Los lodos de alcantarillado municipales son residuos sólidos, semisólidos y líquidos generados en el proceso de tratamiento de aguas residuales. La composición del lodo es compleja, e incluye partículas sólidas como fibras, sedimentos y residuos de animales y plantas mezclados con aguas residuales domésticas o aguas residuales industriales. Una sustancia sólida de flóculos coagulados, varios coloides, materia orgánica y elementos metálicos adsorbidos, gérmenes, microorganismos y huevos. Si estos lodos se descargan o eliminan de manera inadecuada, causarán una grave contaminación al medio ambiente circundante. Por lo tanto, es de gran importancia buscar tecnologías económicas y eficaces de reducción, inofensivas y de tratamiento de lodos de recursos.

Con la aceleración de la urbanización en China, el número de plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas ha aumentado año tras año, y la capacidad de tratamiento de aguas residuales ha aumentado gradualmente, y la producción de lodos también ha aumentado dramáticamente. Según la encuesta, a finales de septiembre de 2010, se habían construido un total de 2.631 plantas de tratamiento de aguas residuales en ciudades, condados y algunas ciudades clave, y la capacidad diaria de tratamiento de aguas residuales alcanzó 1.22 × 108 m3. El proyecto de tratamiento de aguas residuales urbanas en construcción en el país alcanzó 1849. La capacidad total de diseño es de aproximadamente 0.466 × 108m3 / día. Según el rendimiento de lodo del 3,8%, la descarga diaria de lodo es de aproximadamente 6,4 × 106 m3. El método de eliminación de lodos de la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales es transportar el lodo al vertedero o formarlo directamente mediante la concentración adecuada. Por un lado, es fácil causar contaminación secundaria, por otro lado, los recursos útiles en el lodo se pierden, lo que resulta en un desperdicio de recursos.

Obviamente, con la construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas, la forma de tratar y eliminar los lodos será cada vez más importante. En la actualidad, los métodos tradicionales de eliminación de lodos de China incluyen el relleno sanitario, la incineración y el uso directo de la tierra. Estos métodos de tratamiento no utilizan efectivamente el lodo, y existen muchos problemas sociales y ambientales, no la eliminación del lodo. La mejor manera. Por lo tanto, la búsqueda de métodos apropiados de utilización de recursos es la investigación más importante en el tratamiento y eliminación de lodos.

En la actualidad, existen tres formas principales de utilización del calor residual industrial: la primera es la caldera de calor residual para recuperar el vapor de calor residual para el uso del proceso de vapor saturado o para la generación de energía; la segunda es usar una bomba de calor o una unidad de absorción de bromuro de litio para Recupere el calor residual y produzca agua caliente o vapor, que se utiliza en procesos, aire acondicionado y calefacción doméstica; el tercero es usar el expansor de tornillo para recuperar el calor residual, impulsar directamente el generador para generar electricidad o impulsar bombas, ventiladores y compresores. Para recuperar el calor residual, el expansor de tornillo también se utiliza en la recuperación de la presión residual.

1. Utilización del calor residual de temperatura media y alta

La caldera de calor residual produce una caldera de vapor y calor para recuperar vapor recuperando el calor residual del proceso de producción.

En la actualidad, las calderas de calor residual se utilizan principalmente para recuperar calor residual gaseoso, como los gases de combustión de alta temperatura y los gases de escape combustibles. El vapor producido tiene dos direcciones de uso, una se puede usar directamente para producción y vapor doméstico, y la otra es que el vapor se puede usar para que los generadores de turbinas de vapor generen electricidad.

2. Utilización del calor residual a baja temperatura

La unidad de bomba de calor y la unidad de refrigeración de absorción de bromuro de litio comprenden dos tipos de unidades. Primero, la unidad de refrigeración por absorción de bromuro de litio utiliza calor residual industrial para proporcionar agua fría o refrigeración por aire acondicionado para la industria. En segundo lugar, las unidades de bomba de calor (como las bombas de calor de absorción de bromuro de litio) usan agua caliente o vapor para absorber el calor de fuentes de calor de baja calidad para calefacción industrial o urbana. La fuente de calor de conducción de la bomba de calor de absorción de bromuro de litio es vapor, gases de combustión a alta temperatura, calor generado por combustible de combustión directa (gas, combustible), agua caliente residual, vapor de calor residual y similares.

