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分散性污泥处置的技术分析
分散性污泥处置的技术分析
赵 峰
(南阳仲水环保技术应用中心,南阳,473000)
摘要:全国的分散性污泥总量远远超出污水处理厂的污泥量,且具有面广、分散、隐蔽性强的特点,文中采取系统状态分解、状态控制的方法,结合分散性污泥的特点,进行稳定性控制分析,得出:将化粪池改进为高位储泥消纳池,简便、可行性强,这种就地储存、消纳、控制污泥的应用模式,是一种治理分散性污泥的有效方法,有助于快速改善我国污泥处置设施严重不足的现状。
关键词:污泥处置;化粪池;消纳池;衡敛消纳;状态控制;
中图分类号:X705;N945.11;
引言
[1] [2]也没有对分散性污泥处置提供其他的解决方案。传统的分散性污泥处理设施是化粪池,化粪池污泥的清掏周期为90天、180天、360天[3],污泥外运另作处置。过去,化粪池的污泥经过腐化后,可作为肥料使用,但是随着社会的发展,将城市化粪池污泥作为肥料使用已经越来越少,同时由于我国污泥处理厂建设的不足,难以将化粪池污泥收集到污泥处理厂进行集中处理处置,化粪池污泥已经成为一个棘手问题,成了二次污染源。近年,国家在政策上加强了对污泥处理与处置的要求,但主要侧重于污水处理厂的污泥,化粪池的污泥量远大于污水处理厂的污泥,是治理污泥污染必须考虑的一项内容。化粪池污泥以有机物为主,有可降解性,依据污泥衡敛消纳的理论[4],采取消纳的方法可使化粪池污泥的增量最小化。文中针对化粪池的技术特点,采用状态控制技术,提出了化粪池技术改进建议,以及对分散性污泥就地消纳处置的技术路线。
分析的方法
原理与方法
依据物理稳定性理论[5]和衡敛系统性质[6]进行状态控制,当系统单位时间输出与输入保持平衡,系统状态是零增长,系统的物理状态具有稳定性。
控制方法:把污泥系统作为对象进行稳定性控制,容器及外部环境作为边界条件,将污泥系统分解为可降解污泥子系统和难降解污泥子系统的叠加,把污泥有效容积分为可降解污泥容积和难降解污泥容积,进行子系统的稳定性控制,使子系统的状态叠加满足系统控制目标。
污泥消纳处置的机理
污泥系统衡敛状态方程为: (1)
式中,表示系统污泥量,是单位时间输入的难降解污泥量,t是时间,衡敛值是。
根据污泥衡敛消纳理论[4],一定条件下,对于一个连续输入的污泥系统,若污泥系统内单位时间消减的污泥量趋于单位时间输入的污泥量,则系统中污泥的增量最小。在理想情况下,污泥充分降解消减,单位时间消减的污泥量等于单位时间输入的污泥量,则系统中污泥零增长。即:
(2)
式中,为单位时间输入污泥量,为单位时间输出污泥量。
系统状态消减是以一定消减速率向外输出,系统单位时间的输出值为:
(3)
因此,在完全消减的理想条件下: (4)
时,,满足输入-输出平衡的衡定状态,系统状态具有物理稳定性[5]。
分散性污泥的处置分析
污泥系统的分解
化粪池是分散性的污泥处理设施,化粪池中的污泥以可降解有机物为主,把有机物的降解消化作为系统的消减方式,分散性污泥系统衡敛状态方程为:
式中,表示化粪池污泥总量,是单位时间输入的难降解污泥,t是时间,是衡敛值。
采取系统分解的方法,将污泥系统分解为易降解污泥子系统和难降解污泥子系统,即:
[6] (5)
子系统状态值等于衡敛值,难降解污泥子系统是随时间累积的状态值,。
污泥的消减输出路径
化粪池污泥系统由易降解污泥子系统和难降解污泥子系统构成,要保持污泥系统输入-输出的平衡,不同性质的污泥子系统适用不同的消减输出方式。
污泥消减的输出路径:生化代谢的降解消化,向水体的溶解扩散,向外部的清掏转移。
易降解污泥子系统的控制
易降解污泥的输出路径
化粪池中污泥主要是可降解有机物,易降解污泥子系统的消减方式是生化降解消化,有机物的降解消化方式是子系统的状态输出路径,对应的状态值是污泥的降解衡敛值。
子系统的稳定性控制
对于易降解污泥子系统,当=时,有机物单位时间的输入量等于单位时间的输出量,子系统处于平衡状态,状态值不随时间延长而增长,具有系统的状态稳定性。
在污泥子系统中,有机物的降解抵消了有机物的增长,子系统是容积值稳定的系统,无须将有机物从容器中清掏排出,长期储存有机物,就能保持子系统的状态稳定。
难降解污泥子系统的控制
控制原则
难降解污泥子系统是随时间累积的状态值,。
保持系统稳定性的原则,是建立污泥输入-输出的状态平衡。难降解污泥子系统由难降解有机物和不降解
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