污泥无害化处理方式范例(12篇)
污泥无害化处理方式范文篇1
论文关键词:污泥,混凝土,掺和料
0引言
城市污水污泥是污水处理厂污水处理的二次产物,指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,它含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等[1]。城市污水处理厂每天都产生大量需要处理的污泥。据统计,2007年,我国城市污水厂每年污泥产量500多万吨,且以每年10%的速度在增长[2]。现在70%以上是弃置,20%是填埋,不到10%的是通过堆肥等技术处理后回用于土地[3]。由于污泥中往往含有病菌和过量的重金属,没有经过无害化处理的污泥大量的弃置,最终作为资源用于土地,常常造成二次污染,严重影响了环境综合整治的实际成果。如何安全有效地处理污泥成为城市发展过程中亟待解决的一大难题。
从技术角度看,目前污泥处置方式主要有农用、填埋、焚烧、建材利用等几种[4]。图1是国内外对污泥处置的主要措施,也是我国未来对污泥处置的主要路线。从图中可以看出污泥可以通过很多途径用于建材。目前混凝土,污泥的建材利用已经被看作是一种可持续发展的污泥处置方式而在日本以及欧美国家逐渐发展起来[1]。随着污泥排放量的日益增加和人们对环境要求的不断提高,污泥的资源化利用近来备受关注,并且随着我国城市化进程的加快,水泥和混凝土的需求量也会日益增加,传统建材耗费大量自然资源,而自然资源有限。利用污泥制备绿色掺合料用于水泥混凝土工业中应用,不仅有利于污泥的无害化处理,同时可以节约土地和矿物资源。
图1国内外污泥的主要处置措施
Figure1majormeasuresofsludgedisposalathomeandabroad
1污泥掺合料应用对环境的影响
污泥中含有大量的有害物质,最主要的是重金属。解决重金属污染问题是污泥在水泥混凝土工业中应用的关键。由于水泥高碱度的氢氧基,可将重金属转变成氢氧化物等低溶解性物质,从而将重金属截留,其主要原理可归纳为凝硬反应与水合反应两种核心期刊。飞灰中的SiO2,A1203与水泥中Ca(OH)2发生凝硬反应,生成晶体状的钙铝盐类(C-A-H)以及钙硅胶体(C-S-H),以填充水泥凝固时的微小孔隙,提高固结体强度和耐久性,同时降低固结体的透水性,反应形成的硅酸钙、铝酸钙等水合物胶体,随时间逐渐硬化最终形成结晶状态,将污泥的重金属离子包覆于结晶相中,形成稳定结构同时达到固结体的最终强度。由于水泥的这种固结作用,虽然污泥中含有一定量的重金属等有害物质,但可使固结体重金属浸出量小于国家标准,而且随着时间的延长,重金属浸出趋势将变小[5~7]。所以污泥作为绿色掺和料应用于水泥混凝土工业对环境的影响是很有限的,而且因为水泥的固结作用有利于污泥稳定化、无害化、资源化处理,大大减少了污泥对环境的影响。综合起来,污泥作为掺和料应用于水泥混泥土工业是有利于环境的综合治理。
2用污泥烧制掺和料可行性分析
对于SiO2+A1203含量较高的污泥,我们可以考虑用来烧制绿色混凝土掺和料。对常温污泥和900°C焙烧污泥进行化学成分以及火山灰化学成分分析如表1[8],分析其是否含有火山灰活性材料所必须具备的化学成分混凝土,表明:经900oC高温焙烧后,污泥中的主要无机物总量从52.8%提高到89.2%,特别是SiO2+A1203+Fe2O3,总量高达76.2%,很接近火山灰SiO2+A1203+Fe2O3含量[9]。分析可知,SiO2+A1203+Fe2O3含量较高的污泥,只要在高温焙烧或焚烧后进行快速冷却,就可形成足够多的活性SiO2和活性A1203[9],从而使污泥具有较高的火山灰活性。新加坡的Tay-J.H研究表明污泥灰替代一部分水泥并不会降低混凝土的强度,而且在一定范围内还有利于混凝土强度的提高[10]。HamernikandFrantz[11]研究了不同种类的污泥灰,根据ASTM标准,发现污泥灰类似于C级火山灰。J.Monzo和J.Paya[12]等研究也表明污泥灰有一定的火山灰活性而且在污泥灰掺量为15%时,14天和28天的水泥浆体的强度大于没有加污泥灰同龄期水泥浆体的强度。所以用污泥制掺和料是可行的。
表1常温和焙烧后的污泥以及火山灰化学成分%
Table1Thechemicalcompositionofdrysludge,sludgeashandvolcanicash%
材料
化学成分
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Fe2O3
Na2O
干化污泥
35.1
7.2
5.4
1.8
2.8
0.5
污泥灰
52.8
15.7
8.7
4.3
7.7
火山灰
54.08
26.62
2.64
0.64
6.03
污泥无害化处理方式范文1篇2
关键词:污泥;好氧堆肥;无害化;有机肥料
中图分类号:S141文献标识码:A
1引言
污泥的处置与利用已是当前环境科学中的重要课题。国际上,西方发达国家经济雄厚、技术先进、处理程度较高。各个国家和地区又根据自己的实际情况来选择某种较为合适的处理方法,总的来说污泥的处理方法有露天搁置、填埋、焚烧、热解和生物堆肥等。其中污泥的堆肥化处理以其无害化处理程度高且实现了资源的循环利用而成为污泥处理的发展趋势。
2.污泥的性质
污泥是污水处理的二次产物,是指用物理法、化学法、物理化学法和生物法等处理废水时产生的沉淀物、颗粒物和漂浮物。污泥一般指介于液体和固体之间的浓稠物,可以用泵输送,但它很难通过沉降进行固液分离。悬浮物浓度一般在1%~10%,低于此浓度常常称为泥浆。随着人口的增长和工业的发展,污泥量将大大增加[2]。污泥是由多种微生物形成的菌胶团与其吸咐的有机物和无机物组成的集合体,由于其含有大量有机物、氮、磷等营养物质,作为“第二资源”而备受关注,但是污泥还含有难降解的有机物、重金属、盐类、少量的病原微生物和寄生虫卵等,处理不得当就会造成二次污染。因此,国内外的相关机构开始越来越重视污泥治理问题。处理污泥之前掌握污泥的性质指标至关重要。通常污泥的性质指标包括以下内容:
2.1污泥的含水率和固体含量
污泥的含水率一般都很高,而含固量很低,例如城市污水厂初沉污泥含固量在2%~4%,而剩余活性污泥含固量在0.5%~0.8%,密度接近1g/cm3。一般来说,固体颗粒愈小,其所含有机物愈多,污泥的含水率愈高[3]。
2.2污泥的脱水性能
污泥中的水分主要有间隙水、毛细结合水、表面粘附水、内部水等4类。一般污泥的含水率比较高,体积大,不利于污泥的贮存、输送、处理处置及利用,必须进行脱水处理。经过脱水处理的污泥体积可以大幅度降低。但是不同性质的污泥脱水的难易程度差别很大,可用有关的过滤装置进行测算。污泥比阻也可反映污泥的脱水性能,可用于确定最佳的混凝剂及其投加量、最合理的过滤压力及计算过滤产率等。目前污泥脱水最常用的方法是过滤。
2.3污泥的理化性质
污泥的理化性质主要包括:有机物(挥发性)和无机物(灰分)的含量,植物养分含量,热值等。污泥中含有较多有机物,据调查,我国污泥中的有机物含量约为50%~70%,与西方国家的有机物含量(60%~80%)偏低,但碳水化合物含量较高,属高碳水化合物低脂肪类型。污泥中又含有丰富的N、P、K等营养元素及植物所必须的各种微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等,能够改良土壤结构,增加土壤肥力,促进作物的生长[4]。
2.4污泥的毒性和环境危害性。
污泥的毒性和危害性主要因其含有毒有机物、致病微生物和重金属3类物质。污泥中重金属的种类及含量因城市的工业结构和布局、城市性质的不同而略有差异。大多数城市生活污泥的重金属含量较低(Pb、Cd、Cr等的含量均低于国家农用标准),不会造成危害。污泥中的病原体主要来源于粪便,其中危害较大的是肠道病原菌和寄生虫类;有毒有机物主要是难分解的有机氯杀虫剂。这些有毒病原菌和有机物必须经过处理处置,降低其毒害性,使其符合有关法规和标准规定的安全性要求,才可以实现污泥的资源化利用。
3.污泥的堆肥处理工艺原理
好氧堆肥是在有氧条件下,好氧微生物对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,同时释放处可供微生物生长活动所需的能量,而另一部分有机物则被合成新的细胞质使微生物不断生长繁殖,产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时,伴有热量的产生,因堆肥工艺中该热量不会全部散发到环境中,就必然造成堆肥物料的温度升高,这样就会使一些不耐高温的微生物死亡,耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明,好养分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解,同时释放出大量的热量。根据好氧堆肥过程应伴随着两次升温,将其分成三个阶段;起始阶段、高温阶段和熟化阶段。
起始阶段:不耐高温的细菌分解有机物中易降解的碳水化合物、脂肪等,同时放出热量使温度上升,温度可达15―40℃。
高温阶段:耐高温细菌迅速繁殖,在有氧条件下,大部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解,同时放出大量热能,使温度上升至60―70℃。当有机物基本降解完,嗜热菌因缺乏养料而停止生长,产热随之停止。堆肥的温度逐渐下降,当温度稳定在40℃,堆肥基本达到稳定,形成腐殖质。
熟化阶段:冷却后的堆肥,一些新的微生物借助残余有机物(包括死后的细菌残体)而生长,将堆肥过程最终完成。
从发酵历程来看分一次发酵和二次发酵。好氧堆肥的中温、高温两个阶段的微生物代谢过程称为一次发酵,它指从发酵初期开始,经中温、高温然后达到温度开始下降的整个过程,一般需20-25天,以高温阶段持续时间较长;二次发酵指经一次发酵后,堆肥物料中的大部分易降解的有机物已被微生物降解,但还有一部分易降解和大量难降解的有机物存在,需将其和并堆放进行二次发酵,使其腐熟。整个发酵周期需时2个月左右[6]。
影响堆肥发酵的因素很多,但是进入发酵过程后,堆肥的水分、渗透性(气)、温度(温)便成为关键因素,所以通常把水、气、温称为堆肥三要素,三者相互影响,互为关联。概括表述为:通透性调节是基础,水分调节是关键,温度是保证。
3.1工艺流程
污泥好氧堆肥发酵总的工艺流程是首先将秸秆布垛粗粉按照要求的C/N加污泥,一般污泥与秸秆的初次混合不加水,因为污泥的含水量较高(一期处理含水量约85%,二期处理约90%),而秸秆由于经过一段时间的堆放也有较高的含水量。以喷洒的方式加入好氧发酵及除臭的菌种,用专业的翻抛机混匀粉碎,此时进入好氧堆肥的一次发酵期,开始在垛体上插入温度计(插在垛体的中上部和中下部),对发酵温度变化进行监测。参考温度的变化约每隔6天翻抛一次,保证通氧。翻抛3-4次后垛体体积约减少1/3,将发酵程度相当的两垛进行合并,合并原因一是由于体积减小不利于其继续发酵;二是占用不必要的场地。合并后进入二次发酵期,同样对温度进行监测,这期间约每隔一星期翻抛一次,翻抛三次起垛。再进行后期的加工处理,成为成品肥出售。具体流程如图1所示。
图1
6.综述
目前污泥的好氧发酵堆肥工艺还处于摸索期,堆肥发酵周期较长,需要对发酵中的各个环节进行详细的监控调节,使其更有利于发酵,从而不断的缩短发酵周期,提高污泥的处理速率。从而形成一套成熟的污泥好氧堆肥发酵的技术工艺,广泛的应用,这将对全国城市污泥无害化处理技术的发展产生普遍的借鉴意义和长久社会效益。
从环保上来讲,城市污水处理是我国现阶段需重点解决的环保问题,而大力进行污水处理的同时,又面临着对其伴生物―污泥处理处置的难题。将污泥进行好氧堆肥处理,利用好氧发酵过程中产生的高温将污泥中的病原菌、寄生虫(卵)、杂草种子等杀死采用城市污泥无害化、资源化农用技术,制成颗粒状有机复合肥,对污泥综合利用,推动了环保产业的发展。
污泥经过好氧堆肥处理转化成了有机肥料,能够有效的改良土壤特性、提高农作物产量从而促进农业生产。在肥料市场有着很好的销路,这是将污泥变废为宝,产生了巨大的经济效益。
总的来说,污泥的好氧堆肥处理成本低、无害化程度高且有着经济、社会、环境三重效益,是一种适合我国国情的污泥处理方式。尤其在当今我国倡导建设“资源节约型,环境友好型”社会有着很大的推动作用,同时带动了国家经济、环保产业,对国家的发展有着及其深远的意义!
参考文献:
[1]田宁宁,王凯军,杨丽萍,等.污水处理厂污泥处置及利用途径研究[J].环境保护,2000,(2):18-20.
