En la actualidad, la tecnología de tratamiento y eliminación de lodos se refiere principalmente al procesamiento de concentración, regulación, deshidratación, estabilización, secado o incineración de lodos para lograr la reducción, estabilización e inocuidad de los lodos. En la actualidad, las tecnologías de tratamiento y eliminación de lodos comúnmente utilizadas incluyen Tecnología de digestión anaeróbica, tecnología de fermentación aeróbica, tecnología de deshidratación profunda, tecnología de secado térmico, tecnología de estabilización de cal y tecnología de incineración.
Tecnología de digestión anaerobia
La digestión anaerobia del lodo se refiere al proceso de descomposición de materia orgánica biodegradable en el lodo en dióxido de carbono, metano y agua por bacterias facultativas y bacterias anaerobias en condiciones anaerobias para estabilizar el lodo. Es uno de los medios comúnmente utilizados para la reducción y estabilización de lodo. La digestión anaerobia del lodo tiene las ventajas de reducir el volumen del lodo, estabilizar las propiedades del lodo y generar gas metano.
La digestión anaeróbica de lodos tradicional tiene las desventajas de una reacción lenta, baja tasa de degradación de la materia orgánica y baja producción de metano, lo que limita las ventajas de la tecnología de digestión anaeróbica. Según la teoría de tres etapas de Bryant, la hidrólisis es el paso limitante en la digestión anaerobia de lodos La pared celular del lodo transfiere la materia orgánica intracelular de la fase sólida al líquido La pared celular del lodo transfiere la materia orgánica intracelular de la fase sólida al líquido Fase, promueve la hidrólisis del lodo y mejora el efecto de digestión anaeróbica del lodo.
A medida que la cantidad de lodo en varios países continúa aumentando y la demanda de energía y la calidad del lodo con el aumento continuo, algunos de los materiales de digestión anaerobia del lodo original se enfrentan a expansión y transformación. La tecnología de pretratamiento de lodo puede mejorar el efecto de digestión anaerobia La holgura, mejora el efecto de deshidratación de lodos y aumenta la producción de biogás. Puede reemplazar el beneficio de la expansión del tanque digestivo hasta cierto punto, por lo que ha sido ampliamente utilizado en investigación y aplicación. Entre ellos, la tecnología de hidrólisis térmica a alta temperatura es relativamente madura. , esta tecnología ha desarrollado diversos procesos, como la hidrólisis térmica de Cambi, la hidrólisis térmica de biotelisis y la hidrólisis enzimática de Monsal. Se ha promovido y aplicado en Europa en los últimos años, Noruega, Gran Bretaña y Australia. Hay casos de aplicación exitosa.
La visión de la limitación de la tecnología de digestión anaeróbica con bajo contenido de lodos también se ha convertido en un punto caliente. La ventaja de la digestión anaeróbica de lodos con alto contenido de sólidos es que la eficiencia de producción de biogás es mayor que la La digestión anaeróbica tradicional, debido a que el contenido sólido del lodo aumenta considerablemente, y la cantidad de materia orgánica que puede ser contactada y digerida por la unidad de biomasa microbiana en el digestor anaeróbico mejora enormemente. Su eficiencia en la producción de gas y la carga de procesamiento también aumentan. En la actualidad, se han desarrollado una variedad de tecnologías de digestión anaeróbica de lodos altamente sólidos en países extranjeros, y se han aplicado en proyectos prácticos. Por ejemplo, el proceso finlandés HLAD controla el contenido sólido de lodos en el tanque de pre-reacción en un 10% para 15% La eficiencia de producción de gas es 30% más alta que la digestión anaeróbica de lodos tradicionales.
Ventajas técnicas:
El proceso de digestión anaeróbica puede matar algunas bacterias patógenas y huevos de parásitos, de modo que el lodo se estabilice y no se ponga rancio.
El proceso de digestión anaeróbica produce biogás, que permite la recuperación eficiente de la energía de la biomasa de lodos.
