機械脫水法占地麵積較小,不受氣候條件影響,脫水效果比較穩定,但需要設備和動力,管理比較複雜。
汙泥經脫水後,含水率為65%~85%,體積仍較大,還會繼續腐化。為了進一步降低含水率,可采用加熱幹燥法,稱為汙泥幹燥,加熱溫度約為300℃~400℃,使含水率降到10%~15%,體積縮小,可以包裝運送。加熱可殺滅病原菌和寄生蟲卵,而仍能保存汙泥的肥分。這種方法投資和管理費用高,能源消耗大,中國尚未采用。
四、汙泥焚燒
汙泥後處理的一種熱還原處理方法。這種方法可將汙泥中水分和有機雜質完全去除,並殺滅病原體。汙泥焚燒方法有完全燃燒法和不完全燃燒法兩種。
(1)完全燃燒法:能將汙泥中的水分和有機雜質全部去除,殺滅一切病原體,並能最大限度地降低汙泥體積。
焚燒汙泥的裝置有多種型式,如豎式多級焚燒爐、轉筒式焚燒爐、流化焚燒爐、噴霧焚燒爐。目前使用較多的是豎式多級焚燒爐。爐內沿垂直方向分4~12級,每級都裝水平圓板作為多層爐床,爐床上方有能轉動的攪拌葉片,每分鍾轉動0.5~4周。汙泥從爐上方投入,在上層床麵上,經攪拌葉片攪動依次落到下一級床麵上。通常上層爐溫約300℃~550℃,汙泥得到進一步的脫水幹燥;然後到爐的中間部分,在爐內750℃~1000℃溫度下焚燒;在爐的底層爐溫約220℃~330℃,用空氣冷卻。燃燒產生的氣體進入氣體淨化器淨化,以防止汙染大氣。這種焚燒爐多安裝在大城市的汙水處理廠。
近年來發展了高溫分解法。汙泥在缺氧條件下,加熱到370℃~870℃,有機物質遇熱分解為氣態物質、油狀液態物質和殘渣。氣態物質有甲烷、一氧化碳、二氧化碳和氫等,液態物質有乙酸化合物和甲醇類等,固態殘渣最後成為含碳2%~15%的灰分。分解時間約25分鍾。
(2)不完全燃燒法:利用水中有機雜質在高壓、高溫下可被氧化的性質,在裝置內的適宜條件下,去除汙泥中有機物,通常又稱濕式氧化、濕法燃燒。這種方法除適用於處理含大量有機物的汙泥外,也適用於處理高濃度的有機廢水。
未經幹化的汙泥含有大量水分,在常壓下溫度隻能升到100℃,加壓則可獲得氧化所需要的溫度,加壓又能降低有機物的氧化溫度。例如在壓強1000牛/厘米2左右,溫度250℃~300℃濕燒一小時的條件下,處理城市汙水所產生的汙泥,化學需氧量(COD)去除率為70%~80%,不溶性揮發固體去除率為80%~90%。
這種方法的優點是可以不經汙泥脫水等過程就能有效地處理濕汙泥或高濃度有機廢水,耗熱量小;處理後汙泥殘渣的脫水性能好,一般可不加混凝劑即可進行真空過濾,而濾渣含水率僅為50%左右;又因處理是在密閉的容器中進行的,基本上不產生臭味、粉塵和煤煙;處理後的殘餘物中的病原體已經殺滅;分離水易於生物處理。
焚燒後餘灰可作為資源重複利用。如果仍含有重金屬離子等有毒物質,還須做最終處理,深埋或投棄海洋。焚燒法所需設備龐大,基建投資大,管理要求高。
放射性固體廢物
含有放射性物質的固體廢物,常常通過外照射,或其他途徑進入人體產生內照射的方式危害人體健康。隨著核能源的日益發展,放射性固體廢物量迅速增加,因此,控製和防止環境中放射性固體廢物汙染,是保護環境的一種重要方麵。
放射性固體廢物的來源比較單一,一般隻存在於特殊場所:①從含鈾礦石提取鈾的過程中產生的廢礦渣。②鈾精製廠、核燃料元件加工廠、反應堆、核燃料後處理廠以及使用放射性同位素研究、醫療等單位排出的沾有人工或天然放射性物質的各種器物。③放射性廢液經濃縮、固化處理形成的固體廢棄物。
鈾礦開采為核燃料生產的第一個環節。鈾礦石種類繁多,凡含氧化鈾的平均品位為0.22%者屬於富礦,有工業開采價值的品位一般在0.05%以上。鈾常與其他金屬如釷、釩、鉬、銅、鎳、鉛、鈷、錫等共生,甚至在磷酸鹽岩、硫化礦物和煤中也有鈾。因此含鈾礦渣內不僅有放射性核素,而且可能有其他伴生的重金屬元素。
鈾礦石中所含的天然鈾,99.28%是238鈾,這些核素分別放出α、β或γ射線。其中226鐳為重要的汙染物,在水冶過程中,約有98%以上留在尾礦渣內,危害最大。222氡為氣體,在通風不良的作業區,也容易造成危害。鐳的三種子體218釙、214鉛、214鉍和214釙均為固體,半衰期都較短,如在大氣中生成,會迅速附著在灰塵顆粒或其他固體物質的表麵,從而延長飄浮的時間,進入人體後可能沉積於呼吸道和肺部。