污泥无害化处理方式范文篇3
关键词:工业固体废物;排放、处理、利用;发展趋势、对策
中图分类号:V444.3+8文献标识码:A文章编号:
工业固体废弃物的定义及分类
工业固体废物指再生产、经营活动中产生的所有固态的、半固态和除废水以外的高浓度液态废物,产品的生产过程就是废物的产生过程。
工业固体废物按危害状况可分为一般工业固体废物和危险废物。一般工业固体废物包括粉煤灰、冶炼废渣、炉渣、尾矿、工业水处理污泥、煤矸石及工业粉尘等;危险废物指易燃、易爆,具腐蚀性、传染性、放射性有毒有害废物,除固态废物外,半固态、液态危险废物在环境管理中通常也划入危险废物一类进行管理。工业固体废物以产生的行业划分主要包括:冶金废渣,采矿废渣,燃料废渣,化工废渣,放射性废渣,玻璃、陶瓷废渣,造纸、木材、印刷等工业废渣,建筑废材废渣,电力工业废渣,交通、机械、金属结构等工业废材,纺织服装业废料,制药工业药渣等,食品加工业废渣,电器、仪器仪表等工业废料。
深圳工业固体废弃物排放基本情况
1、2012年,深圳市生活垃圾处理量为489.84万吨,无害化处理量为465.98万吨,无害化处理率为95.13%。主要采用焚烧和卫生填埋方式处理,基本做到日产日清。深圳市现已建成并投入运营的垃圾无害化处理场(厂)共有9座,其中:卫生填埋场3座,垃圾焚烧发电厂6座。(如图一)
2、深圳市在建工程排放的余泥渣土约2500万立方米,其中,装修、装饰和改造工程产生的建筑垃圾约1000万吨(660万立方米)。主要处理方式为填埋,回填利用和综合利用等,建筑垃圾(不含工程弃土)综合利用率为35%。全共有12座余泥渣土处理设施。
3、深圳市工业固体废物产生总量为136.5034万吨,综合利用110.2431万吨,无害化处理处置25.3533万吨,处置利用率为99.14%。主要来源是企业生产过程中产生的一般工业固体废物、工业危险废物。
4、深圳市工业危险废物的产生量为31.2693万吨,其中综合利用15.8362万吨,处理处置15.4331万吨,处置利用率为100%。主要有HW17表面处理废物、HW22含铜废物、HW34废酸、HW46含镍废物等35类。
5、深圳市医疗废物产生量为8718.98吨,无害化处置8718.98吨,处置率为100%。
深圳工业固体废弃物利用处置情况
2012年5月深圳市龙岗区东江工业废物处置基地建成投入使用,并取得省环保厅颁发的《危险废物经营许可证》,总处理规模24050吨/年,其经营范围包括无害化处理和安全填埋处置两大方面。由深圳市危险废物处理站有限公司负责建设的深圳危险废物焚烧处置工程已基本完成建设,并于2012年12月开始进行点火调试,该焚烧处置工程的设计规模为10000吨/年。这些危险废物处理处置设施的建成投产,进一步提升了我市危险废物处理处置能力。
严控污水处理厂出厂污泥质量,委托第三方检测机构对污水处理厂出厂污泥定期进行抽检,全年共抽检414厂次,各污水处理厂出厂污泥含水率基本都控制在80%以下,满足污水处理厂运营相关质量标准;规范污泥运输管理,污泥运输通过实行市场化运营,采取公开招投标方式,选择了专业化的污泥运输队伍,有效防止了污泥运输过程中造成二次污染;严格执行污泥转运处置联单制度,污泥运输管理严格实行四联单,并定期查验和汇总;强化污泥处置场所运营管理,加强污泥处置场运营日常巡查,督促污泥处置单位制定并执行相应的规章制度,严格执行污泥处置的操作规程,优化污泥处置工艺,最大限度减少臭气扰民(如下图表一)。
表12012年深圳市工业固体废物利用处置情况
固体废弃物的危害与影响
1.污染水体:固体废弃物未经无害化处理随意堆放,将随天然降水或地表径流入河流、湖泊,长期淤积,使水面缩小,其有害成份的危害将是更大的。固体废物的有害成分,如汞(来自红塑料、霓虹灯管、电池、朱红印泥等)、镉(来自印刷、墨水、纤维、搪瓷、玻璃、镉颜料、涂料、着色陶瓷等)、铅(来自黄色聚乙烯、铅制自来水管、防锈涂料等)等微量有害元素,如处理不当,能随溶沥水进入土壤,从而污染地下水,同时也可能随雨水渗入水网,流入水井、河流以至附近海域,被植物摄入,再通过食物链进入人体,影响人体健康。
2.污染大气:固体废弃物中的干物质或轻质随风飘扬,会对大气造成污染。焚烧法是处理固体废弃物目前较为流行的方式,但是焚烧将产生大量的有害气体和粉尘,一些有机固体废弃物长期堆放,在适宜的温度和湿度下会被微生物分解,同时释放出有害气体。
3.污染土壤:土壤是许多细菌、真菌等微生物聚居的场所,这些微生物在土壤功能的体现中起着重要的作用,他们与土壤本身构成了一个平衡的生态系统,而未经处理的有害固体废物,经过风化、雨淋、地表径流等作用,其有毒液体将渗入土壤,进而杀死土壤中的微生物,破坏了土壤中的生态平衡,污染严重的地方甚至寸草不生。特别指出,污泥的施用会对农业用地造成明显的影响,一方面可使土壤中重金属含量有不同程度的提高,同时使土壤中形态分布发生变化。土壤中重金属移动性增强,促进重金属进入土壤溶液,或向地下水扩散,导致地下水污染。或进入植物,在植物的根茎叶和果实中积累,并通过食物链危及人类健康。像塑料、金属和玻璃等难降解物质,它们进入土壤后,将数十年乃至数百年,完好地残留在土壤中,影响土壤的通透性,是植物难以生长,而垃圾堆放或填埋过程中,经降水淋溶,冲刷以及地表水的浸泡,则被淋出,进入土壤,致使土壤中重金属、有毒有机物以及有害微生物显著增加。露天的垃圾堆放,未经处理,或未经严格处理的生活垃圾,直接进入农田土壤,破坏了土壤的团粒结构或理化性质,使土壤的保水、保肥能力降低。
4.侵占土地:许多城市利用大片地城郊边缘的农田来堆放日益增多的固体废弃物,使得农田面积大规模减少。固体废物不像废气、废水那样到处迁移和扩散,必须占有大量的土地。城市固体废物侵占土地的现象日趋严重,我国现在堆积的工业固体废物有60亿吨,生活垃圾有5亿吨,估计每年有1000万吨固体废物无法处理而堆积在城郊或公路两旁,几万公顷的土地被它们侵吞。我国个别城市的垃圾填埋场周围发现,地下水的浓度、色度、总细菌数、重金属含量等污染指标严重超标。
5.影响市容环境卫生
固体废物在城市里大量堆放而又处理不妥,不仅妨碍市容,而且有害城市卫生。城市堆放的生活垃圾,非常容易发酵腐化,产生恶臭,招引蚊蝇、老鼠等孳生繁衍,容易引起疾病传染;在城市下水道的污泥中,还含有几百种病菌和病毒。长期堆放的工业固体废物有毒物质潜伏期较长,会造成长期威胁。城市的清洁卫生文明,很大程度同固体废物的收集、处理有关,尤其是作为国家卫生城市和风景旅游城市,对固体废物不妥善处理,将会造成非常不良的影响
固体废弃物处理的主要技术对策
填埋处理
填埋是大量消纳城市生活固体废弃物的有效方法,也是所有固体废弃物处理工艺剩余物的最终处理方法。目前,我国普遍采用直接填埋法。所谓直接填埋法是将固体废弃物填入已预备好的坑中盖土压实,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。填埋处理方法是一种最通用的固体废弃物处理方法,它的最大特点是处理费用低,方法简单,但容易造成地下水资源的二次污染。随着城市固体废弃物量的增加,靠近城市的适用的填埋场地愈来愈少,开辟远距离填埋场地又大大提高了固体废弃物排放费用,样高昂的费用甚至无法承受。
焚烧处理
焚烧法是将固体废弃物置于高温炉中,使其中可燃成分充分氧化的一种方法,产生的热量用于发电和供暖。焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。但是,根据美国的报道,焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。在多数情况下,这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额,给当地政府留下巨额经济亏损。由于固体废弃物含有某些金属,焚烧具有很高的毒性,产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg,否则,必须添加助燃剂,这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。
堆肥处理
将生活垃圾堆积成堆,保温至70℃储存、发酵,借助垃圾中微生物分解的能力,将有机物分解成无机养分。经过堆肥处理后,生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质。既解决垃圾的出路,又可达到再资源化的目的。但是生活垃圾堆肥量大,养分含量低,长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏,所以,堆肥的规模不易太大。
固体废弃物资源化
固体废弃物资源化是指采取管理和工艺措施从固体废弃物中回收物质和能源,加速物质和能量的循环,创造经济价值广泛的技术方法。固体废弃物资源化途径包括一下3个:(1)物质回收,即处理废弃物并从中回收指定的二次物质,如纸张、玻璃、金属等物质。(2)物质转换,即利用废弃物制取新形态的物质,如利用废玻璃和废橡胶生产铺路材料,利用高炉矿渣、粉煤灰等生产水泥和其他建设材料,利用有机垃圾和污泥生产堆肥等。(3)能量转换,即从废物处理过程中回收能量,包括热能和电能,例如,通过有机废弃物的焚烧处理回收热量,还可以进一步发电;利用垃圾或污泥厌氧消化产生沼气,作为能源向企业和居民供热或发电;利用废塑料热解制取燃料油和燃料气等。中国的资源利用率较低,大力推广固体废弃物资源化,在中国有着广阔的应用前景。
结论
总之,城市垃圾处理问题既是一个复杂的社会问题,也是一个纷繁巨大的系统工程,既涉及技术问题,又涉及政策管理问题。从管理的角度来说,关键是要转变传统的观念、建立新的调控管理手段和城市垃圾处理产业发展模式,真正使城市垃圾处理成为以企业为主体投资经营的经济活动,走上产业化、社会化、市场化的发展轨道。如此,才能改变传统的生产和生活方式,实现城市垃圾的无害化、减量化和资源化,达到人与自然的和谐。
参考文献
[1]《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》2005-04-01
污泥无害化处理方式范文篇4
关键词:城市污泥;污染;处置;方式
中图分类号:X705文献标志码:A文章编号:1673-291X(2016)28-0141-02
“十二五”以来,宜兴市污水处理量日益增加,作为污水处理必然产物的污泥,如得不到安全、稳定、规范化的处置,将会大大削弱污水处理厂的减排效益,造成严重的二次污染。污泥的规范化处置问题已成为政府部门、市民关注的焦点,也是宜兴市经济社会发展中迫切需要解决的问题之一。
近期,笔者先后实地走访了市环保局、金山环保公司、市公用事业局、清源污水处理厂和金墅水泥公司等单位,对全市污水处理厂污泥处理处置情况开展了专题调研。现将调研情况综合报告如下:
一、宜兴市污泥处理处置基本情况
1.全市污泥产生情况。截至2015年年底,宜兴全市共有12家污水处理厂,污水处理总规模为21.9万吨/日,实际处理污水量约15万吨/日,厂内污泥处理普遍采用“重力浓缩+带式压滤”的方式,经处理后污泥含水率在80%左右,污泥产生量近300吨/日(含水率80%计)。全市有大小印染企业36家,正常生产日平均处理废水量约4.5万吨/日,均采用“物化+生化”的二级处理工艺,厂内污泥预处理普遍采用“重力浓缩+板框压滤”的方式,处理后污泥含水率在80%左右,平均污泥产生量按相对保守的2‰计,污泥产生量约100吨/日(含水率80%计)。各类净水剂企业约10家,产品、规模不同,生产工艺、原料不同,废渣产生量相差较大,厂内压滤处理后含水率约60%,污泥产生量合计约50吨/日(含水率60%计)。上述三类污泥合计产生量约450吨/日。
2.全市污泥处理处置现状。当前宜兴市污泥处理处置主要有四条途径:(1)欧亚华都(宜兴)水务有限公司污泥产生率较高,污泥产生量约100吨/日,现运至屺亭街道屺亭村的屺山宕口填埋。(2)其余投运的10家污水厂污泥产生量约200吨/日,均统一由环卫部门用专用车辆拖运至位于张渚镇大炎岭林场的宜兴市生活垃圾焚烧飞灰填埋场,经加石灰等稳定剂固化后填埋处理。(3)印染厂废水处理所产污泥的处置途径,主要有四种:一是有16家企业(主要是位于屺亭及宜兴经济技术开发区内的15家印染企业及江苏宇豪纺织有限公司)近50吨/日拖运至屺山宕口填埋;二是乐祺公司污泥(约10吨/日)送协联热电锅炉焚烧处理,另有4家声称其污泥由自有或周边企业锅炉焚烧处理;三是个别印染企业由当地环卫所拖运至乡镇建筑垃圾场处理;四是其余约10多家企业声称其污泥量较少,均委托收购其煤渣的个体户一并拖走到砖瓦厂制砖。(4)对于净水剂厂产生的废渣,一般是暂存于厂内,待一定时机下拖运出用于填路填坑或倾倒于废弃宕口,有两家生产量较大的企业声称其废渣经压滤再加石灰粉中和后经由他人拖运至水泥厂用于熟料生产。
