污泥减量化、无害化、稳定化、低碳化处理及其_资源化利用技术研究可行性研究报告(编辑修改稿)

污泥减量化、无害化、稳定化、低碳化处理及其_资源化利用技术研究可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

力 ”。 脉冲电磁的杀菌机理 主要表现在以下两个方面： 1）电场作用：生物体内的大多数分子和原子具有极性（等效电偶极子）和磁性（分子电流模型），外加电磁场会对生物产生影响或作用。 在外加电磁场的作用下，电偶极子和分子电流会随着电磁场的方向取向。 在静电磁场中，只是建立一个新的终极状态，但在时变电磁场中，电偶极子和分子电流会随着电磁场的变化而振动。 显然，不同强度分布的外加电磁场对不同生物的影响程度是不同的。 医学界在研究中发现细胞体在电磁场中有异常表现，典型的表现是对电磁波的应答现象。 这种生物应答现象发生在远离平衡状态，生物体对满足一定条件的电 磁场的影响是非线性的，并表现出频率特异性功能和功率特异性。 效应的能源有时来自生物系统内部，外部电磁场只是起到触发作用。 细胞是最基本的生命单元，在细胞中，每个细胞膜内外都有一定的电位差，在外加电场的作用下，膜内外的电位差会增大，通透性会增加，细胞发生渗透，继续适度处理，当电磁场达到一定值（ EEO，HHO）时，细胞膜就发生不可修复的破裂，这种现象称为电穿孔。 同时，由于电磁场是变化的，在极短的时间内，电磁场的频率、强度都会发生极大的变化，在细胞膜上产生振荡效应。 不可逆的电穿孔和激烈的振荡效应能使细胞破裂，这种 破裂导致细胞结构紊乱，从而杀死细胞，进而杀死细菌。 2）电离作用：变化电磁场的介电阻断性对微生物具有抑制作用。 在外加电磁场的作用 12 下，污泥空间中的带电粒子将产生高速运动，撞击污泥分子，使污泥分子分解，产生阴、阳离子，同时，电解质电解出阴、阳离子。 这些阴、阳离子在强电磁场的作用下极为活跃，穿过本来就已提高通透性的细胞膜，与微生物内的生命物质如蛋白质、 RNA作用，因而阻断了细胞内正常生化反应和新陈代谢的进行。 另外，电磁场能够使水分子的氢氧键断裂，在水中生成过量的超氧阴离子自由基、过氧化氢及自由质子。 而过氧化氢有强 烈的氧化作用，作用于生物分子，会破坏 DNA，导致细胞死亡。 液体介质中电离作用产生的臭氧同样有强烈的氧化作用，能与细胞内物质发生一系列反应。 以上两种作用的联合构成了杀死细菌体的主要因素。 （ 2） 污泥深度脱水和脱除重金属的无害化处理工艺 1）预沉分离：取城镇污水处理厂含水率为 %~%的剩余污泥，加入一定量的反应剂，搅拌混凝 10~35min 后，制成混合液。 将此混合液泵入重力浓缩池，经过 30~120min的自然沉降，达到初步浓缩的目的，得到上清液和浓缩污泥，将所述上清液从重力浓缩池的上部自然排出，送回污水处理厂的污水处理系统，将所述浓缩污泥从重力浓缩池的底部排出，进入下道工序处理。 2）浓缩污泥无害化处理：排出后的浓缩污泥进入杀菌系统，通过前期的酸化作用后进行微波加热，浓缩污泥中的微生物被杀死并分解，微生物体内的大量间隙水、毛细管水水分及其吸附的重金属被排出。 污泥中重金属在该条件环境下转化为酸溶性金属离子而进入溶液，污泥中组分性质发生改变，胶粘性降低或消失，污泥透水透气性增加，污泥中的臭气成分被氧化分解成为 无臭成分。 3）机械过滤固液分离：对经过改性处理后的浓缩污泥，用板框压滤机等常规机械设备进行过滤，得到过滤液和干污泥渣。 4）过滤液用石灰调节 pH 值至 ~9 后，送回污水处理厂的污水处理系统或根据过滤液中重金属性质与含量等因素，按照湿法冶金原理，加入适量比例的反应剂，进行中和、沉淀、过滤，获得形成稳定状态的重金属化合物渣和废水。 重金属化合物渣根据其含量和 13 实际情况，可进行深加工回收或销售给冶炼厂。 废水即可经处理后排放或循环使用，或返回污水处理厂。 5）根据干污泥渣含量及各地的实际情况，进行深加工，生产有机复混肥、建材或固体燃料等。 （ 3）污泥无害化处理装备 本项目处理污泥所用到的设备设施主要是重力浓缩设施、微波杀菌系统、板框压滤系统，如图 3图 3图 34 所示。 