汙泥生物瀝浸及資源化利用技術

2020-12-03 中國水網

為汙水處理中的一部分,汙泥處理處置的關注度在逐步提高。目前,我國「重水輕泥」的現象雖有所改善,但較歐美發達國家已近百年的城鎮汙泥處理處置歷史,我國的汙泥處理處置仍略顯稚嫩。汙泥處理技術呈現「百花齊放」,工藝路線不完善,處理成本高等問題都制約著其發展,未來汙泥無害化、減量化、資源化仍是重點。本期微水會與大家分享汙泥生物瀝浸及資源化利用技術。現將內容做簡單梳理,供大家參考交流。

背景:

由於我國長期「重水輕泥」思想及技術與資金的短缺,城鎮汙水處理的同時汙泥的處置了一大難題;而與城鎮汙泥相比,我國製革、電鍍等行業所產生的汙泥,成分更為複雜。汙泥的不規範處置已成為我國水環境和土壤中一個新的環境汙染源。「十二五」期間我國就投資347億元用於汙泥處理處置。「十三五」時期,汙泥處理處置仍是重點。汙泥高含水率和重金屬的存在已成為制約我國汙泥處置與資源化的一個瓶頸,而生物瀝浸技術被證實是一種既能提高汙水脫水性能又能去除重金屬的生物方法,也在工程上得到了應用。

簡介:

汙泥生物瀝浸及資源化利用技術是將城市汙水處理廠的濃縮汙泥(含水95-98%)泵入接種有專門複合微生物的生物瀝浸反應池中,並投加少量營養物質,經曝氣處理約48h,使汙泥pH降至2~4.5,完成除臭,殺滅病原菌,脫出重金屬及大幅改善汙泥脫水性的生物處理過程。處理後汙泥不加任何絮凝劑一步壓濾脫水至含水率60%以下,汙泥的肥效和熱值卻沒有發生明顯的損失。脫水後的汙泥僅需摻入極少輔料後,就可進行好氧堆肥發酵。腐熟的汙泥可作為營養土、有機肥用於土壤改良和園林綠化等。

主題:

汙泥生物瀝浸及資源化利用技術話題:1、研究簡介及背景介紹2、市場分析及定位3、汙泥生物瀝浸及資源化利用技術工藝介紹4、案例分享

嘉賓介紹:

1、周立祥教授,博士,南京農業大學資源與環境科學學院教授,博士生導師。南京農業大學環境工程學科點點長,固體廢棄物研究所所長,教育部高等學校環境工程教學指導委員會委員(2006~2010),全國勘察設計註冊環保工程師資格考試專家組成員(2009~至今),中國土壤學會土壤化學專業委員會及土壤環境專業委員會副主任委員(2004~至今)。從事市政與工業汙泥處理處置研究近30年(1987~至今),主編有全國高等學校環境工程專業教材《固體廢物處理處置與資源化》(2007)。1999年起研發汙泥生物瀝浸技術,2004年實現中試工程運行,2010年起成功推向工程應用。與北京中科國通環保工程技術股份有限公司合作,該技術巳在我國許多汙水處理廠和工業企業得到實際應用。該技術2013年入選《國家戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》,2015年入選《國家先進汙染防治示範技術名錄》。

2、李永紅副教授,博士後,鄭州大學藥學院副教授,鄭州大學環境生態工程研究所副所長,鄭州源致和環保科技有限公司副總經理,致力於環境微生物領域研究。為企業服務的內容包括:用於景觀水、生活汙水和工業汙水處理、汙泥處理用的微生物營養劑及各種高效微生物菌劑。

精彩內容第一部分:分享嘉賓-李永紅老師

汙泥資源化利用技術

1、汙泥處理方法

現在我國大部分的汙泥都沒有得到合理的處置,採用比較多的方式是填埋,而填埋重金屬及其他有害物質有可能下滲,進一步汙染環境;現在的汙泥技術壓濾之後含水率在80%左右,汙泥比較鬆軟,填埋下去的汙泥容易出現皺褶,運輸的機械還會發生滑坡。因此,填埋是不太提倡的一種處理方式。因此尋找其他技術還具有很大的市場。