La digestión anaeróbica puede degradar 35% ~ 50% de sólidos volátiles en el lodo, reducir los sólidos secos del lodo y ayudar a reducir el costo del tratamiento y eliminación posterior de lodo. El volumen puede reducirse aún más después del desagüe.
Desventajas técnicas:
Mantener la temperatura requerida para la digestión anaeróbica requiere una cantidad significativa de calor.
El proceso de digestión anaeróbica de lodos tiene un tiempo de residencia prolongado, generalmente alcanzado 20 ~ 30 días, lo que resulta en un gran volumen de tanque de digestión anaeróbica y una operación y gestión complicadas.
Las bacterias metanogénicas requieren condiciones ambientales elevadas y deben cultivarse en la fase de inicio, con un tiempo inicial de depuración inicial.
Después de la digestión anaeróbica, el contenido de humedad del lodo sigue siendo alto y debe seguirse.Los métodos más utilizados son el secado por calor y la deshidratación profunda.
2. Tecnología de fermentación aeróbica.
La fermentación aeróbica es un proceso en el cual, en condiciones aeróbicas, los microorganismos oxidan una porción de la materia orgánica absorbida en una sustancia inorgánica simple a través de la absorción, oxidación, descomposición, etc., mientras liberan la energía requerida para las actividades de crecimiento microbiano; y otra parte de La materia orgánica. Luego se sintetiza en un nuevo citoplasma, lo que permite que los microorganismos crezcan y se multipliquen, produciendo más organismos. La fermentación aeróbica a alta temperatura del lodo descompone continuamente la materia orgánica, de modo que la temperatura del montón se incrementa continuamente y el agente patógeno Las bacterias y los huevos parásitos se pueden matar y hacer inofensivos. La fermentación aeróbica a alta temperatura del lodo se llama compost y se puede usar como un mejorador de suelos y fertilizante orgánico. La fermentación aeróbica a alta temperatura del lodo debe prestar atención al problema del metal pesado Contaminación de lodos: durante el tratamiento, debido a la acción de las bacterias aeróbicas, es fácil y para producir olores malignos, se debe evitar la contaminación por olores. El contenido de humedad del lodo después del tratamiento generalmente puede ser inferior al 40%.
En la actualidad, las principales formas de proceso de compostaje de lodos se dividen en estáticas y dinámicas, y se pueden dividir en tipo de banda y tipo de almacén de acuerdo con la forma de apilamiento del material. Otros reactores en forma de reactores generalmente se utilizan en proyectos pequeños.
Existen cinco aspectos principales que restringen la aplicación industrial de la tecnología de compostaje de lodo: espacio en el piso, contaminación secundaria causada por la descarga de olores, alimentación de material seco y almacenamiento y transporte seguro, eliminación final de lodo y problema de salud y seguridad del operador. Proceso, el proceso de compostaje dinámico ha logrado ciertos avances en estos cinco aspectos: sobre la base de la tecnología de torneado mecánico y la tecnología de compostaje estático de ventilación forzada, China ha desarrollado un conjunto completo de tecnología de compostaje biológico de control automático CTB con derechos de propiedad intelectual independientes. El proceso de biodescubrimiento (SACT) se basa en la teoría de los tanques de fermentación abiertos horizontales, que se mejora y Innovado a través de la construcción de estructuras, mejora Ingreso de equipos de torneado mecánico y adopción de sistemas automáticos de entrada y salida La teoría del sistema automatizado de compostaje reduce aún más los costos de inversión y operación en aplicaciones de ingeniería y logra buenos resultados de ingeniería.
Ventajas técnicas:
El proceso de fermentación aeróbica puede matar bacterias patógenas y semillas de malezas en el lodo y lograr la inocuidad.
El proceso de fermentación aeróbica puede degradar la mayor parte de la materia orgánica en el lodo y reducir el contenido de humedad del lodo al 40%, lo que se reduce.
El fertilizante producido después de la fermentación aeróbica se puede aplicar a la tierra para lograr la utilización de los recursos.
