¿Discusión sobre tecnología de tratamiento y eliminación de lodos urbanos?
En la actualidad, cómo manejar adecuadamente los lodos y lograr su estabilización, inocuidad, reducción y aprovechamiento de recursos se ha convertido en un tema de preocupación generalizada en la sociedad. A continuación se comentan y analizan las tecnologías de tratamiento y eliminación de lodos urbanos.
1. Principios del tratamiento de lodos urbanos
Principios del tratamiento de lodos urbanos:
(1) El tratamiento y eliminación de lodos debe planificarse de manera uniforme y razonable. Las instalaciones de tratamiento y eliminación de lodos deben estar relativamente centralizadas, y se recomienda el tratamiento y eliminación centralizados de lodos de múltiples plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas.
(2) La escala de las instalaciones de tratamiento y eliminación de lodos debe determinarse razonablemente en función de la producción de lodos planificada de la planta de tratamiento de aguas residuales urbanas; la escala de construcción reciente debe determinarse en función del volumen de aguas residuales recientes y entrantes; calidad del agua para aprovechar plenamente las inversiones y los beneficios operativos.
(3) Cuando se construyen, renuevan o amplían plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas, las instalaciones de tratamiento y eliminación de lodos deben planificarse, construirse y ponerse en funcionamiento simultáneamente con las instalaciones de tratamiento de aguas residuales. El tratamiento de lodos debe cumplir con los requisitos de eliminación de lodos. Los proyectos que no cumplan con los requisitos especificados no pueden pasar la inspección de aceptación si las instalaciones de tratamiento de lodos actuales aún no cumplen con los requisitos de eliminación, se debe acelerar la rectificación y la construcción para garantizar la eliminación segura de los lodos. .
(4) Controlar estrictamente los metales pesados y las sustancias tóxicas y nocivas presentes en los lodos. Las aguas residuales industriales deben ser pretratadas de acuerdo con las regulaciones dentro de la empresa para eliminar metales pesados y otras sustancias tóxicas y nocivas y cumplir con los estándares de descarga nacionales, locales o industriales.
En segundo lugar, la eliminación de lodos urbanos
La eliminación de lodos es el método de disposición final de los lodos tratados, que incluye principalmente el relleno sanitario, el aprovechamiento de suelos y tierras de cultivo, la incineración y el aprovechamiento integral. Según las estadísticas, actualmente el 75% de los lodos se depositan en vertederos, seguido del aprovechamiento de la tierra, y la incineración representa sólo el 3% con el mayor potencial de desarrollo.
El vertedero es sencillo de operar y económicamente viable, siendo el método de eliminación de lodos más utilizado en mi país. Debido a la incapacidad de cumplir con los requisitos de utilización de recursos, la proporción de lodos extranjeros depositados en vertederos disminuye año tras año. Los lodos pueden depositarse solos o mezclados con residuos domésticos para su vertido. Teniendo en cuenta los factores de ocupación del suelo y contaminación ambiental, se ha ido eliminando progresivamente.
Los lodos son ricos en nitrógeno, fósforo y otros nutrientes y una variedad de oligoelementos, que pueden mejorar las propiedades del suelo. Después de un tratamiento estable e inofensivo, y de cumplir con los requisitos estándar de "Eliminación de lodos y lodos de paisajismo de plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas", el alcance de la prueba, la cantidad de aplicación y el período se pueden determinar de acuerdo con las características locales del suelo y los hábitos de las plantas antes de que pueda usarse en tierras y tierras de cultivo. Durante el proceso de utilización, el contenido de metales pesados debe controlarse estrictamente para evitar que afecten la salud a lo largo de la cadena alimentaria.
La incineración es el método más completo de estabilización, inocuidad y reducción de lodos en la tecnología de eliminación de lodos. En condiciones aeróbicas y de alta temperatura, los componentes orgánicos del lodo se descomponen en componentes gaseosos como CO2, H2O y N2 mediante reacciones de evaporación, volatilización, descomposición, sinterización, fusión y redox. Este método puede matar todos los patógenos y resolver por completo el problema del olor del lodo. Los lodos pueden quemarse solos o mezclados con residuos domésticos, materias primas de cemento, carbón y biomasa. Cuando Qu Huige y otros estudiaron las características de combustión combinada del carbón y lodos, descubrieron que la combustión combinada avanzaba el tiempo de ignición y combustión del carbón y reducía las características de combustión integral. Yin et al. descubrieron que una gran cantidad de materia volátil en la paja precipitaba y se quemaba, lo que mejoraba la estabilidad y la capacidad de combustión de la combustión mixta. Cuando la proporción de mezcla de paja es 20, puede cumplir con los requisitos del índice de poder calorífico.