汙泥處理其他方法有發電、幹化或其他等。焚燒會產生一些氣體汙染,成本也比較高,幹化和發電也是成本比較高;因此,汙泥資源化是比較有前景的處理方法,相當於是變廢為寶。目前現有的資源化處理方法就是堆肥。

2、生物瀝浸與堆肥相結合

市政垃圾、餐廚垃圾堆肥運營比較普遍,汙泥堆肥應用還較少。

通過生物瀝浸將汙泥減量後,處理後因為含水率降低,重量和體積都減小,後續填埋,運輸費用會降低;與幹化相結合,含水量低,需要的能源也低,成本降低;與發電相結合,也會降低成本。

現在市政的汙泥處理需要加入PAM,將含水率降低到80%,而生物瀝浸處理汙泥不要加入PAM,每噸汙泥成本會降低50元左右。此外,PAM對自然界和人體也會造成一定的危害。

目前,汙泥壓濾還有一種方法,即化學法加入鐵,汙泥含水率也可降低到60-70%,但是這樣處理以後,汙泥中無機質含量比較多,堆肥效果不太好。此外,汙泥的pH較高,亦不適合堆肥。

生物瀝浸技術處理的汙泥可以做到減容,但有機質含量沒有減少,因此用於堆肥,是其優勢之一。

對於堆肥來講,重金屬是一個問題,這種技術可以去除重金屬,如果壓濾出來的重金屬超標,可以加入鹼使重金屬沉澱;另外最近有一種新的納米材料可以吸附重金屬,吸附之後材料還可以回收,通過這一方法,也可將壓濾液中的重金屬除掉。這樣出來的重金屬雖是危廢,但是量非常小。

由於生物瀝浸處理後汙泥中的寄生蟲、有害菌、蟲卵能夠被殺死,用於堆肥也能夠解決一個隱患。

3、這一技術市場分析與定位

生物瀝浸技術與堆肥相結合主要適用於市政汙泥,因為市政汙泥重金屬含量一般不超標,用於堆肥比較安全的。另外這一方法還適合重金屬超標但用其他方法不能處理的汙泥。

生物瀝浸技術的目標客戶:現有的想要改進技術的汙泥處理廠,大型的汙水處理廠(有能力建立一個汙泥處理廠的,特別是與堆肥相結合的),若是小型汙水處理廠且已有一定的汙泥處理,考慮這一技術的可能性會比較小。

就上述幾方面來看,汙泥生物瀝浸技術的市場空間也是很大的。

4、堆肥技術

經過生物瀝浸的汙泥,形成的泥餅含水率60%以下,可以直接粉碎,然後對其成分進行分析,補入其他的一些材料,若汙泥含氮磷多,含碳少(如生活汙水處理廠汙泥),可以補入秸稈;含氮少,不缺碳(如造紙廠汙泥),可以補入畜禽糞便。然後調整一定的碳氮磷比例、調整一定的水分,混勻後加入堆肥專用菌劑,便可進行堆肥。

汙泥資源化利用主要有進行堆肥處理。按照堆肥技術的複雜程度,堆肥系統可分為條垛式堆肥系統、強制通風靜態垛系統、發酵槽系統(或反應器系統)。條垛式系統,應用比較多,成本低;槽式系統比較容易控制工藝。如果用條垛式進行堆肥就可以控制在很低的成本。目前,這種汙泥堆肥還不允許用於農田,如果可以採取有效措施除去汙泥中的重金屬或者保證堆肥以後產品中的重金屬含量不超標,這一產品用於農田也不是絕對不可能的;比如用新型納米材料去除重金屬,就有用於農田的。