No se requiere una fuente de calefacción externa y el costo operativo es relativamente bajo.
Desventajas técnicas:
El lodo es y, y los metales duros son difíciles de estabilizar, la superficie es estrecha y solo se puede utilizar como fertilizante para jardinería.
Gran huella.
Se genera una gran cantidad de olor durante el proceso de compostaje, que contamina el ambiente circundante.
3. Tecnología de desagüe profundo
En los últimos años, se ha desarrollado la tecnología de deshidratación de lodos, y los avances tecnológicos se han centrado en el desarrollo de agentes acondicionadores antes de la deshidratación de lodos y la mejora de la maquinaria y el equipo de deshidratación. En la actualidad, el uso de acondicionamiento químico de lodos + tecnología de deshidratación mecánica, agente de acondicionamiento de lodos La humedad del organismo del microorganismo se separa, y finalmente la mayoría del agua ligada en el lodo. La tecnología se ha aplicado a gran escala en el tratamiento de lodos de la planta de tratamiento de aguas residuales de curtiduría. El contenido de humedad del lodo después del tratamiento puede ser inferior al 50%. Para cumplir con los requisitos de tratamiento y eliminación posteriores de lodos, es necesario En cambio, reduzca el contenido de humedad del lodo deshidratado mecánico convencional.
El tratamiento de temple y revenido del lodo es el vínculo clave y la tecnología central para la deshidratación profunda de lodos. Se puede decir que la tecnología de acondicionamiento de lodos determina el éxito o el fracaso del proyecto de deshidratación profunda de lodos. Hay muchos métodos para enfriar y templar los lodos domésticos. Es común agregar agente deshidratante, floculante o coagulante al lodo para cambiar la existencia y estructura de las moléculas de agua (principalmente agua intersticial y agua capilar) en el lodo. Conduce a la separación de agua y lodo bajo ciertas condiciones. Los agentes son cloruro férrico (o sulfato férrico, sulfato férrico polimérico) más cal viva.
El equipo de deshidratación profunda de lodo es principalmente una prensa de filtro de marco de placa de diafragma de alta presión. Al aplicar presión desde el exterior del lodo, la humedad en el lodo templado se lixivia y se separa para obtener una torta de lodo que tiene un alto contenido sólido. Muchos de los fabricantes de equipos domésticos, y la conciencia de la marca es mayor. El rendimiento del equipo es mejor en Shandong Jingjin y Hangzhou Xingyuan. El proceso de fabricación del equipo y la calidad han mejorado.
Ventajas técnicas: buen efecto de reducción, bajo consumo de energía, pequeño espacio de piso, corto período de construcción y corto tiempo de procesamiento.
Desventajas técnicas: el cloruro férrico es altamente corrosivo y la cal rápida es fácil de escalar. Como resultado, la prensa de filtro de marco de diafragma de alta presión tiene altos costos de operación y mantenimiento, esterilización estable e insuficiente, olor leve y el contenido de materia orgánica en el El lodo no se reduce.
4. Tecnología de secado térmico de lodos.
El secado térmico del lodo se refiere al proceso de eliminación de la humedad del lodo a través de la transferencia de calor entre el lodo y el medio térmico. El sistema de secado térmico del lodo incluye principalmente el sistema de almacenamiento y transporte, el sistema de secado, la purificación de gases de escape y el tratamiento. Sistema, el sistema de instrumentos de autocontrol eléctrico y su sistema auxiliar.
Según el grado de secado del lodo, se divide en dos tipos: secado completo y semi-secado. «Secado completo» se refiere al tipo de contenido sólido más alto, como el contenido sólido de lodo después del secado es más de 85 En forma de secado de lodo, el lodo se divide en secado directo y secado indirecto. El secado directo es contactar directamente con el Y un agua de refrigeración cruda, también conocida como sistema de secado por convección de calor; el secado indirecto es el uso de medios de conducción por el medio de calor (tal Como vapor) a través de la pared de metal para transferir calor al lodo, el agua evaporada a través del gas portador (como el aire Quite y lave la condensación, también conocido como el sistema de secado por transferencia de calor.
