Komplexná analýza odstraňovania kalu pri čistení odpadových vôd

I. Definícia a generovanie kalu

1. Definícia
   Kal sa vzťahuje na polotuhé alebo pevné zvyšky generované počas čistenia odpadových vôd. Skladá sa z organických zvyškov, bakteriálnej biomasy, anorganických častíc, koloidov a iných látok, ktoré sa vyznačujú vysokým obsahom vlhkosti (počiatočné ≥99%), vysokým organickým obsahom a biologicky odbúrateľnosťou. Podľa Zákon o prevencii a kontrole znečistenia vody , kal je klasifikovaný ako vedľajší produkt čistenia odpadových vôd, s výnimkou premietania, spodiny a štrku.

2. Zdroje

   • Ošetrenie :

• Predbežnosť (napr. Screens, štrkové komory) produkuje premietanie a štrk.
• Primárna liečba (Primárne sedimentačné nádrže) generujú primárny kal.
• Sekundárna liečba (Biologické reaktory, sekundárne čističe) poskytuje aktivovaný kal.
• Terciárna liečba (Chemická koagulácia, filtrácia) produkuje chemický kal.
  • Typy odpadových vôd : Zahŕňa obecné, priemyselné a vodné zásobovacie kaly.
  • Výnos : 5–10 ton kalu na 10 000 ton odpadovej vody (pri 80% obsahu vlhkosti), v závislosti od kvality a procesov pripadania.

3. Zloženie a riziká
   Kal obsahuje patogény, ťažké kovy (napr. Olovo, kadmium), pretrvávajúce organické znečisťujúce látky a ďalšie kontaminanty. Nesprávna manipulácia môže viesť k sekundárnemu znečisteniu (eutrofizácia, vylúhovanie ťažkých kovov).

II. Metódy a procesy odstraňovania kľúčových kalov

Základné ciele sú redukcia objemu, stabilizácia, neškodnosť a obnovenie zdrojov . Kľúčové fázy zahŕňajú zahusťovanie, odvodnenie, stabilizácia, sušenie a konečná likvidácia .

1. Zhustenie
   • Účel : Odstráňte intersticiálnu vodu, aby ste znížili objem (obsah vlhkosti z 99% na 94–97%).
   • Technológie :

     Metóda	Výhody	Obmedzenia
     Zahusťovanie gravitácie	Nízka energia, jednoduchá prevádzka	Veľká stopa, uvoľňovanie fosforu
     Flotácia	Vhodný pre zriedenú kal	Spotreba energie
     Odstredivka	Vysoká účinnosť, kompaktná	Vysoké náklady na kapitál a údržbu

2. Odvodňovanie
   • Účel : Znížte obsah vlhkosti na 65–80% pre ľahšiu prepravu.
   • Technológie :

• Mechanické metódy : Stlačenia filtra pásu (pre aktivovaný kal), lisy filtra doštičiek a rámcov (vlhkosť ≤60%), odstredivky (kontinuálna prevádzka).
• Prirodzené sušenie : Klimatické, nízke náklady na malé rastliny.
  • Prípadová štúdia : Projekt kalu Shanghai Bailonggang využíva vysokotlakové listy filtra v membráne a ošetrenie 1 500 ton/deň; Odvodený kal je vyložený alebo spálený.

3. Stabilizácia
   • Účel : Degradujte organické látky, znížte zápach a patogény.
   • Metódy :

• Anaeróbne trávenie : Vytvára bioplyn (50–70% metán), ale vyžaduje vzduchotesné systémy.
• Aeróbne kompostovanie : Premieňa kal na humus pre poľnohospodárstvo.
• Stabilizácia vápna : Rýchla inaktivácia patogénu, ale zvyšuje hmotnosť kalu.

4. Sušenie
   • Účel : Dosiahnite 10–40% obsah vlhkosti pre obnovenie zdrojov.
   • Technológie :

     Metóda	Výhody	Obmedzenia
     Tepelné sušenie	Rolovanie vysokého objemu (90%)	Vysoká energia, emisie zápachu
     Sušenie slnečného žiarenia	Nízko-uhlíkové, nízke náklady	Klimatické, pomalé, pomalé
     Mikrovlnná rúra	Rýchle a jednotné sušenie	Vysoké náklady na vybavenie

5. Konečná likvidácia
   • Skládka : Jednoduché, ale vyžaduje prísne normy (vlhkosť ≤60%, organické látky ≤ 5%) a riziká generovania výluhu.
   • Spaľovanie : Úplné zníženie objemu (10% zvyšky popola), ale vyžaduje čistenie výfukových plynov.
   • Žiadosť o pozemok : Kompostovaný kal na zlepšenie pôdy, ktorý je vystavený limitom ťažkých kovov.
   • Opätovné použitie : Kalové tehly (napr. Projekt Guangdong Heyuan produkuje 36 000 tehál/rok)

III. Porovnanie technológie

Iv. Aplikácie v reálnom svete

1. Centrum likvidácie kalu Jinjiang (Čína) :
   • Používa „Sušenie odpadového odpadu z parného turbíny v zadnej tlaku“, spracovanie 180 000 ton/rok a výroba 36 000 tehál/deň.
2. Projekt Shanghai Bailonggang :
   • Najväčšie kalové zariadenie v Ázii; Vysokotlakové odvodnenie na 40% vlhkosť, pričom kaly sa používajú na skládku/spaľovanie.
3. Projekt splyňovania chongqingu :
   • Používa fluidné splyňovanie postele na premenu 100 ton/deň kalu na paru a elektrinu.

V. Rozvíjajúce sa technológie

1. Pyrolýza/karbonizácia : Premieňa kal na biochar na nápravu pôdy alebo palivo (energeticky náročné).
2. Ultrazvuková liečba : Zvyšuje odvodnenie kavitáciou (často v kombinácii s inými metódami).
3. Plazmová technológia : Rozklad vysokej teploty (nulové sekundárne znečistenie; použité vo Švédsku/Japonsku).
4. Bioelektrochemické systémy : Mikrobiálna degradácia s výrobou elektriny (laboratórny rozsah).

Vi. Výzvy a odporúčania

• Technické prekážky : Vysoké chemické použitie (napr. Polyakrylamid), sušenie náročné na energiu.
• Politické potreby : Posilniť štandardy recyklácie kalov (napr., Technické pokyny pre liečbu kalov ) a podporovať opätovné použitie popola v výstavbe.
• Optimalizácia nákladov : Povzbudzujte spoločné spracovanie rastlín energie/cementu, aby sa znížili náklady.