En comparación con las calderas de calor residual, las unidades de bomba de calor de absorción de bromuro de litio se usan comúnmente para la recuperación de calor residual de baja temperatura, mientras que las calderas de calor residual se usan más para la recuperación de calor residual de temperatura media y alta. En segundo lugar, los campos de aplicación son diferentes. El agua caliente y el vapor suministrados por la bomba de calor de absorción de bromuro de litio se utilizan para la refrigeración del proceso y del aire acondicionado, y el vapor proporcionado por la caldera de calor residual se puede utilizar para la generación de energía de la turbina de vapor. Tercero, en el proyecto actual de recuperación de calor residual, la caldera de calor residual se utiliza principalmente para recuperar el calor residual gaseoso, y la unidad de bomba de calor de bromuro de litio puede recuperar el calor residual (como el agua caliente residual y el combustible) después de recuperar el calor residual gaseoso.

3. El uso de presión residual

Expansor de tornillo El expansor de tornillo puede usar vapor, agua caliente a alta temperatura, líquido bifásico vapor-líquido y otros medios como la energía, convertir la energía térmica en energía mecánica para impulsar generadores para generar electricidad o impulsar directamente bombas, ventiladores, compresores, etc. . En la actualidad, existen dos métodos principales para la aplicación del expansor de tornillo: uno es recuperar la presión residual del vapor y el otro es utilizar el sistema de ciclo Langken de refrigerante orgánico para recuperar el calor residual.

(1) Recuperar la diferencia de presión de vapor

Caso: si el vapor generado desde la caldera se suministra al vapor industrial después de ser despresurizado, el expansor de tornillo puede usarse para recuperar la presión residual para la generación de energía.

Composición de la unidad: máquina de potencia de expansión de tornillo + generador (bomba de circulación, compresor, ventilador, etc.) + unidad de condensación (opcional)

Suplemento: es especialmente adecuado para el sistema de generación de energía diferencial de vapor saturado con presión de vapor ≥0.3MPa, temperatura ≤300 ° C y diferencia de presión de entrada y salida entre 0.2 ~ 1.0MPa. Cuando la diferencia de presión es mayor a 1.0 Mp, los expansores de tornillo múltiples pueden reducirse en serie. En la recuperación de calor residual, la presión de vapor generada por la caldera de calor residual es generalmente mayor que la del vapor industrial, y el expansor de tornillo se puede combinar con el expansor de tornillo para lograr la reducción de presión y la generación de energía.

(2) Sistema de circulación de fluido de trabajo orgánico para recuperar el calor residual industrial

Caso: si hay agua caliente industrial (por encima de 60 ° C), el fluido de trabajo orgánico se puede intercambiar con agua caliente para el intercambio de calor. El fluido de trabajo orgánico se convierte en vapor-líquido en dos fases y luego ingresa al expansor de tornillo. El expansor de tornillo impulsa el generador a través del trabajo. La energía se genera, y la mezcla de vapor y líquido después del trabajo ingresa al condensador para condensarse, y luego regresa al calentador a través de la bomba de fluido de trabajo, de modo que el trabajo se realiza un ciclo.

Composición de la unidad: intercambiador de calor + máquina de potencia de expansión de tornillo + generador + unidad de condensación de alta eficiencia + equipo auxiliar
Suplemento: recuperación del expansor de tornillo La principal diferencia entre la generación de energía de calor residual y la caldera de calor residual combinada con la generación de energía de la turbina de vapor es que el expansor de tornillo reemplaza la turbina de vapor. En comparación con la turbina de vapor, la ventaja es que el fluido de trabajo que ingresa al expansor de tornillo puede ser agua caliente (superior a 60 ° C), vapor, gas y líquido, y la turbina de vapor solo puede ser vapor; En segundo lugar, el expansor de tornillo puede conducir el generador. Generación de energía, también puede conducir directamente ventiladores, bombas, compresores; tercero, el flujo de vapor en el expansor de tornillo es bajo, bajo nivel de ruido, desgaste interno.

En la actualidad, en el país existen dos situaciones en relación con el tratamiento de los filtros:

Graves deficiencias en la FINANCIACIÓN

La inversión total en sistemas de lixiviación de más de 70 vertederos construidos, con una inversión total de entre 400 y 500 millones de yuan, no puede compararse con la inversión de miles de millones de yuan anuales en la eliminación de aguas residuales municipales en el país.Las inversiones en la reducción de la pimienta han dado lugar a sistemas que apenas funcionan y a otros que ni siquiera funcionan y que, por consiguiente, quedan obsoletos.Aunque en los últimos años se han introducido en el mercado algunos nuevos procesos, la mayoría de ellos son experimentos exploratorios que no han superado la prueba de la ejecución de las obras, principalmente debido a la inestabilidad de los resultados de los tratamientos y a la baja tasa de cumplimiento.

