合,很容易成分离状态,通常使用污泥浓缩技术,可以将间隙水分离出来。
(二)毛细结合水
毛细结合水是指:在污泥与污泥颗粒中,两者之间的间隙或存在污泥自身表面的水分。毛细结合水与间隙水不同,它不易通过重力作用进行污泥浓缩技术分离,所以需要借助机械脱水的技术和作用力才能分离这些水分[2]。
(三)表面吸附水
表面吸附水是指污泥表面携带的水分,这些水分与污泥颗粒依附性强,不易分离,虽然与毛细结合水的水分存在形式相似,但比毛细结合水的分离工作更难,需要依靠化学力量和污泥调理技术使污泥颗粒与表面吸附水分离、
(四)内部水
分离污泥水分的工作中,最难的部分是对内部水的分离。内部水的水分存在形式不在污泥颗粒的表面,是在污泥中微生物细胞的体内,这种水分与微生物细胞进行了化学结合,只有通过改变污泥微生物细胞的内在结构,打破微生物细胞的细胞膜,使内部水从污泥细胞内部渗出,这样才能分离出污泥中的内部水。由于分离内部水的难度大,普通脱水技术无法有效将内部水分离出来,可以通过高温加热的方法对内部水进行分离[3]。
三、污泥脱水技术的分类
(一)物理方法
近年来,专家在研究污泥脱水问题中发现改善污泥脱水的方式有很多,根据作用原理专家把污泥分解的方法分为两大类:物理方法和化学方法。
其中物理方法主要有超声波处理和微波处理,这两种处理方法的运用十分广泛,在处理污泥的过程中,通过声波的作用力使污泥颗粒的内部分子发生碰撞,超声波和微波可以对污泥颗粒细胞进行结构破坏,使污泥中难以分离的内部水被释放,从而达到污泥脱水的目的。
虽然超声波和微波处理对于污泥脱水工作有很大的帮助,但是需要改善的问题也有很多,超声波和微波处理运用的成本过高,对于能源的消耗大,因此改善能源消耗的问题也需要解决[4]。
(二)化学方法
与物理方法不同的是,化学方法具有更大的优势。在污泥脱水的过程中,化学技术可以将污泥颗粒的细胞结构进行更强有力的分解、破坏,有针对性的改变污泥中的有机质成分。目前使用效果比较显著的化学方法有电化学处理和加碱处理,电化学处理是通过电场作用对污泥中有毒的重金属物质进行分解,释放出细胞结构中的水分从而达到污泥脱水处理的效果。而加碱处理则是利用强碱性的物质将破坏的细胞结构进行污泥调理,破解污泥中的微细胞结构,释放出污泥内部的水分。这两种化学处理方法可以有效的提高污泥脱水性能,具有污染少、灵活性高等优势,不过这些化学方法还处于探索阶段,未来的发展还有很大的空间。
四、污泥脱水技术的发展
(一)污泥浓缩技术
由于污泥中水分存在的形式不同,使用污泥脱水的技术也不同。针对污泥中的间隙水,可以采用污泥浓缩技术,应用较为广泛的几种污泥浓缩技术有以下几种:重力浓缩、气浮浓缩以及离心浓缩等污泥浓缩技术。依靠这些浓缩技术可以将大量的污泥颗粒微细胞进行泥水分离,减少污泥的含水率,减缓污泥在运输过程中体积过大的问题,为提高污泥脱水工作的效率起到了显著效果[5]。
(二)污泥机械脱水
污泥机械脱水与常见的污泥脱水技术不同,污泥机械脱水主要通过负压形成的真空将污泥细胞结构中的水分与固体颗粒分离,过滤掉固体颗粒后将留下的液体进行吸附,从而达到污泥脱水处理的目的,污泥机械脱水常用的过滤方法有真空过滤、压滤脱水法、离心脱离法等。这种污泥脱水的方法可以减少脱水费用、效率高并且脱水效果明显。
五、污泥处理问题以及建议
(一)污泥处理问题
近些年来,部分污泥处理厂和相关工作的管理人员在面对污泥处理的问题时,没有严格按照标准进行污水处理作业,导致污水处理没有得到及时的治理,出现滞缓的现象,污泥处理问题在根本上得不到解决,就影响着政府对于污泥处理的整体规划。一些污泥处理厂在进行污水处理时,处理污泥技术依然使用焚烧、填埋等传统技术,这些处理方法有一定的局限性,对土地资源、水文环境、人体的健康都有一定的危害,加上相关部门的监管力度不大,没有建立起完善的管理体系,这些问题的出现对于污泥处理的发展现状非常不利。
(二)污泥处理的建议
各级政府应对污泥处理问题加强重视,成立一个完善的检测体系,制定明确的处理政策和可行性的方案,加大对污泥脱水技术的投资成本,引进先进的技术和高科技设备,污泥脱水厂在进行脱水处理时必须要严格按照处理标准进行,违反标准或没有达到标准的要加大惩罚力度。在政府、人民的共同努力下,污泥处理问题才可以得到进一步的解决,对污泥脱水技术的进步也会起到一定的推动作用。
结语:污泥脱水技术目前还处于初级探索阶段,为了进一步提高污泥脱水工作的进展,发展污泥脱水技术是十分有必要的,使用科学的污泥脱水方法处理污泥问题,有利于保护生态环境、节约土地资源,对促进社会经济的发展也会起到很大的作用。因此,污泥脱水技术的研究还需要进一步的加强。
参考文献:
[1]莫汝松.市政污泥氧化破解及高压压滤深度脱水技术研究[D].广东工业大学,2015.
[2]林森.固定平板电极推送式污泥电脱水技术研究[D].天津大学,2018.
[3]李辉,吴晓芙,蒋龙波,梁婕,李昌珠,袁兴中,肖智华,郭晶晶. 城市污泥脱水干化技术进展[J].环境工程,2014,32(11)
[4]马旭.化学调理剂对市政污泥脱水性能及理化性质的影响研究[D].西安建筑科技大学,2018.
[5]张兆龙.市政污泥低温热干化特性及废气成分检测研究[D].首都师范大学,2014.