重力浓缩设施：根据处理量大小进行自行设计和制造，达到把含水率 95%的污泥，在辅助药剂的絮凝下，实现污泥第一次脱水，达到含水率约 92%。 微波杀菌系统：通过发射高频率的微波，产生温度场与电磁场，直接而有效地在整个物料内部产生热量，促进细菌的分子高速运动，加速其细胞膜的挤压而破裂，从而达到杀菌的目的。 板框压滤系统：混合液流经过滤介质（滤布），固体停留在滤布上，并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼。 而滤液部分则渗透过滤布，成为不含固体的清液。 （ 4）污泥浓缩、机械脱水和干化的效果 本项目可实现对剩余污泥、二沉污泥的快速深度脱水。 具体污泥浓缩、机械脱水和干化效果见以下实验结果。 实验 1： 污泥样品取自湖南某污水处理厂，含水率为 %，含固率为 %。 取污泥 置于烧杯中，按照本项目工艺进行处理，然后将浆液进行固液分离，并用 2L 水进行洗涤，得污泥渣和浆液。 连续 3 次实验得到的污泥渣的湿重和干重如表 31 所示。 表 31 连续 3 次实验得到的污泥渣的湿重和干重（ Kg） 序号 污泥渣来源 污泥湿重 污泥渣湿重 污泥渣干重 含水率 1 污水 % 14 2 污水 % 3 污水 % 实验 2： 污泥样品取自湖南岳麓区污水处理厂，含水率为 %，含固率为 %。 处理方法如同实验 1，连续 3 次实验得到的污泥渣的湿重和干重如表 32 所示。 实验 3： 二沉污泥样品取自湖南星沙某污水处理厂，含水率为 %，含固率为 %。 取污泥 置于烧杯中，加水 ，加质量浓度为 93%的工业级硝酸 ，搅匀，送入微波装置中加热，使浆液温度达到 70℃并维持 20min，然后将浆液进行固液分离，并用 水进行洗涤，得干污泥渣和浆液。 连续 3 次实验得到的干污泥渣的湿重和干重如表 33所示。 实验 4： 二沉 污泥样品取自湖南开福某污水处理厂，含水率为 %，含固率为 %。 处理方法如同实验 3，同样取二沉污泥 用于实验。 连续 3 次实验得到的干污泥渣的湿重和干重如表 34 所示。 实验 5： 污泥样品取自东莞某污水厂，含水率为 %。 处理方法如同实验 3，并将实验结果送至湖南省分析测试中心进行检验，检验结果表明，经本技术处理后，污泥含水率降至 45%。 具体检测结果见附件 ——湖南省分析测试中心检验报告 20xx06087。 从以上实验数据可以分析得出，本项目的污泥浓缩、机械脱水和干化效果明显，可大大减少污泥干量，使污泥含水量降低到 50%左右。 （ 5）污泥脱臭的效果 污泥经本项目技术处理后，可达到杀菌除臭的目的。 具体实验结果如下： 实验 6： 二沉污泥样品取自湖南星沙某污水处理厂，含水率为 %，含固率为 %。 通过 MicroStation 全自动快速微生物鉴定仪，鉴定污泥中含微生物种群数量与微生物种类数量。 鉴定步骤如下： （ 1） 平板扩大培养：用 BIOLOG 专用培养基将纯种扩大培养； （ 2） 配制菌悬液：按要求配制一定浊度 (细胞浓度 )的菌悬液； 15 （ 3） 接种培养：将菌悬液接种至微孔鉴定板 (Microplate)，培养一定时间； （ 4） 获取结果：将培养后鉴定板放入读数仪中读数，软件自动给出鉴定结果。 取二沉污泥 置于烧杯中，进入快速沉降，加入一定量的反应剂，使得其含水率降低至 95%左右，然后再进入生化反应区，反应完成后输入加温预处理系统，在加温预处理系统中，使浆液温度达到一定温度并维持一定时间。 按不同温度与时间条件连续 3 次进行试验，将浆液按上述方法进行测定微生物种群数量与微生物种类数量。 二沉污泥微波加热杀菌前后微生物种群 数量变化及微生物种类数量变化情况如表 3表 36 所示。 由表 35 和表 36 可知，二沉污泥采用本方法微波加热后，有效实现了杀菌除臭的目的，污泥臭气浓度（无量纲） ≤20。 （ 6）脱除污泥中重金属的效果 本项目无害化污泥处理技术可有效去除剩余污泥、二沉污泥中重金属，具体实验结果如下。 实验 7： 污泥样品取自湖南某污水处理厂，含水率为 %，含固率为 %。 在103~105℃下将污泥干燥至恒重后，测量样品中的重金属含量。 取污泥 置于烧杯中，按照本技术处理，然后将浆液进行固液分离，并。