第二部分:分享嘉賓-周立祥老師

一、汙泥生物瀝浸技術發展歷史和它的故事

生物瀝浸技術(bioleaching)其實是源於生物溼法冶金的一個概念。

上世紀40年代末期,一個名字叫ColmerAR的科學家在一個煤礦的酸性廢水中發現一株生長良好的氧化亞鐵硫桿菌。

50年代開始,許多學者研究將其用於冶金上,來提取低品質的礦石或者礦山尾礦和廢石中的目的金屬。因為低品位的礦石用常規的焙燒方法成本太高,而用這個酸性硫桿菌菌液不斷噴淋破碎後並堆砌成礦石堆的礦石表面來提取目的金屬,則能大幅度降低成本。並由此發展出一個新的學科分支——生物溼法冶金學(Biohydrometallurgy)。從上世紀80年代中期開始,該生物溼法冶金正式實現了產業化應用,目前全世界,通過該法開採的銅、鈾、金分別佔總量15-30%、10-15%、20%。

1988年開始,加拿大Tyagi教授等人開始研究利用該嗜酸性硫桿菌將城市汙泥中重金屬浸提出來,發現該菌的確能夠很好地把汙泥中重金屬提取出來,但時間很長,通常要1-2周,且長期運行微生物並不穩定。

1999年,我們南京農大課題組恰好受託研究處理含重金屬鉻很高的浙江海寧某製革汙泥的課題,於是從製革汙泥和城市汙泥中分離了一系列的化能自養型硫桿菌,研究提取製革汙泥中的鉻。在此過程中又分離到系列的耐酸性異養菌。將兩類菌複合,獲得很大成功,很好解決了嗜酸性硫桿菌在汙泥環境中不穩定的弊端。於是我們借用生物浸礦的Bioleaching應用於製革汙泥重金屬提取上,並將Bioleaching中文翻譯為「生物淋濾」(該名字一直沿用到2006年)。

2004年我們正式建成批處理20噸製革汙泥(含水率98%)的生物淋濾製革汙泥鉻回收中試基地,鉻溶出率高達95%,汙泥中鉻回收率可達80%以上,先後處理製革汙泥1000多噸。回收的鉻再生作為鞣革劑復用於製革企業,去除鉻的「潔淨」汙泥用於園林綠化或焚燒。

在研究過程中,我們發現如果用於汙泥中重金屬的去除或提取,用「生物淋濾」一詞描述Bioleaching這個原本用在生物浸礦上的名詞似乎總感覺到詞不達意,因為它在濃縮液態汙泥處理上並沒有微生物菌液「噴淋」或「淋濾」的過程,而是微生物與液態汙泥一起混合反應逐漸將汙泥中重金屬溶解出來的構成。因此,2007年以後我們根據這個意涵再結合Bioleaching的讀音,意譯(Bio-生物)加音譯(leaching-瀝浸)為汙泥「生物瀝浸」。因此,2007年及以後我們發表的所有文章都將其更名為「生物瀝浸」,這就是我們汙泥生物瀝浸技術命名的最初來由。

在製革汙泥無害化研究中,我們驚奇地發現,生物瀝浸過程不但能把重金屬提取出來,對消除製革汙泥惡臭和殺滅病原菌有極為顯著的效果,而且明顯改善了汙泥脫水性能。生物瀝浸後用隔膜廂式壓濾機就可將汙泥一步脫水到含水率60%以下,而不需要添加任何高分子絮凝劑。2008年前後,恰好全國城鎮汙泥處理問題開始凸顯,其中一個面臨的最大問題就是如何將汙泥深度脫水後減量。鑑於城鎮汙水處理廠多汙泥產量大,又受到高度重視,因此,我們迅速轉變了研究思路,專攻城鎮汙泥深度脫水的問題。我們意識到,由於是生物方法處理,汙泥脫水後泥質好,對後續資源化或處置很有幫助,因此一定會有更廣闊市場。

於是,2009年開始,我們自己募集資金,在無錫市排水處、景津壓濾機集團公司等大力支持下,在無錫太湖新城汙水處理廠建立了國際上第一個具有生產性規模(日處理5萬噸汙水所產生的汙泥)城鎮汙水處理廠汙泥生物瀝浸處理的示範工程。