二、当前污泥处理处置的技术路线分析
1.卫生填埋。污泥卫生填埋为欠发达地区普遍采用,优点是操作过程简单;缺点是需要占用大量的土地,具有较高的二次污染风险。宜兴产的污泥仍以填埋为主,主要地点为张渚镇的生活垃圾焚烧飞灰填埋场和屺亭街道屺山宕口。当前填埋的环境风险正不断积累,已引起周边群众的强烈不满,其填埋容量估计一两年内即将饱和,下一个填埋场所的科学选址和实施将面临不小的社会风险。
2.土地利用。污泥土地利用可以有效利用污泥中的有机物和一些营养物质,将贫瘠土地变为易于耕种的土地,改良后的污泥可用于城市绿化、林业、土壤的表面覆盖、改良土壤等。优点是投资省,运行费用低;缺点是需要较大的处理场地,时间较长,易受外界环境的影响。在生产过程中会产生异味,从项目实施的角度看,环评公示时当地居民的意见将是一个不可忽视的因素,故科学选址是个难题,污泥产品的市场销售也存在不确定因素,有可能出现污水厂泥满为患,影响正常运行。
3.干化焚烧。污泥的干化焚烧是一种较彻底的解决方法,优点是操作较简单,占地面积小,可以使污泥减小体积,完成无害化处理,实现资源再利用。缺陷是在处理过程中会产生大量的飞灰,对空气具有较强的污染,如果处理不当,则会造成严重的环境污染。从调研的情况来看,计划了多年,拟建于光大环保能源有限公司的150吨/日污泥干化项目由于防护距离内拆迁问题至今未通过上级环保部门环评审批,设备闲置厂内一直未能安装。即使通过审批,领取危险废物经营许可证后,污泥处理中也将面临高昂的监测、储存等额外费用。金山环保公司投资的太阳能低温复合膜处理生化污泥及制作活性炭示范项目,日处理污泥能力100吨/天,处理费用200~400元/吨(80%含水率),运行成本较低,但其一次性投资达1亿多元,占地面积大,在干泥低温焙烧(600℃~800℃)制作活性炭工艺的过程中,一些高污染气体(如二恶英)的排放将不可避免。
4.资源化利用。资源化利用就是把污泥干化,降低污泥的含水量,然后利用干化后的污泥生产各种建筑材料,如砖、玻璃、水泥等。优点是可以有效地解决污泥的减量化、稳定化和无害化问题;缺点是处理过程中需要消耗大量能量,经济效益较差。污泥的建材利用尤其是作为水泥原料,是一种比较好的处置途径,受到国内外的肯定,国内也已有许多成功实例。宜兴现有水泥熟料企业有6家,处置潜力大,应急调配能力强。如宜兴市的金墅水泥有限公司,于2014年9月开始尝试处理无锡芦村污水厂脱水后含水率低于60%的污泥,日处理能力达150~200吨,目前运行稳定,处理效果良好,吨污泥处理成本约160元,甚至远低于前期宜兴市华都环保集团、东方电气集团东方电机有限公司所提供的污泥深度脱水成本。
三、思考和建议
1.充分认识污泥处理处置工作的重要性和紧迫性。“十三五”期间,宜兴市仍将面临经济发展和产业转型的双重压力,面对有限的环境容量、土地资源和严格的生态文明建设要求,通过发展环保产业推动经济转型成为宜兴市切实可行的发展路径,而污泥处理处置不失为较好的切入点。加强污水处理厂污泥处理处置工程的建设和运行管理,搞好污泥处置,是宜兴市生态文明建设的基本要求,是水环境治理的迫切需要,是控源截污的重要环节。因此,各级政府及有关部门要从建设生态文明、服务转型发展的高度,充分认识污泥“减量化、无害化、稳定化和资源化”处置的重要性和紧迫性,进一步加强对污泥处理处置工作的领导,推广应用先进技术和工艺,加大资金投入,完善相关政策,加强工作监管,稳步提高其产业化水平。
2.尽早选定科学的污泥处置方案并加快推进实施。总体来看,宜兴市污泥处理处置设施规划和建设还相对滞后,处理能力严重不足,处理方式单一落后。经现场调研,结合宜兴市实际,分析比较各方案,我们认为:宜兴市污泥处置宜采用水泥窑协同处置为主导,污泥太阳能干化制活性碳为补充,安全填埋为应急备用的总体方案。当前,政府主要宜着手做两件事:一是可以采取PPP方式,引进污泥脱水相关企业(建议赴宁波市、绍兴市柯桥区进一步考察)。在大型污水处理厂(如开发区的建邦污水处理厂)附近建设污泥深度脱水单元工程(综合考虑单体项目投资和运输成本,不宜在每个污水厂上相关处理设施),各污水处理厂的污泥由专用车辆运至该场所,进一步降低含水率,实现减量化,满足水泥企业协同处置要求(污泥含水60%以下)。二是宜尽早选取企业自愿度较高、规划布局较好、基础设施较完备的2―3家水泥生产企业作为全市污泥处置定点单位。定点水泥企业自主进行相关改造,政府对相关改造投入积极补助,并全力协助其完成相关立项及审批,建成后合理确定污泥处置的收费标准。确保有关项目尽早建成投产,较好地实现污泥的减量化、无害化、稳定化和资源化的处理处置目标。
3.进一步完善污泥处理处置价格体系。在宜兴市目前的自来水价格构成中,根据不同行业和领域,污水处理费为0.8~1.1元/吨,政府要合理确定从污水处理、污泥干化、焚烧或利用各环节的费用,分配好污水处理费这块蛋糕。要进一步建立和完善宜兴市污泥处置价格体系、污水处理收费政策和污泥处置费的提取和支付机制,落实污泥处置经费和财政补贴;要进一步提高污水处理费的征收力度和管理水平,通过污水处理费、财政补贴等途径落实污泥处理处置费用,确保污泥处理处置设施正常稳定运营;要充分运用现有的排污收费政策,对污泥排放和未达到无害化处置要求的企业加收排污费,提高企业进行无害化处置的自觉性和积极性。
4.加强监管,严厉打击非法倾倒污泥的行为。政府及有关部门要建立一整套从污泥产生、处理到转移、处置全过程的管理制度,建立健全对污泥处置的监管措施。一是在污泥转移方面应杜绝污泥转移过程中发生泄漏、倾倒等污染环境现象。城镇污水处理厂、污泥转移单位和各污泥接收处置单位必须建立污泥转移联单制度,环保部门必须对污泥转移实行严格的监督管理,对污泥转移单位应建立资质管理制度以实行规范化管理。二是要切实加强工业污水处理厂和工业点源的污泥控制。要强化分类管理要求,施行全过程管理,实施经营许可、转移联单等制度,同时须切实加强各项管理能力,提高并确保污泥无害化处置水平。三是健全污泥管理台账,定期进行检查,坚决打击非法倾倒、违法处置污泥的行为。建议环保部门运用刷卡排污、排气、排泥“三刷”系统,配合在线监控网和移动执法终端,建成全天候的数字监控平台,通过科技监管,进一步规范各污泥生产企业污泥处置行为。
四、结语
传统的城市污泥处理工艺,如焚烧污泥、卫生填埋和土地利用,有其存在的合理性并将长期存在下去。随着经济的发展、城市的扩容,土地资源和环境保护的压力日趋严峻。不同地区在污水处理和污泥处置过程中,要根据本地实际条件,积极引进新型技术和办法,努力选择一条最优路径,在有效处理污泥的同时,保证人类生存环境不受二次污染。
参考文献:
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污泥无害化处理方式范文篇5
关键词:城市污泥;处置处理;资源化利用
Studyonresourcereuseofmunicipalsewagesludge
LiYinbo
(GuangzhouInstituteofShanghaiMunicipalEngineeringDesignGeneralInstitute,Guangzhou510070,China)
Abstract:Astheby-productofthesewagetreatmentplants,theoutputofmunicipalsewagesludgeisveryhugeanditscomponentsarecomplicated,anditbringssecondarypollutiontohuman.Peopleareconcernedaboutwhatreasonableuseofthemunicipalsludge.Inthemeantime,itcontainsorganicmatterandit'salsoeffectivebiologicalresourceswhichcanbecomprehensiveutilized.Therefor,itmaybethebestsolutiontocombinesludgetreatmentwithresourcefulutilizationofsewagesludge.Thispaperdiscussesthecharacter,traditionaltreatmentofmunicipalsewagesludge,andtheeistingproblemsintraditionalmethods.Basedonacomprehensiveanalysisofresourcefulutilizationsofsludge,thetrendofsludgetreatmentisproposedinthepaper.
Keywords:municipalsewagesludge;treatmentanddisposa;resourcefulutilizationsofsludge引言
随着经济的高速发展,城市化和小城镇建设步伐的不断加快,人们对环境质量的要求日益提高,环境保护意识不断增强,环境保护与治理成了国家可持续发展的必然要求。大量的污水处理厂不断建成并投入使用,随之而来的污泥量也越来越大。城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等,如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的二次污染。如何妥善地处置污水厂污泥,并将其作为一种新的资源加以有效利用,变废为宝,已成为城市污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平的重要因素,也是全球共同关注的课题。
1传统的污泥处置方法及其弊端
1.1卫生填埋
脱水污泥直接填埋本身是对资源的严重浪费,此外,还可能对填埋场形成诸多困难:
(1)填埋场一般是一层垃圾一层覆土,然后进行碾压,污泥的高含水率、高粘度经常使得碾压机械打滑甚至深陷其中给填埋操作带来困难。
(2)污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡,成为人为的“沼泽地”,给填埋场带来极大安全隐患。
(3)污泥的高含水率大大增加了填埋场渗滤液处理量,由于污泥细小,经常堵塞渗滤液收集系统和排水管,加重了垃圾坝的承载负荷,给填埋安全和管理带来困难,而且清理收集系统的费用极为昂贵。考虑到污泥是一种资源,一些国家开始限制污泥的直接填埋,填埋成本的上升,引发了人们深度处理污泥以满足减量化和资源化的市场需求。
1.2污泥焚烧
焚烧是利用污泥中有机成分高,具有一定热值的特点来处置污泥。与其他的污泥处置方法相比较,焚烧的优点在于其产物为无菌、无臭的无机残渣,迅速地实现了无菌化和减量化的目的。但由于所需设备、能源及操作费用所限,尚不具备推广应用的条件。而且由于污泥中含有大量的有机物,燃烧时会产生大量的有害物质,如二恶英、二氧化硫、盐酸等气体容易造成二次污染[1]。同时,形成的重金属的烟雾和污泥烧尽的污泥灰也有造成二次污染的可能性,而且灰烬也没有好的方法进行利用。这些不利之处都限制了该种方法的广泛应用,一般只有在其他处置方法受到环境或土地利用限制时才会考虑采用。
1.3水体消纳
水体消纳污泥是一种方便、经济的处置方法。它一般不需要进行严格的无毒无害化处理,也不需要脱水就可以直接排入水体。但这种方法并没有从根本上解决环境污染问题。污泥进入水体后,其中的有毒有害物质会溶入水环境,导致水生环境恶化,对海洋生态系统和人类食物链造成威胁。1991年起美国禁止污泥向大海投弃,1998年欧盟也做了类似的规定[2]。
2污泥资源化利用