En la actualidad, la máquina de secado utilizada para el secado de lodos incluye principalmente: secador de lecho fluidizado por transferencia de calor por convección, secador de tambor, secador de banda, secador de disco giratorio de calentamiento por conducción, secador de paletas, máquina de secado de turbo secador combinada con calentamiento por convección y conducción.
El lodo se reduce significativamente en volumen y el volumen se puede reducir aproximadamente 4 veces.
Después del tratamiento de secado, se puede formar un producto estable, y la propiedad del lodo se mejora considerablemente.
El producto seco es inodoro y libre de patógenos, lo que reduce los efectos negativos asociados con el lodo y hace que el producto tratado sea más aceptable.
El producto seco se usa para una variedad de propósitos, como fertilizantes, enmiendas del suelo, fuentes de energía alternativas y similares.
Desventajas técnicas:
Gran inversión, alto consumo de energía y altos costos operativos.
El secado a altas temperaturas es propenso al olor.
El control del polvo en el proceso de secado es estricto y existen riesgos de seguridad.
5. Tecnología de estabilización de cal
Al agregar una cierta proporción de cal viva al lodo deshidratado y una mezcla uniforme, la cal viva reacciona con la humedad del lodo deshidratado para formar hidróxido de calcio y carbonato de calcio y liberar calor. La tecnología de estabilización de cal puede desodorizar, esterilizar, inhibir la corrosión, deshidratación, Y pasiva los iones de metales pesados.
El proceso típico es el siguiente: el lodo con un contenido de agua del 80% se envía desde el transportador de tornillo al silo para almacenamiento temporal, y el lodo y la cal viva se envían respectivamente al sistema de reacción del material de acuerdo con la relación de la relación de masa de 4 : 1 por el dispositivo de medición y transporte En el sistema de reacción del material, el lodo y la cal viva reaccionan y reaccionan, de modo que la temperatura en el sistema aumenta rápidamente a 100 grados, y el agua en el lodo se evapora en gran cantidad para El lodo de secado se transporta a un cobertizo de apilamiento al aire libre mediante un mezclador de doble tornillo para su almacenamiento y almacenamiento. Con el fin de evitar la contaminación secundaria en el proceso de secado del lodo, el tratamiento del polvo de cal descargado y El gas malodoroso puede realizarse agregando equipos de eliminación de polvo y desodorización.
En aplicaciones prácticas, además de agregar cal, a menudo se agregan otros excipientes para mejorar el efecto. Algunos de estos excipientes contienen N, aumentan la producción de gas NH3, fortalecen la esterilización y facilitan el uso de la tierra; algunos son sales de aluminio y hierro fuertemente ácidas. Y el efecto común es reducir la cantidad de cal Agregado y ahorra costos.
Ventajas técnicas:
La inversión es pequeña, el costo de funcionamiento es bajo, el espacio de piso es pequeño y la operación y administración son simples.
Puede eliminar bacterias vitales y no existe riesgo de regeneración bacteriana.
El producto seco es rico en una gran cantidad de hidróxido de calcio, óxido de silicio, carbonato de calcio y similares, y puede usarse como material base para materiales de construcción, material auxiliar de infraestructura vial, un suelo de relleno para un relleno sanitario y un relleno Para la construcción de carreteras.
El lodo estabilizado con cal tiene un alto valor de pH y puede usarse como agente desulfurante para equipos de incineración.
Especialmente adecuado para emergencias o eliminación por fases.
Desventajas técnicas:
Debido a la gran cantidad de cal añadida, el grado de reducción no es alto en comparación con otros procesos.
Es fuertemente alcalino, con bajo valor de uso del suelo y superficie estrecha.
La tarifa por consumo de drogas es alta.
