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水文地質

地熱如何用于污水處理？

  在污水處理方面，地熱可用來為污泥消化加熱、污泥消毒、污泥脫水以及溶化油脂。圖1為一個污水處理廠的工藝流程圖。污水進入處理廠后，首先通過格柵收集污水中的漂浮物，由機械法去除并送入收集箱進行凈化處理，同時將有壓空氣通入原始的污水，促使污水中的可漂物質與砂粒等可沉淀物質迅速分離。
污水利用
  初步處理后，污水進入一級處理階段，在這里，通過降低污水在初沉池中的流速而使有機物從水中分離出來。水中的固態(tài)物質（沉泥與浮渣）被進一步處理除去。然后液體部分（即初級水）流入曝氣系統(tǒng)開始二級處理。
 
  二級處理過程為一生化過程，通過活的好氧微生物吃掉水中的沒有被一級處理去除的有機物。活性污泥處理過程是在曝氣池中將人工培養(yǎng)的微生物（活性污泥)引入初級水中，同時沿線供給大量的空氣以供細菌呼吸并能造成紊流促進初級水與活性污泥的混合。
 
  曝氣后，初級水與活性污泥的混合物流入次沉池。在此，可沉物質又一次沉降下來，活性污泥用泵抽回曝氣系統(tǒng)。逐漸地，固態(tài)物質積累到一定程度而被排除掉。這種廢的活性污泥連同一級處理排除的污泥一起被處理。
 
  隨后，二級水流入氯接觸池進行消毒。在這一過程中，液態(tài)氯蒸發(fā)為氣態(tài)，氯氣按照控制的比率注入自來水中生成飽和氯水，氯水被允許與二級水混合。為了使氯接觸水分，需要停留足夠長的時間，最后出水通過排水口排出。
 
  上述出水的一部分被送人三級處理廠進行三級處理。通過加入一些化學添加劑來幫助去除殘留于水中的懸浮物質。在一個反應澄清池中經過化學處理后，出水通過一個快速除沙器過濾，而后進入蓄水池。
 
  污泥和處理過程中收集到的固態(tài)物質由泵從各個收集點送入濃縮池。在濃縮池中，通過重力沉降達到濃縮的目的。然后，被濃縮的污泥由泵送入消化池中。消化過程是一個利用活的厭氧微生物吃掉有機物的生化過程。這一過程通過加熱和混合將有機物質分解成消化污泥和沼氣。沼氣被收集起來作為驅動泵和壓縮機的發(fā)動機燃料。而消化污泥則可置于砂底干化場上，在大氣中干化或用帶式滾筒脫水機進行機械脫水。
 
  在一個典型的污水處理廠中，低溫地熱流體有多種用途。表1列出了幾種可能的熱利用過程，包括污泥消化加熱、污泥消毒、污泥脫水和油脂融化。低溫地熱流體最適合于污泥消化加熱和污泥干化。
污水利用
  在厭氧消化池中的污泥經過加熱混合來提高消化過程的效果。污泥循環(huán)于消化器和換熱器之間，污泥從換熱器中吸熱后返回消化器，從而在中溫消化過程中使污泥溫度保持在32.2-37.8℃之間。沼氣或燃氣鍋爐一般被用來加熱熱水至68.3℃左右。這種熱水通入一個螺旋板式換熱器將熱量傳給板另一側的污泥。溫度低至48.9℃的地熱流體在技術上足以用來加熱32.2-37.8℃的污泥。
 
  污泥干化通常用帶式滾筒脫水機和干化場來完成。污泥干化時采用加熱的辦法可能會增大一個處理廠的污泥處理能力。此外，如果污泥被充分干化，還可以作為燃料或助燃物，從而具有商業(yè)價值。目前看來最適合的干化器形式是輸送式的，即利用熱水盤管加熱干燥空氣。對于污泥干化，最低的實用溫度為76.7℃左右。這要求地熱流體溫度在87.8℃或87.8℃以上。利用76.7℃的空氣，要使帶式滾筒壓縮污泥（水分80%）成為干化產品(水分10% ），每蒸發(fā)1kg水大約需要7067kJ的熱量。
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