污泥处理应遵行“减量化、稳定化、无害化和资源化”的原则。一般而言处理可供选择的方法大致有浓缩、消化、脱水、焚烧、堆肥等,然后是最终处置。因此污泥处理方案的选定,应根据当地污泥的性质与数量;投资情况与运行管理费用;环境保护要求及有关法律与法规;城市发展动态及污泥资源化利用,综合考虑后选定[3]。污泥最终处置的常规方法包括土地利用、填埋和投海。投海对海洋生态环境和人类食物链造成威胁,国际公约已明令禁止;而污泥中有毒有害物质在土地利用过程中对环境造成的危害也逐渐显现,譬如未经处理的污泥直接施用于土壤,造成土壤板结,植物死亡,重金属在食物链上的积累;填埋则严重污染了填埋场附近的生态环境;并严重污染了附近的地下水。随着人们环保意识的增强,土地资源的日益匮乏,污泥土地利用条件的严格化,因此在污泥处理过程中强调污泥的稳定化及无害化,就显得尤为重要。而充分利用污泥中有用成分,提升污泥附加值的污泥资源化技术正在持续升温。污泥资源化利用是污泥处理可持续发展的重要途径,同时有利于使社会效益、经济效益和环境效益相统一。
我国城市生活污水处理行业,一直面临着污泥的出路问题,但污泥的根本出路是资源化,因此需要加强对污泥利用的开发研究,化害为利,使污泥的产生、处置与环境保护之间达到一个良好的平衡。目前污泥资源化利用主要有以下几种方法。
2.1农林利用
城市污泥含有大量的有机质和N、P、K以及Mn、Zn、Cu、S、Fe等植物生长元素,是一种良好的肥料和土壤改良剂。田间实验表明污泥用于农田后能改良土壤的物理化学性质,增加土壤营养成分,提高土壤可耕作性将污泥施用于花卉、草坪等,既可远离食物链,又可就近消化污泥,还能减少化学肥料的用量。但污泥也含有大量有害物质,污泥中的重金属是决定污泥能否农林利用的主要因素。
2.2建材利用
有些工业废水和生活污水混排处理后的污泥含有机废物、重金属和一些有害微生物,可用于制造砖块、生态水泥、陶粒、填料等[4]。比如有的城市污水厂与水泥制品厂或制砧厂合作,把污泥作为建材产品的掺合料一起焚烧,最终生产出质量完全符合标准的建材产品,同时还降低了生产成本。这种处置过程,充分利用了污泥中的无机物(粘土),补充了当前水泥生产与制砧生产紧缺的泥源;同时充分利用了污泥中有机物(具有热值)作为辅助燃料,减低了建材产品生产的煤耗量;由于焚烧温度高达1200℃,污泥中病原体被彻底毁灭,燃烧过程中产生的有害废气(如二垩英)被彻底分解,又无残留灰渣,彻底避免了对环境的污染;同时为建材生产厂提供了再生资源,降低建材产品的单位成本;根据市场经济运作,污水厂还从中得到了应有的实惠,但是污泥建材利用应考虑重金属浸出率及放射性污染物、有机污染物的影响。
2.3环保材料
从污泥中提取出微生物絮凝剂,不仅可用于油水分离,还可用于去除污水中的悬浮物、有机物等。矿化污泥可制备用于回收水表面溢油的吸附剂,且效果相当显著。活性污泥能作为粘结剂将无烟粉煤加工成型煤。在加工过程中,污泥可改善高温下型煤内部孔结构,降低灰渣中的残碳,污泥热值也得到充分利用。未驯化污泥可制成降解五氯酚的颗粒污泥,而经氯苯驯化的污泥对氯苯、邻二氯苯、间二氯苯等共存的体系具有良好的降解作用[5]。
2.4污泥堆肥
污泥堆肥技术是20世纪60年展起来的一项新兴生物处理技术。主要是利用微生物的作用,将不稳定的有机质降解和转化成较为稳定的有机物,并使挥发性物质含量降低,物理性状明显改善(如含水量低、呈疏松、分散、粒状)。处理后便于贮存、运输和使用。高温堆肥还可以杀死病原菌、虫卵等,使堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源污泥堆肥主要有两种方式,一是污泥消化或污泥和垃圾与其他物质混合堆肥后农用;二是污泥经过堆肥发酵制成复合肥农用。另外,还有人研究开发了污泥――化肥复合肥系列产品进行农用,更具有优越性。
2.5用于聚合物复合材料
利用脱水污泥和废塑料为主要原料,张召述等[6]采用热塑复合法制备出聚合物复合材料及对应的微孔材料,最终材料表现出混凝土的刚度和聚合物的韧性,具有木材的性质,可锯、可钉、可切割、可装饰,而原料污泥中的有害物质重金属经聚合物固化和表面处理不会渗出,污泥的恶臭也被消除,因而这种材料能在工业及民用建筑领域得到应用。污泥制聚合物复合材料这一工艺的出现,无疑缓解了木材市场的压力,特别是以污泥与废塑料为主要原料这一特点,不仅解决了污问题,还解决了由废塑料带来的白色污染,为环保事业的发展拓展了新的方向。
2.6污泥制吸附剂
近年来,一些学者研究发现,来源于污泥热解的衍生材料可以作为很好的吸附剂。一方面,污水处理过程中产生的污泥中含有大量的有机物,另一方面污泥中还含有的大量重金属氧化物。这种氧化物不但可以作为吸附剂,同时也是良好的催化剂。于是人们以污泥为原料,通过传统的活性炭生产工艺制得了污泥活性炭,主要应用于污水处理、有害气体吸附等。因此,污泥制活性炭这种资源化方法越来越受到人们的重视[7]。
2.7其它综合利用
有的城市污水厂污泥则与制热单位合作,利用污泥替代部分燃煤制热,取得了较好的效果。污泥通过焚烧达到了无害化处置,,制热单位由于获得了污泥这一再生资源,缓解了当前燃煤供应紧张的局面并降低了制热生产成本。
3结语
随着人们环境保护意识的不断提高和环境法规的不断完善以及国内外对能源的需求量逐年增加,开发和利用低成本、高效率、环境污染小的可再生能源已经成为社会的需求。所以城市污水厂污泥处理与处置必须遵循“减量化、稳定化、无害化、资源化”的处置原则,不能将污泥处理与处置的目的仅限于“减量化、稳定化、无害化”,而是应将“无害化”作为污泥处置的重点,把“资源化”作为污泥处置的最终目标。只有进行综合利用,才能有效地彻底解决污泥对环境污染。因此,应加强污泥资源化和能源化的开发利用研究,寻求新的应用途径、加工技术,将大量的废物变为可用物质,取得良好的经济效益和环保效益。
参考文献
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污泥无害化处理方式范文篇6
【关键词】污水厂;污泥处理;技术目前,我国污水处理能力还处于发展阶段。全国仍然有一半的城市没有建立污水处理厂,截止到2009年初中国城市污水日处理的能力达到了8310万立方米,比2008年增长了17.2%;城市污水处理效率达到了66.8%,增长了近3个百分点。随着国家对污水处理行业的高度重视,污水处理市场的潜力也在发生着不断的变化,据“十一五”规划的污水处理目标,到2011年我国的污水处理率要达到75%。由此可见,污水处理市场十分巨大,污水处理行业的发展已经步入了快车道。
污泥的处理是污水厂处理过程中的必要产物,其中,污泥的处理技术包括两个方面:前处理工艺以及后处理工艺。另外,前处理工艺还包括:消化、浓缩和脱水等等;后处理工艺则包括:热干化、堆肥和焚烧以及碱性稳定等。
1.污水厂污泥处理的目的以及现状
进行污泥处理的目的:(1)无害化:通过去除重金属和消灭细菌等方式达到污泥的卫生,并且保障污泥的无害化;(2)减量化:减少污泥处理前的重量和体积,降低污泥处理的费用;(3)资源化:处理污泥的的目的是要达到综合利用和变害为利以及保护环境和产生沼气等等;(4)稳定化:通过对污泥的处理,使其保持稳定化,对处置后的污泥不会产生降解的情况,从而来避免产生二次污染。
污泥处理的现状:在城镇中,污泥的主要来源是工业生产中排放的废水和生活污水的排放以及雨水、地下水和地表水的排放等等。而污泥指的是在进行污水处理的过程中而产生的一种物质垃圾废弃物,它是由多种多样的微生物在一起而形成的大量的富含钾、氮和磷的有机物,同时它还含有多氯联苯和重金属以及病原菌和寄生虫等有害的物质,它是介于水和固体之间的胶状物体[1]。目前,我国城镇的污水的特点是含水量高。所以它富含的有机物质就比较高,因此容易发生腐化和变质而且城镇污水里的污泥的自身形状比较小,所以需要通过妥善的处理。但是,目前我国城镇的污泥处理只通过简单的脱水处理而没有通过正式的处理方式就被作为肥料利用到了农业生产当中。没有经过正式有效的处理方式处理过的污泥里含有大量的有色金属和微生物等等有害的物质,一旦作为肥料使用很容易导致烧苗和死秧以及发生虫害等威胁。所以,现在农民把污泥作为肥料的使用就降低了很多,这就导致污泥的使用量降低。但是经过处理后的污泥用于在农业的生产上其中的有害物质得到了控制,而可以有效的提高污泥在农业生产中的应用,使其得到它应发挥的经济效益。
2.污水厂污泥处理技术
(1)污泥焚烧技术:在污水处理厂污泥处理的各种方法中污泥焚烧的技术是对污泥进行最大程度的减少容积和最彻底的一种方法,焚烧技术分为两种,一种是先进行脱水然后再焚烧,另外一种是脱水直接进行焚烧。因为污泥内富含较多的微生物残渣和有机物、纤维木质素等,它们都有一定的热量,再在里面掺上合适的引燃料就可以作为生活锅炉和工作炉窑的辅助燃料[2]。进行污泥燃烧的优点是:焚烧可以使污泥快速的减轻重量,而且焚烧的过程中没有异味剩余的残渣也少,不需要做灭菌的处理,最后剩下的干污颗粒还可以用作发电厂的燃料。通过污泥的干馏技术还可以从中提取燃料油和焦油等,还可以用作制造有机玻璃和甲醛等其他的化工产品。缺点:污泥焚烧的成本大、开销高,而且对焚烧的管理水平和焚烧的设备要求相对也比较高。虽然污泥燃烧没有异味,但是污泥中含有的重金属物质等一些污染物,在焚烧的同时会随着空气飘散给社会人群造成一定的危害。
(2)污泥填埋技术:对污水厂的污泥进行一些简单的无菌处理后,将其直接倒在低谷的地方,可以制造人工土地。
污泥填埋技术的优点:这种技术的成本较低,根本不要求对其进行脱水或自然干化,这种方法既增加了城市土地用量又对污泥进行了处理。
缺点:由于这种技术对污泥的土地学性质要求的比较高,因此进行填埋地区的选择有规定,要在地下水位不高的地方而且底基渗透系数不高的地方进行。进行填埋的时候在坑内要铺设好方渗透的物质,还应配置好高渗透过滤液的集装装置以及相应的净化设施,以此来防止雨水的渗漏使有害物质侵蚀地下水。
(3)污泥投海:这种方法是最简单的,不需要投入大量资金。但是,这种方法受国际海洋的相关约束和地理位置的制约,还有这种方法对人类的食物以及海洋生态系统造成严重的威胁[3]。因此,早在1993年中国政府就承诺在1994年2月20日起就不再对实行污泥投海这种方法。此法已受到限制。
(4)农用堆肥技术:污泥在进行农用之前首先要进行堆肥处理,这种方法是符合中国国情的技术。且这种方法的目的是通过生物的降解,使其植物养分的形态更加利于植物的吸收,此外,它还可以杀死病原菌和除臭味等。
农用堆肥的优点:在实施这项技术的时候不要求有人工管理和其他任何能源,实施的造价低,不管是操作还是管理都很方便,适合在小污泥处理厂中使用。
缺点:占地面积比较大,达不到减少容量的效果。农民在农业制造的过程中如果使用了它,其中重金属的污染将会使植物富集,并且层层相互,通过食物链和生物链的方式进行传递,对人类会产生剧毒的危害。
3.污水处理厂污泥处理技术的新思路
(1)污泥堆肥技术方面:在进行污泥堆肥处理之前首先要对污泥堆肥前做相应的预处理,并且研究堆肥的微生物学以及动力学和反应器、腐蚀度等,对生物的构成和变化以及堆肥过程中降解有机物能力强的优势菌种等有一定程度的了解等等。
(2)污泥脱水方面:①在污泥脱水之前进行预处理,通过热处理和化学调理以及冷冻法等来改善污泥脱水的性能;②积极研制和探索新型的对改善污泥脱水性能的药剂;③用生物方法通过溶菌酶破坏菌胶团方法来彻底改善污泥的性质;④研究新型的污泥脱水设备来增强污泥脱水的工作效率。
(3)污泥处理技术土地利用方面:污泥土地利用的意义指的是利用园林绿化介质和垃圾场覆盖土和农用堆肥等等[4]。污泥堆肥技术指的是对污泥中的微生物菌进行再利用,将其发酵的同时对混合物进行借助,然后对有机物进行氧化和分解,把它们转化成比较容易吸收和利用的无机复合肥,这样的技术能拥有广阔的市场前景。
4.总结
污水处理厂在对污泥进行处理的过程中要始终坚持利用土地为主要目的,并且可以结合多种污泥处理技术来研究适合我国污泥处理的既节能经济又多元化的技术体系。污水处理厂要高度重视在污泥处理的过程中对环境等等各个方面产生的负面影响,比如重金属等问题,要做到不断的提高污水处理厂无害化的处理技术和水平,寻找一条能有效的利用污泥处理的技术具有重大的现实意义[5]。现如今,国家大力落实科学发展观和建设“节约型社会”,污水处理厂要做到城市污水处理和资源化相结合,坚持“泥水并用”的原则,这将成为污水处理厂污泥处理的最好出路。
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[3]王凯军.为污泥处置提供技术政策导向——城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)解读[J]建设科技.2009(07).