6. Tecnología de incineración de lodos.
La incineración de lodos se refiere a la conversión de materia orgánica en lodos a CO2, H2O, N2, etc. bajo una cierta temperatura y condiciones aeróbicas suficientes. El calor liberado durante la reacción se utiliza para mantener las condiciones de temperatura de la reacción. La mayoría elimina el método de tratamiento de lodo. Elimina toda la materia orgánica, mata a todos los patógenos y minimiza el volumen de lodo.
La incineración de lodos generalmente adopta el proceso de lecho fluidizado y se divide en incinerador de lecho fluidizado fijo (burbuja), incinerador de lecho fluidizado circulante e incinerador rotativo de lecho fluidizado. Las cenizas de la incineración de lodos y las cenizas volantes recolectadas por los equipos de eliminación de polvo deben recolectarse, almacenarse y transportarse por separado. El proceso de incineración de lodos se usa ampliamente en ciudades grandes y medianas con economías más desarrolladas.En general, el uso combinado de la incineración en seco se utiliza para mejorar la eficiencia de utilización de energía térmica de los lodos.
Ventajas técnicas:
El lodo se trata mediante incineración para maximizar la reducción, la estabilización y la inocuidad.
La ceniza después de la incineración puede ser tratada directamente o con un agente quelante de metales pesados para ingresar al vertedero dependiendo del contenido de metales pesados, y también puede usarse como materiales de construcción o pavimentación.
Desventajas técnicas:
La inversión es grande y el costo de mantenimiento del equipo es alto.
El lodo en sí tiene un bajo poder calorífico y necesita ser mezclado con basura doméstica y carbón, y el costo de operación es alto.
Las emisiones de gases de escape son grandes y es fácil causar contaminación secundaria.
7. Evaluación integral
El objetivo del tratamiento de lodos es reducir, estabilizar y desintoxicar. Ser utilizado como recurso es un anhelo, y hay un largo camino por recorrer con la realidad. Generalmente es «incapaz» y no puede ser un objetivo que debe alcanzarse Cada método de tratamiento tiene diferentes ventajas.
El grado de reducción, secado por calor e incineración son los más altos. La estabilización de la cal y la fermentación aeróbica (compostaje) están en un nivel considerable, generalmente hasta el 35% (la fermentación aeróbica tiene una gran variación de 15 ~ 40 debido a las diferentes relaciones de diferentes procesos Es peor que la deshidratación profunda (42%) después del acondicionamiento químico, pero el contenido de humedad del producto es menor (porque la cantidad de sólidos inyectados es mayor), la digestión + El semisecado es del 50%, y la incineración del secado es del 95%, pero el aporte económico es mucho mayor.
El grado de estabilización, el secado por calor y la incineración son los más completos. La estabilidad de la cal, la fermentación aeróbica, la digestión anaeróbica también pueden lograr un buen grado de estabilidad, todavía hay una brecha en la deshidratación profunda.
El grado de inocuidad, el secado por calor y la incineración matan a los patógenos más a fondo. La fermentación aeróbica y la capacidad de estabilización de la cal son la segunda, y la digestión anaerobia y la capacidad de deshidratación profunda son ligeramente insuficientes.
En términos de ocupación de la tierra, la tecnología de estabilización de cal y deshidratación profunda tiene un tiempo de procesamiento corto y ocupa la menor cantidad de tierra. La fermentación aeróbica y la digestión anaeróbica generalmente demoran mucho tiempo y ocupan una gran área de tierra.
En términos de economía, la inversión en construcción estabilizada con cal y los costos operativos son los más bajos, los costos de operación y digestión anaeróbica, fermentación aeróbica, deshidratación profunda, secado térmico e incineración son más altos.
No hay mejor en la elección de la tecnología de tratamiento de lodos, solo la más adecuada. Según las diferentes regiones y los diferentes tipos de lodos, teniendo en cuenta el clima, las características regionales, las condiciones de construcción, etc., es una opción ideal para combinar varios procesos para lograr Los mejores resultados