La utilización integral de lodos de depuradora incluye principalmente la fabricación de ladrillos, la producción de cemento, la fabricación de partículas cerámicas y la fabricación de materiales fundidos. Los ladrillos de lodo se pueden fabricar a partir de lodo seco y ceniza de lodo. La composición de la ceniza es más parecida a la de los ladrillos de arcilla. Solo es necesario agregar una cantidad adecuada de arcilla y arena de sílice durante el proceso de producción. El lodo se puede utilizar como aglutinante para procesar carbón pulverizado de antracita en briquetas, lo que no solo mejora la estructura de los poros internos de las briquetas convencionales, sino que también mejora la reactividad de gasificación de las briquetas.
3. Tecnología de eliminación de lodos urbanos
Los lodos son un producto del tratamiento de aguas residuales. Es un cuerpo complejo no isotrópico compuesto por fragmentos orgánicos, células bacterianas, partículas inorgánicas y coloides. El lodo tiene un alto contenido de humedad (> 98), un alto contenido de materia orgánica y se pudre fácilmente y huele mal.
Un proceso típico de tratamiento de lodos consta de cuatro etapas: concentración, estabilización, secado y tratamiento de lodos.
3.1 Proceso de concentración
La humedad del lodo incluye principalmente agua adherida a la superficie, agua intersticial, agua unida a los capilares y agua interna. El objetivo del espesamiento de lodos es eliminar el agua libre y el agua intersticial. Hay tres métodos principales: concentración por gravedad, concentración por flotación por aire y concentración centrífuga, así como concentración por gravedad en cinta, concentración de microporos, concentración por membrana y concentración por flotación biológica. La concentración por gravedad es el método de concentración de lodos que ahorra más energía. Utiliza la gravedad del lodo para sedimentar y separar de forma natural, sin requerir energía adicional. La concentración por flotación por aire se basa en microburbujas adheridas alrededor de las partículas de lodo para reducir la gravedad específica y obligarlas a flotar para lograr el propósito de concentración y el beneficio por gravedad de correa pertenecen al beneficio mecánico. Después de la concentración, el contenido de humedad del lodo se puede reducir a aproximadamente el 95%.
3.2 Proceso de estabilización
El tratamiento de estabilización tiene como objetivo degradar los nutrientes orgánicos que se pudren fácilmente y huelen mal en el lodo, reducir aún más el contenido de humedad del lodo y reducir la aparición de patógenos. Contenido de bacterias y eliminación de olores. Existen tres métodos de estabilización: compostaje anaeróbico, compostaje aeróbico y compostaje aeróbico. La digestión anaeróbica es un proceso de tratamiento de lodos ampliamente utilizado en mi país y representa el 38,04% de la tecnología de tratamiento de estabilización de lodos. En condiciones anaeróbicas, las bacterias facultativas y las bacterias anaeróbicas trabajan juntas para descomponer la materia orgánica del lodo en metano (60 a 70%), dióxido de carbono y una pequeña cantidad de nitrógeno a través de las tres etapas de hidrólisis, acidificación, acetilación y metanación. y sulfuro de hidrógeno (que representa 25 ~ 40). El metano producido por la descomposición del ácido acético representa aproximadamente 2/3 de la cantidad total, y el metano convertido a partir de CO2 y H2 representa aproximadamente 1/3 de la cantidad total.
La tecnología de digestión aeróbica supone el 2,81 de las tecnologías de tratamiento de estabilización de lodos. Durante el metabolismo endógeno de los microorganismos, los tejidos celulares descomponen su protoplasma en pequeñas sustancias moleculares como dióxido de carbono, agua, nitrógeno amoniacal y nitrógeno nitro en condiciones aeróbicas. El compostaje aeróbico es un proceso estable en el que parte de la materia orgánica es descompuesta por bacterias aeróbicas para sintetizar nuevo citoplasma en condiciones aeróbicas. Su proceso tecnológico se divide en cinco etapas: pretratamiento, fermentación principal, postfermentación, posttratamiento y almacenamiento.