污泥无害化处理方式范文篇7
关键词:污泥处理,污泥处置,现状分析,未来发展
中图分类号:TU992.3文献标识码:A
我国污泥处理处置现状
污泥处理、处置定义
我国污泥处理处置的总体目标是实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化。但目前我国还没有分别针对污泥处理和处置的准确解释,这一遗漏造成概念不清。过去,污泥处理与处置的区别即草率地以污水处理厂为界划分,厂内为污泥处理,场外为污泥处置[3]。这导致了责任主体的不清。处理、处置概念的混乱导致污泥处理、污泥处置目标不明,进而影响到管理、技术路线选取和技术标准的制定。
基于这一现状余杰等人的建议对污泥处理、处置分别定义如下:[4]
污泥处理:城市污水处理厂在污水处理单元操作过程中产生的污泥通过兼容、减量、稳定以及无害化的过程称为污泥处理。
污泥处置:经处理后的污泥或污泥产品以自然或人工的方式使其能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式。
基于这一定义,污泥处理的工艺单元主要包括污泥浓缩、脱水、消化(厌氧消化和好氧消化)、堆肥和干化等工艺过程。而污泥处置则主要包括土地利用、污泥农用、卫生填埋、焚烧以及综合利用等方式。污泥处理处置的总体目标中,减量化、稳定化、无害化的目标可以认为是针对污泥处理提出的,而资源化的目标则是针对污泥处置提出的。
我国污泥处理现状
由于我国污水处理厂建设存在严重的“重水轻泥”现象,大多数污水处理厂中的污泥处理工艺还停留在传统的调制——脱水模式上。实现污泥稳定化处理的污水厂仍然不多。污泥的稳定化是污泥处理过程中重要的一个步骤。未经稳定的生污泥可被认为是污染物,含有易腐有机物、恶臭物质、病原体等,脱水效率低,卫生条件差。不进行污泥稳定化处理即脱水外运会造成如下结果[5]:
污泥体积庞大,造成污泥处置费用庞大;
污泥极不稳定,污泥中有机成分一旦发生腐败变质对环境会造成严重的二次污染;
污泥中的有用资源未得到利用,带来了资源的浪费,不符合可此续发展的目标。
但现实情况是,我国2600多座污水处理厂中只有近60座配有污泥厌氧消化设施,而其中正常运行的不到20座。未经稳定化处理的污泥占总污泥量的55.7%[5]。采用污泥好氧消化技术进行稳定处理的污泥约有26%[2]。与厌氧消化相比,好氧消化需要消耗更多的能量,运行费用较高,处理后污泥较难使用机械方法脱水,且不能像厌氧消化一样产生有价值的副产品(沼气)。
我国污泥处置现状
在各种污泥处置方式中,污泥的卫生填埋是目前我国普遍采用的处置方法。但由于脱水污泥的含水率较高及填埋场对污泥剪切力的要求,填埋场对污泥进场的要求越来越高。除此之外,污泥填埋不仅会严重危害填埋场的安全,而且会严重污染附近的生态环境。填埋的污泥会造成填埋场渗滤系统的严重堵塞,大大缩短垃圾填埋场的寿命,还会严重污染附近的地下水。
污泥的土地利用是我国污泥的另一个主要的处置方式。但是我国既没有系统、科学的管理办法,也没有配套的污泥标准系统,故污泥土地利用的安全性正在受到质疑。在土地利用时,由于施用处理不到位的污泥,使得污泥中有效成分不能被充分利用,有的导致土地盐害、烧苗和病虫害等问题,污泥在很多地区反而成为了一种污染源。
近年来污泥干化系统设备的国产化发展很快,污泥单独干化焚烧的案例不多,污泥协同焚烧是污泥热处理的发展趋势之一,国内已有实现了规模化的工程示范应用。
其他处置方法如污泥制砖、制陶粒等方式也有相应的应用案例。
此外,据估计我国约14%的污泥没有得到任何处置,这将给环境带来巨大的危害。
造成污泥处理处置现状的原因
技术原因
我国目前的污泥性质与国外发达国家相比存在差异主要表现在:
低有机质(发达国家VSS/SS为60-80%,我国VSS/SS为30-50%);
高含砂量(污水处理厂普遍采用了圆形沉砂池,脱砂效率低;大量的基建、施工建设,导致泥砂水排入污水管网系统等);
重金属含量高(工业污水源头重金属处理系统不完善)。
由于污泥含沙量高、有机物低、热值低,大大影响了污泥能源化处理的经济效益。重金属含量高直接影响了污泥土地利用的可能性。
除去我国污泥性质对污泥处理造成度阻碍之外,我国的污泥处理技术的发展也相对滞后。
污泥的厌氧消化是最重要的污泥稳定化的方式。其有良好的有机物降解率(40-60%),可使污泥体积明显减小;厌氧消化的高温环境可以杀灭病原菌,实现污泥的无害化;更重要的是厌氧消化相对好氧消化省去了曝气所需的能量消耗,还能够产生沼气,为污水处理厂供给能量。但厌氧消化同样存在缺点:设备多、工艺复杂,前期投资大;系统受环境条件变化影响较大,一旦受到扰动后恢复缓慢。对工作人员的要求很高。
我国目前还没有生产厌氧消化设备的能力,厌氧发酵工艺的建设主要依赖进口设备,且水厂管理操作人员的素质也很难达到厌氧消化设备所需要的水平。正是这些技术方面的不足,使得我国实现厌氧消化的水厂十分的稀少。
在污泥处置方面,较为新兴的污泥处置的方式中污泥干化焚烧工艺也依然部分依赖国外进口设备。
由此可见,在污泥处理的技术方面,我国仍有待提高,大量的技术空白仍有待科学研究的填补。
政策原因
除了技术原因之外,政策方面的不足是阻碍我国污泥处理处置进步的重要因素。
相较于污水处理,污泥的处理处置投资更大收益缺微小。发达国家污水处理厂的污泥处理投资成本和运行成本占污水处理厂总投资的30-50%[1]。但若污泥处理处置不当,则会造成严重污染。因此,基于污泥处理处置投资大、回收少的特点,管理上的严格标准,政策上的大力扶持显得更为重要。
在立法方面,关于污泥的立法明显滞后,缺乏与污泥处置相关的污染环境防治法规,所以社会对污泥的处理、处置不够重视。尤其是对污泥的生产者来说尚未有切实的紧迫感。
另外,污泥的处理处置涉及到的部门广,需要各方面协调和配合,如农业部门、林业部门、环保部门以及建设部门等。这一因素也增加了污泥处理处置的管理协调难度。
应对现状的措施及未来发展
面对严峻的污泥处理处置的形式,未来的发展方向在何处,具体的操作措施又当如何制定,这是我们面临的最直观最迫切的问题。国外在污泥处理处置方面走在了我们的前面,他们丰富的经验和技术值得我们借鉴。
国外发达国家很早就意识到污泥的处理处置是污水处理过程中必不可少的环节,从法律和政策上都对污泥处理处置的目标作了明确规定,并在执行上通过一系列政策予以保障。
美国有约16000座污水处理厂,年产污泥量3500万t(以80%含水率计)。建有650座集中厌氧消化设施处理58%的污泥。污泥处理中,除了对产生污泥的处理,还将整个污水处理系统与污泥处理系统看做是一个有机的整体,在污水处理中即实现了污泥的共处理(cotreatment)[8]。污泥的最终处置方式分布为:60%农用、3%生态修复、17%填埋和20%焚烧。
自1998年起,欧盟便立法禁止海洋排放污泥,同时规定污泥的卫生填埋需被逐渐禁止[6]。
欧盟国家的50000座污水处理厂年产污泥量4000万t(以80%含水率计),有50%以上的污泥进行了厌氧消化稳定处理,其中英国的污泥厌氧消化率达到66%。污泥的最终处置方式为:50%以上农用、20%填埋、20%焚烧,污泥填埋量持续减少,土地利用量逐渐增加,焚烧量维持不变。
我国城镇污泥处理处置起步晚且任务紧迫,可以充分吸取西方发达国家的成功经验。
技术方面,进一步加快污泥处理处置设备的国产化,从而降低污泥处理处置工艺的基建费用。同时还需要提高水厂的管理运行水平,以满足污泥处理的需求。另一方面,在新兴污泥处置领域,当大积极开发污泥资源化处置技术,为污泥的出路广开源。
政策方面,更有效地协调涉及多单位的污泥处理处置的管理方式。制定更具约束力的强制性污泥排放标准,进而改变水厂以往“重水轻泥”的态度。积极扶持污泥处理处置新技术的研发应用,鼓励水厂对污泥处理的投入。通过政策调控的手段控制污泥的减量化、稳定化、无害化,鼓励污泥的资源化。
参考文献
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5.许晓萍我国市政污泥处理现状与发展探析.江西化工No.99,24-32(2010).
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7.余杰&田宁宁我国污泥处理处置有关政策探讨分析.中国建设信息(水工业市场),7-9(2009).
污泥无害化处理方式范文1篇8
【关键词】:污泥;再生利用;研究价值
一、污泥处置现状
城市生活污水处理后的污泥,一般含水率约80%,富含有机质等营养成分,又含有一定量的重金属和病毒、病原体、寄生虫卵等有害物质,污泥处置不当会造成严重的二次环境污染。目前国外污泥主要的处置方法有一下三种:
1.土地填理
在过去,许多发达国家都采用土地填埋的方法来处理污泥,且占有很大的比例(约40%左右)。在我国,土地填埋也是主要的方法。该法的处理过程非常简单,特别适于质量较差的污泥,但需要场地和大量的运费,地基需作防渗处理以免污染地下水和散逸臭味。另外,适合充填的土地逐年减少。美国环保局估计今后20年内,美国6500个填理场将有5000个关闭,有的州已无场地可供堆放。
2.投弃海洋
在一些靠海的国家和地区,大型的污水处理厂常直接将液态污泥排海或将脱水污泥直接投海。这是一种方便而经济的处理方法,但此法会危害海洋生态系统及人类食物链,造成全球范围内的危害。1988年美国已禁止向海洋倾倒污泥,并于1991年全面加以禁止。欧共体在1991年5月颁布《DirectiveConcerningUrbanWastewaterTreatment》中指出:在1998年12月31日起,不得在水体中处置污泥。
3.焚烧法
在欧美,当污泥中重金属或其它有毒物质含量高而不适用于农业利用的情况下,常采取焚烧法。污泥经焚烧后产生无菌、无臭的无机残渣,并大大减少了体积,是一种可靠而有效的污泥处置方法。污泥焚烧灰能有效地用在沥青填料和轻质基材等建筑材料,如做砖的主要原料。燃烧产生的热可以用来供电。但焚烧法设备及运行费用昂贵,易造成大气污染,仍存在有1/3左右固体重量的废弃物,以灰分的形式存留下来。
但是,以上这些处置方法均不能实现对污泥的综合利用,存在一定的社会及环境问题,不是污泥处置的最佳出路。对我国这样一个发展中国家而言,综合利用尤其是农业利用无疑是较好的选择,实现污泥的有效利用、变废为宝,使之资源化并产生经济效益,将成为污泥处置的发展方向。
二、污泥再利用的技术工艺路线
在城市生活污水水处理的污泥中,一般含水率约80%,有机质成份含量约45%~55%.利用污泥制造有机复合肥过程是将污泥经800℃~1000℃高温烘干,杀灭病菌、虫卵,保存有机厉份不受破坏且除去有害菌(进行无害化处理),接入有益菌培养,消除污泥的臭味,增加污泥中的营养元素,再添加氮、磷、钾有效成分,增加污泥中的养分含量,经造粒、低温烘干等工艺,将污泥制成具有生物活性、全营养、无公害的有机复合肥。从而为水处理后的污泥找到了很好的出路,并增加了污水处理厂和设备生产厂家的经济效益、社会效益,使污泥变废为宝,减少了环境污泥,保护了人类赖以生存的自然环境,同时又有利于生态农业的发展。
此外,可根据实际情况,在污泥高温烘干工艺前,增加污泥的晾晒或对沤工艺,高湿污泥经晾晒或堆沤工艺可降低污泥含水率,有效节约烘干能源,从而降低烘干成本;污泥也可直接进入烘干机烘干,减少晾晒或堆沤的使用场地,从而节约占地面积。
三、污泥臭味解决方案
污泥未经处理直接造肥其臭味是一个突出的问题。产生臭味的原因是因为城市污水处理厂的污泥含有部分带有臭味的物质,如硫化物、氨、腐胺类等,所以当将之加工成肥料变成商品来储存和施用时,仍会向四周散发臭味,继续污染环境。这样就大大降低了污泥肥料的商品价值,并将直接影响到肥料在市场的生存和发展,因此必须予以解决。
目前,对于这种臭味的去除方法主要有:化学方法、物理除臭法、生物除臭法。生物除臭是通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质分解转化,达到除臭的作用。前两种方法的优点是较为简捷,其缺点是除臭效果不太好,且不是增加了污泥的碱度就是增加了污泥的体积。生物除臭法的优点是:除臭效果好;经过微生物除臭还可进一步降解污泥中各种大分子元素,增加其利于植物吸收的营养成份;通过污泥除臭依靠微生物发酵产生的生物热,可使污泥进一步干燥,降低污泥烘干成本;这些具有除臭功能的微生物多是土壤中的有益微生物菌群,它有改良土壤的团粒结构、改善土壤生态环境,抵抗有害微生物的功能。缺点是:除臭所需时间较长,占地面积大。