2010年8月24日該示範工程正式投入運行,一周調試後達到預期處理目標,隨後接受了環保部、住建部和許多省市主管部門的領導以及行業專家的現場考察。加拿大Tyagi教授在2011年5月初也來到現場考察,他說國際上之所以沒有汙泥生物瀝浸的實際工程,包括他自己課題組後來之所以沒有繼續做汙泥生物瀝浸的研究,是源於當地汙泥越來越「乾淨」(重金屬不超標),認為用這個方法去除重金屬已經沒有實際應用價值。而我們卻正是得益於利用中試工程平臺研究製革汙泥重金屬去除時,偶然發現生物瀝浸在脫水上有很大功效才最終發展和推動了汙泥生物瀝浸技術的應用。為使得該工藝更加優化和發現問題,我本人帶著我的幾個博士生和碩士生,就住在生物瀝浸反應器旁邊的工棚中8個多月,既當研究者又當操作工(我們當時沒有請工人),獲得了大量的第一手寶貴資料,我們就是在工地現場迎來了2011年的春節,也是我們畢生不會忘記的一次春節。因為我們是用研究生的手機在生物瀝浸反應池邊看的春節聯歡晚會,看完後又需要測試各指標和做好第二天進泥等準備,大年初一,無錫市排水處領導專程來現場慰問了我們。

2011年5月,我們正式將生物瀝浸專利技術連同這個已經連續運行8個來月的示範工程以獨佔許可形式完整地移交給合作夥伴——北京中科國通環保工程技術股份有限公司。在雙方的共同努力下,該技術在全國各地開始應用,截止目前,通過該技術,汙泥處理量達到2200萬/日,預計今年年底達到3000噸/日。

二、生物瀝浸技術基本原理

基本概念:

生物瀝浸是一種源於微生物的技術,汙泥生物瀝浸工藝是在城市汙水處理廠的濃縮汙泥(含水97%左右)中接種複合微生物,在運行中投加一定少量的營養物質,曝氣處理約48h,使汙泥pH降至2~5(取決於是否要去除重金屬),完成生物瀝浸過程。

複合微生物組成:

1)嗜酸性自養菌以硫桿菌為主,是生物瀝浸技術的主要工作微生物,如嗜酸性氧化硫硫桿菌、鐵氧化鉤端螺旋菌等等。這類菌以二氧化碳做碳源,不能利用和分解有機物,這些菌除需要常規的N,P,K,Ca,Mg等外,還需要利用還原性硫如硫代硫酸鈉、硫磺粉、硫化鐵(FeS2)、亞鐵等做能源物質。

2)嗜酸性異養菌包括耐酸性的紅酵母菌、地黴屬、絲狀真菌等等大概有五六種。這些菌以汙泥中溶解性小分子有機物為碳源,不能利用二氧化碳做碳源。

兩類微生物復配原因:主要工作微生物為嗜酸性硫桿菌,為自養菌,自身是不分解有機物,不以有機物為碳源,以二氧化碳為碳源。特別是汙泥中的小分子水溶性有機物,是對自養菌有毒的。汙泥與礦石的區別,就是礦山有機物含量低,而汙泥有機物含量高,如果長期運行就會使自養菌退化,不穩定。因此汙泥中的有機物特別是水溶性的小分子有需要匹配一部分耐酸性異養菌,在酸性條件下,將汙泥中小分子有機物作為碳源供自身代謝並分解成二氧化碳,消除對第一類微生物的毒性,放出的二氧化碳又供給第一類微生物做碳源,促進第一類微生物更好在汙泥環境中生長和發揮作用。

由於兩類微生物復配,因此需要匹配特殊的營養物質。除了氮磷鉀鈣鎂之外還需要包括硫代硫酸鹽、硫粉等能源物質,也需要添加少量特殊的有機物。

1、溶出重金屬原理:

汙泥中重金屬以硫化物、碳酸鹽形式和有機結合態等不溶性形態存在。在硫桿菌作用下,汙泥pH會降低,難溶性的硫化物會氧化為可溶性的硫酸鹽,難溶性重金屬就會從汙泥裡溶解進入水相,進入水相的重金屬,往往可加沉澱劑進行沉澱去除。但汙泥中重金屬嚴重超標時,可啟動溶出重金屬的這個反應。

2、促進汙泥脫水原理:

