廃水処理におけるスラッジ除去の包括的な分析

I.スラッジの定義と生成

1. 意味
   スラッジとは、廃水処理中に生成された半固体または固体残基を指します。それは、有機破片、細菌のバイオマス、無機粒子、コロイド、およびその他の物質で構成され、高い水分含有量（初期≥99％）、高い有機含有量、および生分解性を特徴としています。によると 水質汚染防止法 、スラッジは、スクリーニング、スカム、グリットを除く、廃水処理の副産物として分類されます。

2. ソース

   • 治療段階 ：

• 前処理 （例えば、スクリーン、グリットチャンバー）は、スクリーニングとグリットを生成します。
• 一次治療 （一次堆積タンク）一次スラッジを生成します。
• 二次治療 （生物学的反応器、二次クラリファイア）は、活性汚泥を生成します。
• 三次治療 （化学凝固、ろ過）化学スラッジを生成します。
  • 廃水タイプ ：地方自治体、産業、給水スラッジが含まれます。
  • 収率 ：流入品の品質と治療プロセスに応じて、10,000トンの廃水（水分含有量80％）あたり5〜10トンのスラッジ。

3. 構成とリスク
   スラッジには、病原体、重金属（鉛、カドミウムなど）、持続性の有機汚染物質、およびその他の汚染物質が含まれています。不適切な取り扱いは、二次汚染（富栄養化、重金属の浸出）につながる可能性があります。

ii。主要なスラッジ除去方法とプロセス

中核的な目的は次のとおりです ボリュームの削減、安定化、無害性、およびリソースの回復 。重要なステージには含まれます 肥厚、脱水、安定化、乾燥、最終処分 .

1. 肥厚
   • 目的 ：間質水を除去して体積を減らします（水分含有量は99％から94〜97％に）。
   • テクノロジー ：

     方法	利点	制限
     重力肥厚	低エネルギー、単純な操作	大きなフットプリント、リンの放出
     浮選	希釈汚泥に適しています	高エネルギー消費
     遠心	高効率、コンパクト	高い資本とメンテナンスコスト

2. 脱水
   • 目的 ：輸送を容易にするために、水分含有量を65〜80％に減らします。
   • テクノロジー ：

• 機械的方法 ：ベルトフィルタープレス（活性汚泥用）、プレートアンドフレームフィルタープレス（湿気≤60％）、遠心分離機（連続動作）。
• 自然乾燥 ：小さな植物の気候依存性、低コスト。
  • ケーススタディ ：Shanghai Bailonggangスラッジプロジェクトでは、1日1,500トンを処理して、高圧ダイアフラムフィルタープレスを使用しています。脱水スラッジは、埋め立てまたは焼却されます。

3. 安定
   • 目的 ：有機物を分解し、臭気を減らし、病原体を減らします。
   • 方法 ：

• 嫌気性消化 ：バイオガス（50〜70％のメタン）を生成しますが、気密システムが必要です。
• 好気性堆肥化 ：農業のためにスラッジを腐植に変換します。
• 石灰の安定化 ：素早い病原体の不活性化が、スラッジの重量を増加させます。

4. 乾燥
   • 目的 ：リソースリカバリのために10〜40％の水分含有量を達成します。
   • テクノロジー ：

     方法	利点	制限
     熱乾燥	大量減少（90％）	高エネルギー、臭気排出
     太陽乾燥	低炭素、低コスト	気候に依存し、遅い
     電子レンジ	高速で均一な乾燥	高い機器コスト

5. 最終処分
   • 埋め立て ：単純ですが、厳格な標準（湿気≤60％、有機物≤5％）が必要であり、浸出液の生成リスクが必要です。
   • 焼却 ：ボリューム削減（10％灰残基）が完全ですが、排気処理が必要です。
   • 土地申請 ：重度の金属制限を条件として、土壌の改善のための堆肥化されたスラッジ。
   • 材料の再利用 ：スラッジレンガ（たとえば、広州Heyuan Projectは36,000のレンガ/年を生み出します）

iii。技術比較

IV。実世界のアプリケーション

1. ジンジャンスラッジ処分センター（中国） ：
   • 「バックプレッシャー蒸気タービン廃熱乾燥」を使用し、180,000トン/年を処理し、1日36,000レンガを生産します。
2. 上海ベイロンガンプロジェクト ：
   • アジア最大のスラッジ施設。埋め立て/焼却にスラッジが使用された40％の水分への高圧脱水。
3. 唐辛子ガス化プロジェクト ：
   • 流動化ベッドガス化を使用して、1日1日あたりのスラッジを蒸気と電気に変換します。

V.新興技術

1. 熱分解/炭化 ：土壌の修復または燃料（エネルギー集約型）のために、スラッジをバイオチャーに変換します。
2. 超音波治療 ：キャビテーションを介して脱水を強化します（多くの場合、他の方法と組み合わせます）。
3. プラズマテクノロジー ：高温分解（ゼロ二次汚染;スウェーデン/日本で使用）。
4. 生体電気化学システム ：発電による微生物分解（ラボスケール）。

vi。課題と推奨事項

• 技術的な障壁 ：高い化学的使用（ポリアクリルアミドなど）、エネルギー集約型乾燥。
• ポリシーのニーズ ：スラッジのリサイクル基準を強化する（例えば、 スラッジ治療のための技術ガイドライン ）そして、建設中の灰の再利用を促進します。
• コストの最適化 ：コストを削減するために、電力/セメントプラントとの共同加工を奨励します。