考虑到国内许多中小型污水处理厂没有消化工序,产生的是生污泥,利用生物除臭的方法可以起到污泥消化工序的作用,所以采用生物除臭法较好。试验表明,利用有益微生物可清除污水处理厂中污泥的臭味,增加了其利于植物吸收的营养成分(如:速效有机碳的含量)。同时通过污泥除臭过程中微生物发酵产生的生物热,可使污泥得到进一步干燥,降低污泥干化成本,增加污泥肥料的市场竞争力。
四、城市污泥资源化的研究与利用
(一)污泥的土地利用
用于土地利用的污泥通常是剩余活性污泥。污泥中丰富的有机物和N、P、K等营养元素及植物所必须的各种微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等能够改良土壤结构,增加土壤肥力,促进作物的生长。污泥的土地利用是一种积极的,有效而安全的污泥处理方式。在国外,污泥及其堆肥作肥源农用,已有60多年的历史,城市污泥农用比例最高的是荷兰,占55%;其次是丹麦、法国和英国,占45%;美国占25%。在我国的京、沪、津等地污泥农用也有二十几年的历史。
1.农田上的利用
(1)污泥农用后对土壤的改良
山西郭湄兰等人的盆栽和田间试验表明:施用污泥后,土壤中N、P、K、TOC等营养成分及田间持水量、CEC、团粒结构、土壤空隙度都相应增加,土壤结构得以明显改善。
(2)施用污泥对作物产量和品质的影响
日本有研究表明,污泥施用对绝大多数作物都有良好的肥效作用,以叶菜类增产最多,同时可改善蔬菜因缺微量元素而引起的品质下降。污泥对种子发芽有促进作用,但对幼苗的生长却有抑制作用,抑制物为有机酸和醛等。
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(3)污泥中有毒物质的影响及控制办法
污泥农用的有毒物质主要为重金属和病原菌。前者易通过食物链而富集,研究内容包括作物各部位富集量的多少、存在形态及其富集量的影响因素;控制方法是根据有关标准(如国家土壤环境质量标准)提出施用年限、施用原则和方法。而后者则可通过消化、堆肥将其大部分消灭。
2.林地利用
污泥用于造林或成林施肥,不会威胁人类食物链,林地处理场所又远离人口密集区,所以很安全。由于森林环境的强大影响,也由于林地、荒山往往比农田更缺乏养料,致使病原微生物的存活时间大大缩短,使过量的N、P养料得以充分利用。美国在60年代初就有过这方面的研究,且取得令人满意的效果:施用1年后,供试的树木在树高和胸径的生长上随使用量的增加而增加;地下水中硝态氮的含量虽可能超过地下水质标准,但可通过多次少量施用的方式解决。
3.园林绿化的利用
干污泥和污泥堆肥用于城市绿化及观赏性植物,既脱离食物链,减少运输费用,节约化肥,又可使花卉的开花量增加,花径增大,花期延长。
4.用于严重扰动的土地改良
垦荒地、贫瘠地等施用污泥堆肥,可改善土壤结构,促进土壤熟化。可将污泥以表施和耕层施肥(25~40cm)施于城市废弃物垃圾场后,播种牧草,以尽快覆盖地表,过2~3年后牧草长起来,再植树造林。
5.其他利用
(1)因污泥中含有蛋白质、维生素和痕量元素,利用净化的污泥或活性污泥加工成含蛋白质的饲料用来喂鱼,或与其它饲料混合饲养鸡等,可提高产量,但肉质稍差。
(2)将污泥制成砖、玻璃及其他轻质材料,也存在强度差及其它问题,需寻求适当的改善办法。
(3)向污泥中添加Ca3(PO4)2,制成复合有机肥料,在美国,已有不少工厂以污泥为原料进行堆肥化,制成颗粒肥料,并以商品在市场上出售。据悉,在我国的深圳已将污泥与畜禽粪混合出售。吴启堂等利用污泥所具有的强粘性,成功地用污泥代替白泥作复合肥的粘结剂。
(4)科学家们已成功从活性污泥中分离出聚3-羟基丁酸及3-羟基戊酸,用于合成生物可降解塑料。
五、污泥再生利用对社会产生的效益
1.经济效益分析
利用污泥开发制造有机复混肥,可使城市污水处理厂省去污泥的卫生填埋或焚烧费用,提高资源利用率(污泥填埋占用可耕地)。中科院生态环境研究中心的研究表明:每平方米城市污水处理厂污泥引起环境损失值为38元,这不包括其中的运输费用。保定市污水处理厂年产污泥约为2.7×104立方米,每年引起的环境损失值为103万元,若将污泥加工成活性有机复混肥,年产量为5000吨,年创利润为100多万元,因此,利用污泥开发制造有机复混肥在经济上是可行的,具有显著的经济效益。
污泥无害化处理方式范文篇9
关键词:污泥;处理;处置,污水
Abstract:inordertocontrolthewaterpollutionandsewageresources,duringthe12thfive-yearplan,ourcountryputforwardhigherrequesttothecitysewagetreatment,alongwiththedeepeningrateanddegreeofsewagetreatmentfacilities,treatment,sewagetreatmentplantsludgegeneratedwillhavealargergrowth,problemtwotimespollutioncausedcannotbeneglected.Therefore,howtoreasonablydisposesludge,hasbecomethecitysewagetreatmentplantandrelateddepartmentsmustpayattentiontotheproblem.Howtodealwithsuchalargeamountofsludge,whichisthesizeofmanycitywillfaceproblems.
Keywords:sludgedisposal,sewage;treatment;
中图分类号:U664.9+2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
国内外污泥处理与处置的方法很多,一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(多为农用)、填埋及焚烧等,或用其中几个方法组合处置。应该说,对城市污水处理厂污泥的处理与处置,我们与先进国家相比,差距较大。
城市污水处理厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,含有大量的有机物、重金属以及致病菌和病原菌等,不加处理任意排放,会对环境造成严重的污染。对污泥处理总的要求是稳定化、无害化和减量化。目前我国对污泥无害化、资源化的处理处置率仅占30%左右,无害化、资源化的处理处置是指将污泥焚烧、制肥、建材等。在我国,对污泥的处理主要还是填埋,但在政策上并不鼓励这种做法,只能是作为一种近期临时的处理处置方式。
国家对城市污水污染控制的技术政策及新颁布的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002),对城市污水处理厂的污泥稳定和农田利用有明确的要求。但实际情况是,污水处理厂的建设往往只注意污水处理要达到排放标准,而忽视污泥处理与处置的问题。近几年,由于脱磷脱氮要求,演变出不少污水生物处理工艺,而对污泥处理和处置,设计中一般只是将脱水污泥简单的外运或综合利用,未计算其投资和运行费用,这势必会造成二次污染。污水处理厂建得越多,污泥的二次污染亦越广泛。未经稳定处理的污泥,因有机物含量较高,极易腐败并产生恶臭,尤其是初沉池的污泥,含有大量病菌、寄生虫卵及病毒,极易造成传染病的传播。下面结合我厂运行实际,浅谈一下城镇小型污水处理厂污泥的处理和处置。
一污泥的处理和处置
通常把污水处理厂污泥的稳定和脱水(一般脱水至含水率70%~80%)称作污泥的处理;将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用,称为污泥的处置。如果脱水污泥中有毒有害物质超过农用标准,就要考虑卫生填埋和污泥干化焚烧技术。从国外污泥处理的发展来看,对污泥用于农田控制越来越严,而对污泥进行干化和加热处理的比例正逐年增加。
1.污泥的处理
污泥稳定处理分为好养稳定和厌氧稳定,好养稳定有很多优点,但能耗很高,只有当污泥量较少时才采用;污泥厌氧稳定处理通常采用中温(35℃)厌氧消化方法。国内仅有十几座大型污水处理厂采用此方法,污泥经消化后,有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,污泥消化过程中还产生大量沼气(消化降解1kgCOD可产生350L沼气)可以回收利用。但由于消化装置工艺复杂,一次性投资大,运行有难度。污泥厌氧消化和沼气利用装置费用,约占污水处理厂投资和运行费的30%左右,而且大多需进口技术和设备。从调查已建消化池的实际运行看,只有少数达到预期的效果。有管理、设计问题,亦有沼气利用的经济性和安全性问题。鉴于以上存在的问题,大部分小型污水处理厂未设此设施。
污泥的稳定问题,除了采取污泥厌氧消化外,还应结合污水处理工艺中考虑少产生污泥和稳定泥质的方案。例如,污水处理工艺设计中采用延长污水曝气时间,减少污泥的产量;设计参数中增大污泥泥龄,(如泥龄20天以上),尽量采用污泥趋向稳定的污水处理工艺。对中小型污水处理厂来说,采用带有延时曝气功能处理工艺(如氧化沟等处理工艺)是可取的。有的污水处理工艺投资低(如AB法的A段),而污泥量较多,增加了污泥的处理成本。故应当把污水处理和污泥处理统一考虑,一并计算投资和运行费用。
污泥的稳定并不等于污泥无害,用于农田还需要符合国家标准中关于污泥农用时污染物控制标准限值。其中对镉、汞、砷、苯并芘、多氯联苯的要求是比较高的,应该通过严格控制工业废水源头的排放来控制污泥的性质。
国外在污泥稳定方面,除了用生物法(包括中温消化、高温消化及利用微生物和某些添加剂)外,还采用了化学法,有的将脱水后的污泥加盐酸调PH至2~3,反应一小时后再加硝酸钠;有的对脱水污泥添加石灰。
2.污泥的处置
(1)制复合肥
按我国目前的经济条件,对大多数小型污水处理厂来说,污泥用于农田是比较可行和现实的方案。污泥中的氮、磷、钾和微量元素,对农作物有增产作用;污泥中的有机质、腐殖质是良好的土壤改良剂。污泥经适当浓缩、脱水后运至近郊作为农肥,是许多污水厂采用的方法。但农田施肥有季节性,不需要泥肥时,污水处理厂会泥满为患,影响正常运行。于是一些污水处理厂支付费用,让农民把污泥拉走,而不问其去向,这很容易造成二次污染。
(2)卫生填埋
卫生填埋污泥分为单独填埋和混合填埋两种,脱水污泥与城市垃圾混合填埋比较多。污泥能否填埋主要考虑两个因素:污泥本身的土力学性质及填埋对环境产生的影响。
有些地方的污水处理厂对污泥处置提出“处理一点,填埋一点,利用一点”的原则,这就需要按卫生填埋要求建设污泥填埋场。根据污泥性质、含水率及力学特性等因素进行设计,填埋场底部设有盲管将渗滤液再输送到污水处理厂进行处理。此法一般占地面积大,运行工作量大,遇雨季污泥更难以压实,一般污泥填埋场都有一定的使用期限,到使用期限后还需另选场址,卫生填埋场在实际运行中的造价也不低,对有些污水处理厂来说,采用污泥卫生填埋也是不得已的权宜之计。鉴于地价上升和填埋场有臭味等因素,近几年来,污泥卫生填埋的比例越来越小,有的填埋场还将逐步关闭。
还有些地方的污水处理厂将污泥运至城镇垃圾填埋场进行混合填埋,这容易存在两个实际问题:一是管理体制上的问题。垃圾的中转站和填埋场的布点、设计和投资,属环卫部门管理,而污水处理厂的污泥属市政部门管理,设计垃圾填埋场使用年限和布点距离一般未考虑接纳污水处理厂污泥,在管理体制上需进一步理顺。二是技术方面,目前污水厂的脱水污泥含水率一般在70%~80%,而运往垃圾填埋场的污泥,要求含水率不大于30%,这类污泥不能满足填埋场的要求,且不宜碾压填埋,除非将污泥作适当干化或加石灰、絮凝剂等预处理后才能进入填埋场填埋。无论作何种填埋,污泥都易采取高干度脱水。
(3)干化、焚烧