常規的剩餘活性汙泥是菌膠團,都由異養菌組成,異養菌會分泌很多胞外聚合物(EPS),EPS的親水性非常強,即EPS越多,汙泥越難脫水。因此,剩餘活性汙泥直接脫水想要達到含水率80%以下是十分困難的,除非採用極端條件。

而生物瀝浸技術中的自養菌特徵是個體小,且分泌的EPS是異養菌的1/10,所以想方設法讓自養菌在汙泥脫水體系中佔絕對優勢,這樣就能使自養菌替代原來的異養菌,成為優勢菌。這樣會使原來活性汙泥中的菌膠團破碎,包裹在其中的毛細管水會釋放出來,又由於低的EPS,會使得汙泥很好脫水。因此,以自養菌為主的生物瀝浸汙泥不需要加任何絮凝劑,可脫水到60%以下。

我們也使用其他自養菌做過驗證試驗,例如,我們設法使硝化細菌這個自養菌在汙泥中變成優勢菌,汙泥的脫水性能就明顯變好。這說明微生物的替代效應(用自養菌替代汙泥原有的異養菌)能夠促進汙泥脫水。

硫桿菌氧化還原性硫產生硫酸,降低pH,也會促進汙泥脫水。這是由於汙泥表面顆粒帶負電荷,pH的降低恰恰提高了H+濃度,汙泥顆粒表面負電荷被中和後汙泥易於聚沉和絮凝,促進了汙泥脫水。

此外,汙泥生物瀝浸過程中產生的次生礦物在一定程度上也促進了汙泥脫水,但微生物的替代效應、pH降低應該起主導作用。

3、除臭原理

硫桿菌具有很強的氧化性,硫桿菌能夠將硫化物、硫化氫、氨氧化,這些往往是導致汙泥發臭的物質,由於硫桿菌的氧化作用,因此除臭效果好。因為生物瀝浸創造的低pH和氧化環境,會使得病原菌不適應這一環境,因此有殺菌作用。

生物瀝浸技術功效:

1)創造的低pH環境可高效去除重金屬;

2)能明顯消除惡臭、除病菌;

3)不需要加任何化學絮凝劑,可直接一步脫水到含水率60%以下,實現深度脫水的目標;

4)能夠實現汙泥減容;

5)生物瀝浸不會損害汙泥有機質和NP等養分,由於汙泥含有機質高,堆肥後的汙泥可用於園林綠化,用作營養土。

三、工藝介紹

1、含重金屬很高的汙泥:需要同時考慮深度脫水和脫除重金屬(如製革汙泥)。需要將pH降低到一定程度,使重金屬完全溶出,然後固液分離,後續對重金屬進行處理。工藝圖如下:

2、重金屬不超標汙泥(一般的城市汙水處理廠汙泥):生物瀝浸之後直接脫水,不需要太低的pH,4-5就可以,不需要很長的反應時間,能夠節省成本。工藝流程見下圖:

影響因素

1)溫度溫度對生物瀝浸效率的影響主要是通過影響微生物的生長和繁殖實現的。一般而言,最適溫度是25-35℃,反應器溫度最好高於15度。

在處理效果上,夏天反應效果通常好於冬天,因此在冬季通常採用加大回流、提高微生物密度、反應器加蓋保溫等方法來解決溫度低的問題。

2)汙泥濃度汙泥越濃、有機質越高,生物瀝浸需要的時間越長。汙泥濃度一般城市汙水處理廠濃縮汙泥就可以,一般汙泥含水率最好為97%左右。

3)有毒物質比如說殺菌劑、消毒水進入汙泥系統,會對生物瀝浸有負面影響。

4)重金屬濃度一般情況下,汙泥重金屬濃度不會影響生物瀝浸作用。對於不同類型的汙泥,需要控制工藝參數,達到處理效果。一般而言,銅鋅超標的汙泥不需要很低的pH;而鉻超標的汙泥通常pH要控制得更低,才有可能使鉻溶解出來。

生物瀝浸堆肥的優勢

堆肥產品主要應用於園林綠化,目前不被允許用在農田上。

案例分享:

目前主要聯手北京中科國通環保工程技術股份有限公司在做工程推廣。已經在寧波南區汙水處理廠、寧波北區汙水處理廠、寧波三菱化學有限公司、無錫蘆村汙水處理廠等多個汙水處理廠或企業得到應用。

1、無錫蘆村汙水處理廠—市政汙泥2012年6月底建成投產運行,處理對象為蘆村汙水處理廠一、二、三期的所有汙泥,設計規模200t/d(含水率80%),每天產生含水率60%以下的瀝浸汙泥餅100t。由於汙水處理未達到滿負荷,實際每天產生瀝浸汙泥餅約70t。將濃縮汙泥泵入生物瀝浸池,曝氣條件下反應48h,然後流入勻質池中,直接用隔膜廂式壓濾機壓濾脫水。所獲得的生物瀝浸汙泥泥餅含水率為(59.2±1.4)%,有機質為(47.1±2.6)%,pH為(5.7±0.1),與處理前的汙泥相比,生物瀝浸汙泥餅有機質並沒有明顯損失。泥餅通過螺旋輸送機輸送到泥鬥中收集後,用專用卡車裝載到設在同一廠區內的汙泥堆肥場進行高溫堆肥處理。一般價格銷售在300-500元/噸。

工藝流程圖

2、浙江海寧某製革企業——製革汙泥該項目為中試工程項目,2005年開始運行,日處理20噸製革汙泥,回收汙泥中的鉻並實現汙泥深度脫水。設有生物瀝浸反應器、沉澱池、金屬回收池、脫水機房、焚燒系統、風機房等設施設備。

製革汙泥中回收的鉻

小結

生物瀝浸的技術是源於微生物的方法,只要我們能很好掌握微生物知識和相關設備運行要求和參數,就能讓這個技術良好運行。目前汙泥處置的方法,各有優缺點,生物瀝浸的優點非常明顯,在不加化學藥劑的條件下一步脫水,同時使得有機物的熱值、有機質保持不變,同時能去除重金屬、消除惡臭、殺菌,這是它最大的優點。生物瀝浸需要改進的最重要的一點就是,反應時間比較長,比如說若要去除重金屬,反應時間通常就需要48小時。我們這幾年一直在攻克這個問題,目前我們已經能有效的降低反應時間,使得效率提高3-5倍。

生物瀝浸技術適用性非常廣適用於市政汙泥,重金屬含量超標的汙泥,製革、毛紡與印染行業汙泥,釀造業汙泥,造紙,食品加工等等行業。

精彩答疑

1、汙泥經生物瀝浸後可直接上脫水機,什麼類型的脫水機都可以嗎?

答:只是隔膜廂式壓濾機(俗稱「板框壓濾機」),其他壓濾機如帶式脫水機、離心脫水機是不可以的。

2、生化汙泥,目前壓濾機脫水,應該都是微生物體外水,所以脫水率低,是否可以這樣理解?

答:目前脫水機脫除的主要是毛細管水,而且脫不完全。

3、儲泥池裡加酸調低pH後會不會不用加PAM了呢?

答:如果單純降低pH,比如說加稀硫酸,脫水性能是有所提高,但遠達不到生物瀝浸深度脫水的程度。儲泥池裡加酸調低pH後不管你加與不加PAM,都不能夠用隔膜廂式壓濾機良好脫水。

4、請問硫單質不溶於水,還有塊狀的,怎麼被硫桿菌吸收呢?

答:將硫放在硫桿菌的微生物菌液中,硫桿菌會吸附到這些硫顆粒表面和發生氧化作用,使得其表面變成親水性,你會看到此時不溶於水的硫會與水混溶,變成懸濁液。要使得還原性硫起更大作用,反應更快,一般會將硫磺粉與硫代硫酸鹽進行復配。

5、要想提高脫水率,「破(細胞)壁」是個突破方向?

答:個人認為,並不是因為破壁促進了汙泥的脫水性,而是因為所謂的「破壁」作用改變了汙泥的結構,使得毛細管水破壞。從理論上,若細胞被破壁,含蛋白質等內容物流出,反而不好脫水。

6、目前,汙泥資源化有發電,堆肥,制油等方面,您有沒有研究過將含水率百分之六十以下的汙泥用於制油。

答:這個我們還沒有做過研究。曾經用過含水10%的汙泥做類似於秸稈氣化那樣的嘗試,但效果不是很好。汙泥制油這一塊值得去嘗試,因為汙泥的有機質含量是非常高的。國內外有許多單位在做,甚至有一些達到中試規模。

7、加進去的硫被氧化後,形成的硫酸根在堆肥的時候,會不會形成硫化氫惡臭?