3.3 Proceso de secado
El secado de lodos es un proceso que utiliza energía térmica para eliminar el agua de los lodos deshidratados. Según las diferentes fuentes de calor, se puede dividir en secado natural y secado térmico. El secado natural utiliza energía solar para deshidratar el agua. Las fuentes de calor utilizadas en el secado térmico de menor a mayor son gases de combustión, carbón, gas seco caliente, biogás, vapor, fueloil y gas natural. Según el modo de contacto entre el medio térmico y el lodo, los métodos de secado térmico se pueden dividir en tres tipos: calentamiento por contacto directo, calentamiento por conducción indirecta y calentamiento combinado. Los principales equipos utilizados son secadores de tambor, secadores de discos rotativos, secadores de cinta, secadores de espiral y secadores centrífugos. Durante el proceso de secado de lodos, se debe prestar atención a la adhesión del lodo y al tratamiento de los gases de escape. Los problemas de adherencia se pueden aliviar mediante el uso de medidas de retromezclado del material seco. El reciclaje de los gases de escape no sólo puede reducir el contenido de oxígeno del sistema y mejorar el rendimiento de seguridad de la operación, sino también recuperar calor y reducir el consumo de energía. Los gases de escape se descargan después de la eliminación del polvo, la condensación, el lavado con agua y la oxidación térmica.
3.4 Nuevos procesos de tratamiento de lodos
Además de las tecnologías convencionales mencionadas anteriormente, se han desarrollado muchos procesos de tratamiento de lodos nuevos y eficientes en el país y en el extranjero, como el método de fusión, dos- método de digestión de fases, método de producción de petróleo, método de tratamiento ultrasónico, etc. Puede utilizarse para el procesamiento profundo de lodos para aprovechar su utilización de recursos. (1) Derretir. Después de secar y triturar la torta de filtración deshidratada en la planta de tratamiento de lodos, se envía a un horno de fusión a 1300 °C ~ 1500 °C para su combustión. Los gases de combustión después de la combustión se utilizan para calentar aire fresco y hacer circular vapor, y la escoria se utiliza para materiales de construcción. (2) Digestión en dos fases. El proceso de digestión anaeróbica tradicional requiere fermentación, producción de hidrógeno, producción de ácido acético y producción de metano en secuencia. Las dos últimas son bacterias simbióticas y se clasifican como metanógenas correspondientes, mientras que las bacterias fermentadoras se denominan acidógenas. Las características de las dos cepas son muy diferentes y sus requisitos ambientales también son muy diferentes. No pueden estar en el mejor entorno ecológico al mismo tiempo. La digestión en dos fases significa que se digieren dos tipos de bacterias en dos reactores conectados en serie, lo que mejora en gran medida la eficiencia del tratamiento. (3) Producción de petróleo. Los productos derivados del petróleo se pueden obtener utilizando una gran cantidad de materia orgánica y nutrientes en los lodos. Existen dos tecnologías para producir aceite a partir de lodos: pirólisis a baja temperatura y licuefacción termoquímica directa. (4) Tratamiento ultrasónico.
El tratamiento ultrasónico utiliza energía ultrasónica para formar burbujas en el lodo líquido. A través de la ruptura de las burbujas, se forma un ambiente de alta temperatura y alta presión, que genera fuerza de corte, destruyendo así la estructura de las micelas bacterianas, mejorando el rendimiento de deshidratación del lodo. , y proporcionando condiciones favorables para procesos posteriores. Los principales factores que influyen en el tratamiento con ultrasonidos son la frecuencia de las ondas sonoras, la intensidad o densidad del sonido y el tiempo de acción.
Cuatro. Conclusión
El uso razonable y eficaz de los recursos de lodos eliminando al mismo tiempo los problemas de contaminación secundaria y reduciendo el consumo de energía primaria se ha convertido en el centro de atención en varios países. Como país en rápido desarrollo, debemos buscar métodos de tratamiento de lodos adecuados para las condiciones nacionales actuales y explorar constantemente nuevas tecnologías de tratamiento de lodos.
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