国内近几年在一些大城市已建和正建一批城市垃圾焚烧场。但污水处理厂的污泥做焚烧处置还很少见。由于污泥干化和污泥焚烧相结合比单污泥焚烧一次性投资少,处理成本低,故污泥干化往往是焚烧的前处理。污泥干化可使污泥含水率控制在10%~40%,减少了污泥的体积和重量,降低了运输费和填埋费,而且污泥的臭味大为减少。干化装置分直接干化和间接干化,其能量消耗与污泥成份和水分有关。间接干化(利用沼气通过热交换器)一般推荐用立式干化装置,并选用流化床工艺。干化与焚烧串联工艺中,干化的程度取决于污泥的热值和回收焚烧炉的热能,使干化的能量尽量平衡,不另外添加燃料。污泥流化床焚烧炉,温度在800℃以上,炉内有砂粒循环使用,外排气体要适当处理。污泥焚烧炉远比垃圾焚烧炉的工艺简单得多,且污泥焚烧不会产生二恶英。由于受条件的限制,污泥的干化和焚烧,可能将是一些大城市大型污水处理厂的发展方向,但对于中小型污水处理厂来说短期内还较难实现。
(4)填埋与焚烧的比较
国内上海与浙江一些单位做过污泥卫生填埋及焚烧处置的方案比较。其主要工艺流程为:
原污泥浓缩消化脱水卫生填埋
原污泥浓缩消化脱水焚烧焚烧灰填埋
对于焚烧处理工艺,为了避免消化后污泥热值减少,也可以不做污泥消化处置。上述两个工艺的经济性比较结果,无论采用国产设备或进口设备,二者的处置工程费用基本相同。按国产设备对污泥进行处置,运行费用折成污泥干固体,处理总成本约为800元/吨。以10000吨/日污水处理厂产生2吨计,每吨污水处理成本约为0,16元,与国内大型污水处理厂污水处理成本(不计折旧和还贷利息)0.3~0.45元/方相比,需增加成本35%~50%(中小型污水处理厂略高一些),这与国外实例相当。
既然污泥的卫生填埋与污泥的焚烧其工程费和运行成本大致相当,那么,从污泥无害化和减量化看,焚烧方案有明显的优点,这也是国外污泥焚烧发展较快的原因。焚烧后产生的焚烧灰可以用于改良土壤、路基路面的骨料、砖瓦制品、陶瓷、混凝土填料和工程建设的回填土等。
二污泥处理和处置应注意的问题
我国目前存在着重废水处理,轻污泥处理处置的倾向,污泥的处理处置起步较晚,且存在一些问题,主要表现在以下几个方面:污泥处理技术设备落后;污泥处理管理、设计水平低;污泥处理处置投资低;污泥处理处置状况较为混乱;除几个大型城市外,国内各城市的总体规划中缺少污泥处理处置内容,更无专项规划。
在十二五期间我国对污水处理厂污泥处理处置提出的主要技术目标是:1.加强源头削减和全过程控制;2.要求减量化、稳定化、无害化;3.尽量回收利用资源能源,达到安全、环保、经济;4.鼓励符合条件的污泥进行土壤改良、园林绿化等土地利用方式,不符合条件的污泥则推行干化后焚烧或者运往燃煤电厂、水泥厂协同处置;5.污泥脱水稳定后填满处置。
针对以上现实情况,以后在进行污泥处理处置时更应注意:
1.设计城市污水处理设施时,要把工业污染源控制、污水处理工艺和污泥的处理和处置作为一个系统来考虑,不认真处置污水处理厂的污泥,污水处理是不完整的。
污泥无害化处理方式范文
关键词:城市污水厂污泥减量化稳定化无害化资源化
浙江省随着工业化与现代化建设步伐加快,为保护环境,为建设生态省,确保社会经济可持续发展的需要,近年来加快了城市污水治理工程的建设。自2000年以来,至今年上半年,全省已建成投产和试运行的城市污水处理工程项目共达35个,总的处理规模达340万m3/日,城市污水处理率达42.3%,35个污水厂所在地估算每天产生干泥量达1286吨,其中得到不同程度处理与处置的为544吨/日;计划到2005年年底城市污水处理工程建成个数增加到55个,总的处理规模达440万m3/日,城市污水处理率达到53.0%;到2007年年底,城市污水处理工程个数增加到73个,总的处理规模为500万m3/日,城市污水处理率为58%,到时全省实现县县建有污水处理厂。
我省城市污水厂建设与运行管理历史较短,经验不足,遇到不少新问题,当前较为突出的一个问题,是城市污水厂污泥处理处置建设滞后,运行管理经验不足,污泥对环境带来的二次污染情况较普遍。
一、必须按照科学发展观全面指导城市污水厂污泥处理与处置建设与管理
“坚持以人为本,全面发展、协调发展、可持续发展”的科学发展观是我国社会主义建设的科学总结,是社会主义建设客观规律的反映,也是各行各业必须共同遵循的准则。回忆我省近年来城市污水治理工程的历史,凡是按照科学以展观建设的工程,就能充分发挥投资效益,工程的综合效益好;凡是违背科学发展观建设的,工程投资效益就不能充分发挥,综合效益差,有的甚至起到“负面”作用。
城市污水厂污水处理与污泥处理及处置是两个独立的不同阶段又相互紧密联系的一个完整的体系。污水处理,是把城市原生污水通过“物化”处理与“生化”处理等措施,把原生污水中固相污染物质从污水中分离出来(被分离的污染物质称为原生污泥)。污水经处理后的出水称为“尾水”,达标后排放或回用。污泥处理是把含水率较高的原生污泥通过浓缩、脱水“减量”化处理,和后续通过“生化”处理,进一步减少污泥中有机物含量达到“稳定”化处理,上述两个阶段统称为污泥处理,污泥处置是在上述污泥处理后,最终进行“无害化”和“资源化”处置。由此可见,污水处理是搞好污泥处理与污泥处置的前提与基础,而污泥处理与处置是污水处理的实现的最终目标的保证措施。这两者缺一不可。一个完整的城市污水治理工程,污水处理工程、污泥处理处置工程必须同步规划、同步建设、同步投产、同步运行。只有这样才能充分发挥污水治理工程整体功能,达到保护环境造福人类的目的。
我省有些城市污水治理工程建设中,污泥处置工程没有与整个治污工程做到同步建设,其原因有以下种种:有的城市是因为缺少排水专业规划与污泥处理与处置专业规划,因依据不足,工程初步设计缺乏污泥最终而必需的处置内容;有的是由于资金紧张,处置工程“暂缓”安排建设。这样,污水厂投产后污泥因得不到正常处置,造成污泥无序乱堆放,对环境带来二次污染。有些城市污水厂保护环的功能在衰退,逆向转入集中污染环境趋势。这种不正常的现象我们极不允许!只有按照科学发展观要求,加快污泥处置配套工程建设,才能确保城市污水,治理工程整体效益达到充分发挥。
二、必须按照循环经济增长模式全面按照“四化”要求强化城市污水厂污泥处理与处置
循环经济是一种新的、符合可持续发展理念的模式,在一些发达国家取得了明显成效。当前我国正处在一个全面建设小康社会关键历史时期,在这一时期如何保证保持经济平稳运行,健步增长发展,经济增长模式必须由传统的单向线型模式(即资源产品废弃物直接排放)转变成循环经济模式(资源产品废弃物再生资源利用,是闭环反馈式循环过程)。在城市污水厂污泥的处理处置过程中,全面执行减量化、稳定化、无害化、资源化处理与处置的方式是循环经济模式的体现。它具有强大的生命力、良好的环境效益、社会效益与经济效益。
我省有的城市污水厂污泥最终处置选择了与水泥制品厂或制砧厂合作,把污泥作为建材产品的掺合料一起焚烧,最终生产出质量完全符合标准的建材产品同时还降低了生产成本。这种处置过程,充分利用了污泥中的无机物(粘土),补充了当前水泥生产与制砧生产紧缺的泥源;同时充分利用了污泥中有机物(具有热值)作为辅助燃料,减低了建材产品生产的煤耗量;由于焚烧温度高达1200℃、污泥中病原体被彻底毁灭;燃烧过程中产生的有害废气(如阿噁咽)被彻底分解,又无残留灰渣,彻底避免了对环境的污染;同时为建材生产厂提供了再生资源,降低建材产品的单位成本;根据市场经济运作,污水厂还从中得到了应有的实惠。
有的城市污水厂污泥最终处置与制热单位合作,利用污泥替代部分燃煤制热,取得了较好的效果。污泥通过焚烧达到了无害化处置、制热单位由于获得了污泥这一再生资源,缓解了当前燃煤供应紧张的局面,并降低了制热生产成本。
有的城市把污水厂污泥经浓缩、脱水与适当堆放稳定处理作为农肥后用于苗圃、园林绿化,或土壤改良。
上述种种,按照“四化”要求对污水厂污泥进行处理与处置的,虽在我省城市污水厂中还是少数,但是它代表着一种发展的方向,不久将来必须会得到迅速普及。其原因是:
1、城市污水厂污泥是一种宝贵的再生资源。
从循环经济观点来看,“资源”这一概念是相对的。据报导目前全世界钢产量的1/3、铜产量的1/2、纸制品1/3来自循环使用,有些发达国家在17个产业生产中,已经实现了水资源消耗的零增长甚至负增长。同样,在城市污水厂污水处理过程本身来看,产生的污泥是一种废弃物,但对后续综合利用生产单位(如水泥生产、制砧、农用、土壤改良)来说是一种宝贵的再生资源,它具有普遍的使用价值。随着科技进步与循环经济模式推广,城市污水厂污泥必然会得到广泛利用。
2、从保护环境角度来看,城市污水厂污泥最终进行资源化处置,才能彻底消除污泥对环境的污染,有利于保护环境。
3、从提高资源使用率角度来看,城市污水厂污泥资源化处置,是充分发挥了污泥这一再生资源使用价值,做到了物尽其用。
三、城市污水厂污泥全面执行“四化”处理与处置的对策
1、要进一步统一对城市污水厂污泥处理与处置技术路线必须全面执行“四化”要求的认识。当前首要的问题是认识不统一,主要有以下两个方面:
其一是有些同志把城市污水厂污泥仅仅看作是一种废弃物而不是资源。他们把有些地方污泥未进行处置归罪于“污泥误认为资源”、“过分强调了污泥资源化”,他们还主张污泥处理与处置最终目的应仅限于“减量化、稳定化、无害化”,强调“资源化”不是最终目的。这种思维方法是把环境保护与资源综合利用对立起来。事实恰恰相反,按照循环经济增长模式,应把环境保护与资源综合利用统一起来。我们主张在保护环境的前提下搞污泥综合利用,同时也认为只有综合利用,才能有效的彻底解决污泥对环境污染。我们相信,遵照“实事求是”、“因地制宜”的原则,依靠社会化生产大合作的形式,能找到有利于保护环境、安全实用、经济合理污泥处理与处置办法。
其二,是有的同志主张万事不求人,不主张污泥处置与其它单位搞合作、搞联营,其理由是这样做不可靠、不正规,而自己单独搞污泥处置既缺少资金、又缺乏技术力量,结果是污泥处置还迟迟不能上马。这种想法与做法与社会化生产、有效的分工合作、组织集约型生产模式相违背的。事实上企业间进行有效合作,可相互取长补短,能快速提高整个社会生产综合效益的充分发挥。污泥处置采用社会化生产,加强企业间合作,有利于多、快、好、省地全面推行污泥“四化”处理与处置的技术路线。
2、要进一步制订相关的污泥处置技术政策。
正确的技术政策是正确技术路线实施的保证。以往我国虽出台了一系列技术政策,但尚欠完整。笔者建议国家有关部门要进一步补充制订有利于城市污水厂污泥全面执行减量化、稳定化、无害化与资源化处理及处置的技术路线实施的相关技术政策。
(1)要坚持实事求是、因地制宜,一切从当地实际情况出发的原则;
(2)污泥资源化利用方案必须通过多方案技术经济比较,择优选定,被选定方案有利于保护环境,污泥综合利用做到安全实用、经济合理,实施方便可行;
(3)城市污水厂污泥处理与处置设施应与污水处理设施做到同步建设、同步投产、同步运行。今后凡缺少污泥处理与处置的设施的污水治理工程不得通过竣工验收,只有把污泥处理与处置设施补充完善了才能通过竣工验收;
(4)要禁止污泥无序堆放,任意污染环境的行为;
(5)鉴于节约用地考虑,要尽量少用土地填埋处置技术;
(6)要大力提倡污泥综合利用处置技术。根据不同条件要分别优先推广污泥焚烧与建材化生产相结合的处置技术、污泥替代燃煤的处置技术、污泥生产复合肥料与土壤改良等综合利用技术;
(7)建议政府对全面按“四化”要求,污泥处理的企业,在财政上给予必要支持,在税收上给予一定减免优惠政策;
(8)要进一步补充制订污泥质量评价标准。
3、建议各地政府与有关部门要进一步加强城市污泥处理与处置工作的领导。
(1)要加强科技投入,不断加强城市污泥处理新技术、新工艺、新设备的研究;
(2)要做到规划先行,今后城市污水厂建设前必须先制订有关城市排水专业规划与污泥专业规划;
污泥无害化处理方式范文篇11
关键词:污泥,干化,火力发电厂,污泥掺烧
Abstract:Combinedwithhazard-freeandreclamationproject,throughrunningmode,weintegratemunicipalsludgetreatmentwithpowerplantwhosemainproductioniselectricity,morethandisposeingsludge.Indisposeingsludgeview,weexploreanewwaywhichcandevelopcirculareconomyandachievesludgehazard-freeandreclamationproject.