Tecnologías de tratamiento que deben mejorarse

Actualmente existen tres tipos de tecnologías de tratamiento del lixiviado: la primera es la adopción de técnicas tradicionales de tratamiento de las aguas residuales domésticas, fundamentalmente bioquímicas sencillas, que son en gran medida deficientes y representan más del 60% del total de las obras de lixiviación.En segundo lugar, en los últimos años, muchos institutos de investigación han estudiado constantemente nuevas tecnologías, han mejorado los métodos antiguos, han integrado nuevos procesos y se han aplicado a obras de ingeniería que no han dado los resultados deseados, que representan alrededor del 10%.En tercer lugar, hay vertederos que carecen de buenas técnicas de tratamiento y que simplemente se enfrentan con más del 20% de esas técnicas.

En los países desarrollados occidentales, el tratamiento de lixiviación en gran escala y de interés para ellos se exploró en el decenio de 1950, principalmente en medio de la resignación y el fracaso, hasta que, en el decenio de 1980, con la aplicación de la tecnología de tratamiento de membranas al tratamiento de lixiviación, se abandonó la ruta tecnológica basada en la ósmosis inversa, en la que se combinaban reactores biológicos eficientes con la ósmosis inversa.El desarrollo de la tecnología de tratamiento del lixiviado en el extranjero durante casi una década ha llevado a la eliminación gradual de la tecnología de tratamiento de lixiviación simple bioquímica, que ha sido reemplazada por la tecnología avanzada de tratamiento de membranas basado en la ósmosis inversa y la combinación de procesos bioquímicos eficientes.Desde 2003, con la intensificación de los esfuerzos nacionales en materia de protección del medio ambiente, eliminación de desechos y lixiviación, se han terminado los trabajos para introducir en el extranjero tecnologías avanzadas de tratamiento de lixiviado antisósmoso, lo que ha elevado el nivel de tratamiento del lixiviado en el país y ha abierto una nueva era en el tratamiento del lixiviado.

La ósmosis inversa en disco, debido a sus características técnicas singulares de canal abierto, proceso corto y turbulencia, hace que el equipo sea muy adaptable al lixiviado y que su tratamiento sea eficiente y no se vea afectado por cambios en la calidad del lixiviado y la calidad del agua de salida sea estable.La alta calidad del agua que se extrae demuestra la gran adaptabilidad de la contraósmosis en disco a la compleja calidad del agua, con altas concentraciones de lixiviado y grandes variaciones.

Para: baja carga de lodo a largo plazo y sal de nutrientes insuficiente

Si el grado de expansión aún no ha alcanzado un alto grado de expansión, ajustar la carga de lodo y reponer una cantidad suficiente de sal nutritiva puede devolver gradualmente el lodo a un estado normal.

Entre ellos, el ajuste de la carga de lodo debe basarse en el aumento de la cantidad de lodo, complementado por el aumento de la carga influyente, de modo que la carga de lodo pueda alcanzar 0.2 KGBOD / KGMLSS.d o superior. Bajo la premisa de satisfacer la demanda de los microbios de nutrientes como N y P, la carga puede alcanzar un intervalo razonable, lo que puede promover la proliferación de las micelas de bacterias, y la tasa de crecimiento es mayor que la de las bacterias filamentosas, lo que inhibe la expansión del lodo ; Al mismo tiempo, aumentar la descarga del exceso de lodo no solo puede mejorar la carga de lodo del sistema, sino también descargar una gran cantidad de bacterias filamentosas, lo que es beneficioso para la ventaja de las micelas de bacterias en el crecimiento de lodo activado durante el proceso. Proceso de optimización y ajuste. estado.

Para: alta temperatura del agua, bajo oxígeno disuelto
Si el grado de expansión aún no ha alcanzado un alto grado de expansión, el lodo puede volver gradualmente a su estado normal ajustando la carga de lodo mientras aumenta la cantidad de aireación.

Si la cantidad de suministro de oxígeno es difícil de aumentar en gran medida debido a razones del equipo o la temperatura del agua, el ajuste de la carga de lodo se puede lograr aumentando la descarga de lodo y reduciendo la concentración de lodo del tanque de aireación.

Dado que la disminución en la concentración de lodo es beneficiosa para reducir la demanda de oxígeno, el aumento en la proporción de alimento a alimento es beneficioso para la eficiencia de utilización del oxígeno.

Para: pH bajo
En este caso, la carga de lodo es a menudo insuficiente. Si el grado de expansión no ha alcanzado un alto grado de expansión, además de ajustar el valor de pH del agua influyente, agregar álcali líquido al tanque de aireación, aumentar la descarga de lodo y aumentar la carga de lodo Es una herramienta de ajuste necesaria.

