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污水处理厂的污水污泥管理

DariuszKROacute;LIK¹,PrzemysławWYPYCH²,JakubKOSTECKI

锡耶洛纳古拉大学，波兰锡耶洛纳古拉

1. 介绍

在污水处理厂的管理中对污泥管理必不可少，这与污水处理厂的运作密切相关。污泥在污水处理过程中作为产物形成，然后经过适当的处理机制。在最后阶段，必须妥善处理或管理它[6，9]。污水污泥管理的一种基本且最便宜的形式是其农业用途，因为它具有成土和施肥的功能。在使用之前，不得以异味滋扰，病原生物的存在以及为此目的不可接受的重金属含量为特征。

规范农业用于上述性质的污泥的可能性的法律法案是2015年2月6日环境部长关于市政污泥的规定（法律杂志，2015年第257条）。

污泥的有效稳定，卫生和排水严格取决于污水污泥中和的方向。最流行的方法是在封闭的发酵室中进行厌氧稳定化。除了产生有机化合物的分解外，还可以通过生产高能沼气来完成减少臭味和致病性生物失活的工作，这是一个严重影响该方法通用性的参数。发酵气体的适当处理可以大大满足污水处理厂的能源需求。

本文介绍了甲烷发酵处理污水处理厂污泥的过程，以及一级，二级，消化和脱水污泥的数量和性质。还介绍了产生的沼气量以及产生的能量，用于准备能量平衡。为了确定在农业中进一步使用污水污泥的可能性，还将根据病原微生物和重金属含量分类的污泥的特性与环境部长2015年2月6日的规定进行了比较。数据指2015年至2016年。

1. 污水污泥处理程序

污水处理厂的运营包括在物理，化学和生物过程中澄清市政污水。通过采用关于原污水的数量和质量的某些假设，选择并建造了生物去除率提高的机械和生物处理厂。污水处理过程包括一个机械零件，该机械零件包括格栅，带油脂收集器的曝气沙池和纵向预沉淀池以及包括生物反应器和两个二级沉淀池的生物部件。除污水处理过程外，还有污水污泥处理过程。污水处理和污泥处理的方案介绍如下（图1）。

在生物反应器（BR）中进行脱磷，硝化和反硝化过程后，部分生物质被送回再循环循环，并且所谓的再循环污泥在生物反应器之前在分离室中进行混合。剩余的生物物质的量不包括在该过程中，因为所谓的过量污泥直接用于进一步处理。由于水化程度高，过多的污泥会集中在机械筛鼓中。随后，将其与预来自重力预浓缩器中沉降池的沉降污泥，然后将所谓的渗滤液（污泥上清液）引向工艺水槽。接下来，将增稠的原始污泥送回密闭发酵室（CFC），以减少有机物的数量，病原生物的水平和腐烂的能力。在厌氧消化过程中（约20天），污泥得以稳定，沼气也被释放出来，用于产生热量和电能。

图1.包括污水污泥处理的废水处理顺序

二次重力浓缩机中的发酵污水污泥再次被压实，然后在两个离心机中脱水。在污泥处理技术过程的最后部分，将其用高活性石灰进行卫生处理并直接用于农业。

1. 污泥的数量和质量平衡

在污水处理厂中，在污水净化的连续阶段（即初始污泥和过量污泥）以及污水的处理和处置过程中（即冷凝的过量污泥，发酵和脱水污泥）形成了几种性质不同的污泥。它们的参数是有机部分的百分比含量[％]和干燥残留物的值，以kg/msup3;表示。每月最多进行3次测量。下表列出了2015-2016年各类型污泥的数量和质量的结果。

表1.2015年和2016年的初始污泥量和质量[5]

2016年，产生的初始污泥比2015年减少了3115msup3;。每月产生的污泥范围为1728至2794msup3;（2015）和1299至1970msup3;（2016）。

表2.压实前后过量污泥的定量参数

由于干物质含量低，过多的污泥必须在机械筛鼓中压实，以便将其与初始污泥混合。压实前后污泥量减少的结果如上所示。

在污水处理厂中，由于有两个二级沉淀池，因此产生的多余污泥比来自一个沉降器的初始污泥要多。每月产生的污泥范围为2000至5867msup3;（2015）和2023至6130msup3;（2016）。对于机械压实的污泥，这些值从837到1458msup3;（2015）和从829到1744msup3;（2016）连续振荡。

在不到一年的时间里，2015年少了11598msup3;的过量污泥，少了1215msup3;，剩余污泥的干渣在28至35kg/msup3;之间波动，而压实污泥的干渣在33至48kg/msup3;之间波动。2016年连续在28-33kg/m³和31-54kg/msup3;之间。2015年，过量污泥的有机物含量范围为70％至78％，而浓缩污泥的有机物含量为69％至74％。次年，它依次在76-78％和74-77％的范围内。还原过程对有机物含量百分比影响很小。

在污泥处理过程中，还会形成发酵和脱水的污泥。在厌氧发酵过程之后，更具体地说是中温发酵之后，将其脱水，使体积均匀化。定量参数如下。

表3.体积减小的发酵和脱水污泥的定量参数

每月产生的发酵污泥范围为2727至3995msup3;（2015）和2516至3826msup3;

（2016），而脱水的为131-239msup3;（2015）和179-284m³（2016）。干燥残留物保持在发酵污泥为16.7至18.5kg/msup3;（2015），脱水污泥为16.8至19.4kg/msup3;（2016），脱水为190226kg/msup3;（2015）从183至211kg/msup3;（2016）。

在一定时期内，脱水污泥的干残渣价值是发酵污泥的10倍甚至13倍。在污水处理厂中处理污泥的过程可以有效减少体积和水合，同时增加干物质。

1. 能量效率

图2.沼气和天然气的量[5]

在封闭的发酵室内对污泥进行厌氧稳定处理时，会释放沼气。产生的沼气的接收器是两台容量分别为230kW（也使用天然气）和220kW的内燃发动机，中央供暖锅炉和燃烧多余气体的割炬。2015年，生产了317186msup3;，2016年又从发酵污泥中生产了366709msup3;沼气。在给定时期内产生的平均沼气量大约为869msup3;/d和约1002msup3;/d。下图显示了用于产生能量和热量的沼气和天然气的数量。

2015年，火炬燃烧了1815msup3;的沼气，2016年燃烧了5245msup3;燃烧的沼气和天然气分别产生1089568kWh（2015）和1112036kWh（2016）

图3.2015-2016年污水处理厂的能量平衡[5]

的电和热.这些数量会影响污水处理厂的能量平衡（图3）。能源自给自足的基础是自己生产和购买的能源（相对于总用电量），大约为1。2015年约为59％，2016年为67％。

1. 污水污泥的最终管理

在致密化步骤，厌氧稳定和脱水之后，污水污泥在高反应性石灰卫生的最后阶段进行处理。通过使用此过程，污泥中包含的病原生物被破坏。为了用于农业目的，必须对产生的沉积物进行质量测试，因此，对其样品进行分析在认可的实验室中。进行了理化性质和病原生物的存在方面的测试。然而，最重要的是那些与重金属的含量，沙门氏菌属致病菌的存在以及肠寄生虫scar虫属（Ascarissp，Trichurissp。）的活卵数量有关的那些。和Toxocarasp。其在农业污水污泥中的可接受含量受法律监管，并已纳入2015年2月6日环境部长关于市政污水污泥的条例（2015年法律杂志第257条）。每4个月进行一次质量测试。他们的结果与2015-2016年期间有关，并在下面列出其容许值。

表4.停滞沉积物中重金属含量的测量结果[11]