答:其實不會有太大影響,因為加進去的硫從比例上看還是很少的,而且在反應系統中會很快被氧化成硫酸鹽,是以硫酸鹽形式存在的。堆肥過程是好氧過程,硫化氫的產生量是非常低的。在高溫期以前由於耗氧量大,要注意多翻堆或多鼓風,不要造成局部厭氧環境就不會產生硫化氫惡臭。

8、瀝浸時間縮短,基於什麼原理,比如是菌類還是工程,技術措施?答:提高菌密度效果就很好,如掛膜、回流等,當然還有優化其他工藝參數。

9、利用硫桿菌和嗜酸異養菌組合,可以消除硫化氫之類的,但是氨氮好像沒有除去,生物瀝浸完成後也需要經過沉澱和濃縮吧,然後才能進行壓榨脫水,那脫水後的汙泥應該會有硫化細菌,在進行好氧堆肥時候,就有可能產生局部厭氧,會不會也會反流化產生惡臭,同事生物瀝浸池汙泥進行脫水,生物量會減少,會不會對下個周期產生影響?

答:氨氮會被氧化而被去除大部分。生物瀝浸完成以後可不需要濃縮,因為進入反應器的就是含水97%濃縮汙泥,可以直接經過板框,中間不經過沉澱。汙泥返臭的問題是需要注意的。因為任何有機物含量很高的汙泥,若不及時處理,在缺氧條件就會分解產生惡臭。生物瀝浸產生的含水率60%以下的汙泥餅長時間堆放,由於有機物含量高,也會因有機物分解而產生惡臭;因此,每天產生的汙泥餅最好能日產日清,用於堆肥或作其他資源化利用,長期存放最好不要超過一個星期。

10、關於除臭過程中,通過氧化來進行除臭,那麼臭氣是分解到大氣中,這些分解的臭氣是否需要做進一步的處理呢?

答:不需要進一步處理的,因為硫化氫、硫化物能夠完全氧化。

11、請問是否是每個汙水處理廠都可以上此系統?有沒有規模要求(比如經濟,運行的可行)?

答:汙水處理廠越小單位投資成本高。做過最大的是日處理汙泥1000噸,最小的是日處理水量3萬噸的水廠。日處理水量100萬噸到3萬噸的都可以用。當然也存在一個經濟性問題,越小成本越高,越大成本越低。

12、汙泥堆肥後的ph值大概是多少?

答:堆肥前的pH大概在5.5-6.5之間,堆肥後大概在7-7.5之間。

13、請問該技術可否用來提取皮革汙泥裡面的六價鉻?答:這個技術最早是用來做皮革裡面鉻提取的,因為好的脫水性後來用在城市汙泥處理上,做製革汙泥鉻提取的效率非常好。製革汙泥的鉻不是六價的而是三價的。

14、請問有行業或技術規程規範嗎?比如工程設計中主要技術參數要求,爆氣方式,量等?還是專利?

答:目前本技術是南京農大以獨佔許可形式給北京中科國通環保工程技術股份有限公司使用。中科國通公司通常在調試時會給用戶提供技術手冊的。

15、汙泥堆肥前需要調節pH嗎?

答:堆肥前是不需要調節pH,可以直接堆肥。

16、厭氧汙泥可否用這個生物瀝浸技術?

答:測試過很多不同的汙泥類型,都是可以用生物瀝浸技術的。

17、在堆肥過程中,生物瀝浸汙泥與普通泥對農作物的影響如何?

答:做過實驗,生物瀝浸汙泥堆肥與普通泥堆肥的肥效會更好些。

18、生物瀝浸中自養菌在汙水中含有麼?(降低pH後),能訓化出來麼?這種技術是不是在貴金屬上面使用更多?

答:生物瀝浸技術最早源於貴重金屬的提煉,比如說金礦、鈾礦、銅礦的提煉,在貴重金屬領域也可以用,如果是低品位的,微生物方法還是很好的,從原理上講,如果含重金屬廢棄物的有機質越低,這一方法會更好,因為相當於一個低品位的礦床。

19、生物瀝浸的汙泥停留時間是多久,需不需要一直補充複合菌種?

答:目前設計汙泥停留時間最長不超過48h。菌是一次性投入,不需要一直補充的,但會每隔一季度定期對菌種進行保養和維護。

20、請問如何保持復配微生物菌劑在瀝浸過程的生態優勢?

答:只要滿足工藝參數要求,這一菌就會始終變成優勢菌。

21、那麼低的pH對設施及設備有啥要求?

答:如果不去除重金屬的情況下,反應器中的pH在4-4.5之間,是需要做防腐的。

22、運行時間如果很長的話,它的菌群結構跟您原復配菌劑的結構會不會有很大的差異?

答:酸性條件下,嗜酸硫桿菌始終佔有優勢。但長時間會有所變化,因此,我們會定期免費為客戶保養。

23、是不是類似海底熱泉那種菌,喜歡極端條件,比如這個低pH。

答:是的,工作菌是一個極端嗜酸的環境微生物。

24、高濃度重金屬相對容易,越低越不易處理,這套系統最低能做到多少?

答:通常要去重金屬的話,重金屬的溶出率可達到90%甚至達到100%,但是去除率通常在80%左右。

25、影響因素裡您有提到汙泥濃度,對於高濃度汙泥,在處理時有沒有特別的措施?

答:對於高濃度汙泥,拿含水率80%的脫水汙泥來說,通常要用水稀釋或者用剩餘活性汙泥來稀釋,稀釋到含水率在97%左右最佳。

26、生物瀝浸反應器中複合微生物替代活性汙泥中常規異養菌是如何實現的?

答:微生物替代效應,即在酸性條件下,只有硫桿菌會生長的好,而其他微生物生長受抑制,這是由於條件選擇壓力造成的。

27、複合微生物對氧氣的需求是多少?活性汙泥需要2ppm,生物瀝浸呢?

答:對氧氣的需求不高,一般來講和活性汙泥一樣就可以,甚至可以比活性汙泥更低,因為化能自養型微生物不分解有機物,只需要提供維持自身代謝的溶解氧就可以。實際上,只要曝氣攪拌開來溶解氧就可容易達到4-6mg/L。

28、因為微生物比較嬌嫩,如果遇到誤操作或外界因素,比如溫度、pH之類的影響,導致微生物出現問題,一般採取什麼措施呢?

答:這類微生物耐性很強。假如出現異常問題,一個辦法是停止進泥,加入營養劑悶曝一天到兩天,不加新的汙泥,就能夠自行恢復;如果微生物死亡,則需要重新接種。

結束語:

在此非常感謝@周永祥、@李永紅,兩位老師為我們帶來關於汙泥生物瀝浸及資源化利用技術的精彩分享。

李老師主要從汙泥資源化的角度去分享生物瀝浸技術和應用,介紹了汙泥資源化過程中存在的問題,如何通過生物瀝浸技術來進一步的處理汙泥,使之達到可資源化過程。也舉例說明了堆肥應用。

周老師則從生物瀝浸技術的發展歷史、基本原理與功效、工藝及案例方面,詳細介紹了該技術在脫除重金屬、脫水、除臭除病菌、堆肥方面的優勢。當然生物瀝浸技術也存在反應時間比化學方法長(通常要48h)的不足,但榮幸的是,在目前的研究中取得了一定的成果。任何技術都不是十全十美的,相信不斷的探索與創新會助力這一技術更好的發展,擁有更廣闊的市場應用前景。

感謝圈友的積極提問和老師們的詳細解答,在分享後對這一技術有了更深入的了解。

最後,非常感謝大家的積極參與,在未來我們將努力做得更好,為大家打造一個優質的分享平臺,也希望大家能夠多多支持,積極參與其中。


編輯:李丹

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