Precauciones
A través del ajuste del proceso, el período de tiempo requerido es más largo, y la calidad del agua residual se deteriora durante mucho tiempo e incluso provoca una descarga deficiente, que no vale la pena perder para la empresa. En este punto, el lodo expansivo en el sistema se puede vaciar, y es una opción razonable inocular un nuevo lodo activado para volver a cultivarlo.

Además, debe tenerse en cuenta que las personas a menudo hacen esto: agregan sustancias inertes, agentes bacteriostáticos al sistema y aumentan el pH a más de 10 para aplastar el micelio filamentoso y matar los hongos filamentosos. Estas medidas no se recomiendan porque no solo el alto costo, sino también la operación involuntaria conducirán a un mayor deterioro del efluente del sistema, y ​​eventualmente tendrán que elegir volver a cultivar el lodo activado, extendiendo el ciclo de procesamiento.

La expansión del lodo activado se puede dividir en: expansión del lodo bacteriano filamentoso causada por la proliferación excesiva de bacterias filamentosas en el lodo y expansión del lodo bacteriano no filamentoso sin la presencia de una gran cantidad de bacterias filamentosas. De hecho, más del 90% de la expansión del lodo es causada por bacterias filamentosas, y menos del 10% es causada por bacterias no filamentosas.

Expansión de lodo no filamentoso

La expansión de las bacterias no filamentosas ocurre principalmente cuando la temperatura del agua residual es baja y la carga de lodo es demasiado alta. En este momento, las bacterias adsorben una gran cantidad de materia orgánica, que es menos que el metabolismo, y acumula una gran cantidad de sustancias de polisacárido altamente viscosas fuera de la célula, por lo que los archivos adjuntos a la superficie aumentan considerablemente. Es difícil precipitar la compresión. Cuando el nitrógeno es gravemente deficiente, también es probable que cause hinchazón. Porque si el nitrógeno es deficiente, los microorganismos no pueden utilizar completamente la fuente de carbono para sintetizar material celular, y el exceso de fuente de carbono se convierte en almacenamiento extracelular de polisacáridos. Este almacenamiento es un compuesto hidrofílico de alta densidad, que forma fácilmente agua unida, lo que afecta la contaminación. El rendimiento de sedimentación del lodo produce una expansión de lodo altamente viscoso.

Cuando se infla el lodo no filamentoso, su efecto de tratamiento bioquímico sigue siendo alto y el efluente es relativamente claro. El examen microscópico no muestra proliferación excesiva de bacterias filamentosas. En la operación real, la expansión del lodo no filamentoso ocurre menos y daña No es muy grave.

Hinchazón de lodo filamentoso

La hinchazón de lodo causada por la proliferación excesiva de bacterias filamentosas es común en el trabajo diario, y la causa es muy complicada. Hay muchos factores que afectan la expansión del lodo filamentoso. El lodo activado es un sistema de cultivo mixto en el que existen al menos 30 bacterias filamentosas que pueden causar hinchazón de lodo. Las bacterias filamentosas son una clase indispensable de microorganismos en la relación con el sistema de micelas de bacterias activas. Su presencia juega un papel muy bueno en la purificación de las aguas residuales: mantiene la estructura del flóculo del lodo y mantiene el tratamiento bioquímico. La eficiencia de purificación y la filtración de sólidos en suspensión en la precipitación son de gran importancia.

Cuando las bacterias filamentosas están en equilibrio con las micelas de bacterias, no se producirá hinchazón de lodo. Solo cuando las bacterias filamentosas crecen más que las bacterias micelas, el lodo se expande.

Para el lodo activado normal, existe una relación proporcional apropiada entre las bacterias filamentosas y las micelas fúngicas. Si las bacterias filamentosas crecen y se multiplican, se inhibirá el crecimiento y la reproducción de la masa del hongo, y las bacterias filamentosas que proliferan excesivamente se extenderán más allá de la superficie del lodo, haciendo que los flóculos se aflojen, el rendimiento de sedimentación se deteriore, el volumen del lodo para expandir, y el lodo para asentarse. Tanto la relación como el índice de volumen de lodo son altos, que es la expansión de lodo bacteriano filamentoso.

El nitrógeno amoniacal aumenta con la expansión del lodo, y cuando el lodo se expande severamente, se puede observar una gran cantidad de bacterias filamentosas bajo el microscopio para sobresalir de la superficie de la micela. La hinchazón de los lodos no solo es de alta incidencia, es común, y una vez que es difícil de controlar, por lo general toma mucho tiempo adaptarse.