Keywords:Sludge,Anhydration,Powerplant,Mixture
中图分类号:TM6文献标识码:A文章编号:
概述
1、污泥现状
我国目前污水处理厂在污水处理过程中产生的污泥,其数量约占总处理水量的0.5%-0.7%,含水率以95%计。城市湿污泥产生量约为3万吨/天;预计到2015年,全国城市污水处理厂将达2000座以上,湿污泥产生量约为8万吨/天。环境问题日益严重,治理刻不容缓。
2、污泥处理方式及优缺点
目前我国已建成的污水处理厂中约有90%没有设置污泥处理配套设施。国内外污泥处置方式主要有填埋、堆肥和焚烧三种,其余如海洋倾倒等正已被禁止。
本文结合某电厂的热电联产机组掺烧污泥工程实例,为城市污泥处置方法提供有益的参考及补充。加快推进城市污泥在火力发电厂中的资源化利用,总结形成的污泥利用技术和标准化的工程设计方案,并在以后的推广应用中不断改进和创新。
国内外污泥干化处置情况
为实现城市污泥减量化、无害化处理的目的,国内外普遍采用干化焚烧处理工艺。目前国内外污泥干化处置技术与设备的特点决定了污泥处置的能源消耗与污泥产能的比例过大。国外污泥处理费用往往比污水处理费用要高,不符合我国国情。为了寻求适合我国的污泥干化与处置技术,需研究污泥处置的有效途径。
污泥无害化、资源化处置工艺
1.工艺流程
污水处理厂脱水后的污泥经自卸车运至电厂湿污泥储存仓,仓顶有料位探测器,底部有插板门及污泥螺杆输送泵。料位探测器控制污泥进料泵并与其自动连锁,底部污泥螺杆输送泵变频给料。探测装置通过PLC与干燥机、通风机、自动切换安全阀门等安全设备联锁。仓内的污泥经湿污泥螺杆输送泵送至干燥机入料口,含水率80%的湿污泥由干燥机一端底部进料,在旋翼作用下向上抛掷,热风由湿污泥进料同端上方进入干燥机,与被抛掷的物料直接接触,物料在旋翼和热风的作用下向前运动,实现质热交换。污泥干燥系统的传热速率主要与体积给热系数、干燥机容积、热风温度、污泥温度等有关。干燥后的污泥经气流输送至旋风分离器,其下方设有干污泥储存仓,干污泥缓冲仓下方有螺旋输送机,干污泥通过螺旋输送机输送至污泥皮带输送机,输送至输煤系统皮带机与燃煤混合后进入煤仓。
干燥机所需介质为燃煤锅炉烟气,干燥烟气一部分取自锅炉空预器入口,一部分取自引风机出口。
干燥机尾气经旋风分离器出来的尾气进入布袋除尘器,将尾气中的粉尘分离出来进入干污泥储存仓,离出来的气体经通风机送至电厂脱硫入口原烟道。
工艺流程详见下图:
2.技术要点
2.1锅炉尾部烟气的取用部位和取用量
热源是污泥干化焚烧的关键,利用火力发电厂已有的热源优势,在原有锅炉烟气尾部烟道开口,使用烟气热能。但不能改变炉膛的负压系统,既确保锅炉安全燃烧,又保证污泥干化所需热能。
2.2烟气中粉尘的去除
由于污泥干燥用热能大部分取自锅炉空气预热器前的烟道,该位置所取的烟气含尘量较大,因此要考虑较高含尘量对烟气管路及干燥设备的磨损影响,需采用合适的预除尘方式。
2.3污泥异味的去除
污泥在干燥机内干化的过程中,由于水分的蒸发,会产生异味。减少异味挥发,防止对运行的人员造成不利的身、心影响,需考虑采用异味吸附手段。
2.4干化设备的选用
对于污泥干燥设备的选型,通过比较国内外污泥干化处理设备特点,结合我国实际国情,考虑工程各种因素,以降低污泥干化处理成本。
2.5监控手段的设计
污泥干化、焚烧处置工艺均采用小型DCS系统或者PLC控制系统。首先保证主机系统的安全运行,又要保证抽取的锅炉烟气热量能够满足污泥干化系统的正常运行。
2.6防干泥板结挂壁
将城市污泥从80%的含水率条件下干化至能够掺配到电厂原煤中燃烧,需要考虑污泥干化处置过程中污泥干化挂壁及碳化的问题。采用先进的污泥干燥设备,并对抛掷后的污泥贴壁现象采用刮壁干燥机内壁清扫器,将粘壁及时刮下,杜绝了污泥在干燥机壁上碳化,造成干燥机腔内着火的问题。
2.7干化系统与原输煤系统的配合
污泥在完成干燥处理后,在电厂现有生产流程中,采取科学、合理的镶嵌式技术,实现污泥输送系统与电厂燃煤输送系统结合。
工程设想及评价
1.项目规模
以下按照100t/d掺烧湿污泥量进行设计,主要包括:机务,电气,控制,土建,暖通消防,给排水专业。
2.主要设计原则
2.1根据国情和地区特点,因地制宜采取行之有效的处理方法和工艺流程,减少占地和基建设备费用,尽可能降低工程造价。
2.2干化处理系统布置尽量靠近输煤系统及干化加热介质系统,远离办公区域。
2.3采用强制流态化干燥机系统,对高含水、高粘度的物料与烟气直接接触,进行干化处理。
2.4污泥处理量:干化后的污泥直接进入输煤系统,需根据锅炉的耗煤量确定掺烧比例(掺烧比例为污泥处置比例),污泥掺烧比例以不影响锅炉及其他设备的正常安全稳定运行为原则。
2.5湿污泥的含水率按80%计,干污泥含水率不超40%。
2.6干燥机进口温度按340℃计,干化后干燥机出口温度不低于100℃。
2.7湿污泥运储方式:用密闭自卸车从污水处理厂运至电厂污泥干化处理车间的湿污泥储存仓内储存。
2.8湿污泥储存仓内的污泥通过仓底的螺旋泵输送至干燥机内进行干化处理。
2.9干污泥的储存方式:在旋风分离器下部设干污泥储存仓。
2.10干污泥通过带式输送机输送至电厂输煤皮带机后进入电厂原煤仓。
2.11污泥干化系统的干化及输送采用密闭方式。
2.12干化系统设电视监控系统。
2.13干化系统采用PLC控制方式,与电厂输煤系统实现联锁控制,保证设备安全运行。
污泥无害化处理方式范文
关键词:污泥处置;资源化利用
中图分类号:U664.9+2文献标识码:A文章编号:
1污泥的处理处置方法
污泥处置是根据污泥的最终去向,将污泥进行利用或无害化处理,传统上大多采用填埋、投海和弃置堆放、焚烧方式,虽然简单易行,但是会带来占用土地、污染地下水或海洋环境、填埋场渗水等问题,并未从根本上解决环境问题,给生态环境埋下安全隐患,这些方法也逐渐被环境法案和国际公约等制约。为避免污泥对环境的二次污染,人们已认识到污泥处理的优先顺序是减容、利用、废弃,污泥的利用和资源化成为研究主流。污泥的有效利用可分为土地利用和热能利用,具体方法主要包括污泥堆肥、焚烧、生物沥浸等。
1.1污泥堆肥
污泥的堆肥是在有控制的条件下,利用污泥中的微生物(主要是细菌)进行发酵,对多种有机物氧化分解并转化为腐殖质,使有机物稳定化。研究表明,通过堆肥处理的污泥物理性质得到大幅度改善,其结构蓬松,容重减小;同时可一定程度上消除恶臭;病原菌和寄生虫几乎全被杀灭,有毒有害物质显著降解,消除了二次污染,堆肥产品还可作为有机肥料被植物利用,具有明显的社会效益和环境效益。目前全世界有各种各样的污泥堆肥方法,其中按堆肥堆制方式可分为开放式堆肥和封闭式堆肥;按发酵历程可分为一次发酵和二次发酵;按微生物对氧的需求可分为好氧堆肥和厌氧堆肥;按所处状态可分为发酵仓式堆肥和无发酵仓式堆肥;按堆肥过程中物料运动形式可分为静态堆肥和动态堆肥。
1.2污泥焚烧
污泥焚烧是一种在有氧条件下高温热处理的技术,由于城市污泥中含有大量的有机物和纤维木质素,脱水后可以燃烧。通过焚烧可使污泥迅速和最大程度上减容,缩短了处理时间,体积可达到原来的3%~20%,焚烧过程中所有的细菌被彻底杀灭,有机残余物被氧化分解,且焚烧产生的热能可回收利用,若在污泥中掺入适量的引燃剂、催化剂等,还可制成“合成燃料”,作为炉窑或锅炉的辅助燃料。目前应用最广的焚烧方式流化床式焚烧,其焚烧设备结构简单,操作运行方便,能够使燃烧彻底,有机物的破坏去除率高。而且焚烧处理的占地面积小,产生的灰渣稳定不腐败,无害化程度高,能量和灰渣可回收利用,操作条件不受天气的限制,但焚烧的成本较高,是其他工艺的2~4倍,热能利用受到规模的制约,会产生有毒有害气体,污染大气环境;而且难以处理量大面广的城市污水处理厂的污泥。
1.3生物沥浸
生物沥浸又称为生物淋滤或生物沥滤技术,是在借鉴生物湿法冶金技术的基础上发展起来的一种污泥处理技术。污泥中含有大量的金属元素,堆肥工艺则无法去除其中的金属元素,这样的土壤无法通过堆肥而返回土地利用。生物沥浸技术能够很好地去除污泥中的金属元素且能够不使污泥中的氮磷钾等植物所必需的大量元素流失,经生物沥浸处理后的污泥其含水率一般能够控制在50%~65%,适合作为土地利用土壤基质。污泥的生物沥浸处理技术是融合污泥高效浓缩、不加絮凝剂直接高干度脱水、重金属去除、卫生无害化等多功效于一体的污泥处理新技术。目前生物沥浸技术应用于污泥的生物处理已经建立了一条完整的示范工程生产线,为污泥处理与无害化开辟了一条新途径。
2污泥的资源化利用方案
从传统的意义上讲,污泥是一种废弃物,但是清洁生产的理论中没有废物的概念,所谓废物实际是放错了位置的资源。如果对污泥进行合理的处理利用,污泥也可以成为其他过程的原材料,即污泥的根本出路是化害为利、实现资源化。但由于各个地方的地理、气候等条件不尽相同,所以在选择合适的污泥处理方案时需要因地制宜。目前污泥的资源化利用方式主要包括土地利用、建材利用、环保材料、热能利用等。
2.1土地利用
污泥的土地利用是一种积极、安全有效的污泥资源化处置方式,主要有农田利用。我国是一个农业大国,无论从肥效利用、经济效益还是环境生态效益出发,污泥的农田利用都是一种符合我国基本国情的处置利用方法,该方法使污泥最终剩余物得到真正解决,实现资源的循环利用。污泥中富含的N,P,K及某些微量元素是农作物及其他植物必需的肥料成分,污泥中的有机质、腐殖质可以改善土壤的结构,是良好的土壤改良剂。土壤施用污泥后可明显提高土壤肥力,改善土壤理化性质,增加土壤生物活性,促进农作物生长。但同时污泥中含有大量的盐分、重金属、有机污染物等有害成分,若无限制直接施用于农田会引起土壤、周边水体环境的污染,从而影响作物的产量,最终危害人体健康,因此农用污泥必须先经过稳定化和无害化处理或采取间歇施用的方法,达到一定要求后方能施用,也可将其与化肥制成复混肥后施用于土壤。
2.2建材利用
污泥是一种黏土质资源,同时含有大量的Si,Al,Ca,Fe等成分,将其干化、磨细后与黏土或粉煤灰按一定比例掺和,在高温下烘焙烧结可使污泥稳定化,并用于制成建筑材料。该法可达到处置污泥和创造经济效益的双重目的。以污泥制砖为例,其原理是利用污泥焚烧灰的成分与黏土的化学成分相似。目前,国内外比较常见的城市污泥制砖技术主要有两种,一种是城市污泥焚烧灰添加适量辅料成型烧结制砖;另一种方法是直接将城市污泥干燥、破碎后与黏土或粉煤灰等辅料以一定比例混合,烧结制砖,同时还可利用污泥的潜在热值,节约制砖成本。
2.3环保材料
2.3.1污泥制吸附剂
对于含碳较多的生化污泥,在一定高温下,以污泥为原料通过化学途径将其制成含碳吸附剂,为生化污泥的处置和利用提供了一条新途径。制得的吸附剂可用于去除污水中的悬浮物和有机物,COD去除率高,是一种性能良好的有机废水吸附凝聚剂。吸附饱和的吸附剂若不能再生,还可以在一定条件下用作燃料进行燃烧,污泥中有害成分被彻底氧化分解。如日本以脱水污泥滤饼为原料,经过高温碳化脱水,酸洗去杂质,碱活化后制成了高性能的活性炭,其细孔比常规活性炭比表面积大,吸附能力强。也有研究者利用石化污泥成功制备用于吸附溢油的吸附剂,经过碳化和活化处理后,去油率可达99.6%。
2.3.2污泥制絮凝剂
从剩余活性污泥中提取一些可絮凝的微生物菌种,通过微生物技术对其进行发酵、抽取、精制,合成一种生物高分子化合物,不仅效果好、廉价易得、絮凝范围广泛,而且可以将城市污水处理厂的剩余活性污泥消化掉,实现剩余活性污泥的资源化,可谓一举两得。
2.3.3污泥制黏结剂
由于污泥含有大量的有机物,有一定的黏结性能,又具有一定热值,可以用作制备黏结剂。活性污泥在作为黏结剂将无烟粉煤加工成型煤的同时,污泥在气化炉内被分解,防止了二次污染,在加工过程中,污泥还可改善在高温下型煤内部孔结构,降低灰渣中的残炭,提高炭的转化率。
2.3.4生产可降解塑料
塑料产品因为其不可替代的价值已成为现代生活的一个重要部分,而且这些不可降解塑料每年以2500万t的惊人速度堆积在环境中,给环境带来了严重的危害,因此寻求既能保持传统塑料理化性质,又能被生物降解的可替代塑料产品逐渐成为研究热点。PHAs(聚羟基烷酸酯)是一种利用大量细菌合成的聚合物,与传统塑料有相似的物理性质,并具有可降解性,逐渐成为一种能替代石化塑料的环保产品。从剩余活性污泥中挑选培养大量微生物合成PHAs,既实现了污泥的资源化又促进了环保,但同时由于它相对于传统塑料产品成本较高,相对限制了其发展。
2.4污泥热能利用
污泥含有大量的热值,因此在污水处理厂内设置消化池,利用污泥发酵产生的沼气可作为燃料,能完全燃烧,是一种清洁燃料;将沼气净化后,还可作化工原料,制成多种化工品。1m3沼气发热量约相当于1kg煤,既可实现污泥热值的利用,又降低了电耗和运行费用。国外一些学者还研究了以剩余污泥为燃料,利用微生物燃料电池将污泥中的化学能转化成电能。
3结语
污泥经过处理处置后,可以根据不同的情况进行资源化利用。上述的几种污泥处理与资源化方法基本上囊括了现今主流的资源化利用处理方法,涵盖面广,对各种不同组分组成的污泥具有很强的适应性。此外污泥的处理还应兼顾环境生态、社会和经济效益平衡,尽可能地提高污泥处理与资源化利用的效率。所以今后在开发污泥处理处置与资源化方法的同时应考虑环境的承载能力、工程施工的可能性和经济上的可行性,尽可能使污泥被资源化利用。
参考文献: