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污泥處理發展匯總十篇

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污泥處理發展

篇(1)

中圖分類號:X703文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(2012)12-0001-04

1污泥現狀

近年來,隨著國家經濟的快速發展和節能減排政策的作用,我國城鎮污水處理行業得到迅速發展,水環境治理取得顯著成效。生物法是污水處理最常用的方法,而剩余污泥是其過程中的必然產物。剩余污泥易腐爛,有惡臭,并含有大量病原微生物、寄生蟲卵或重金屬等有害物質,如果不能得到有效的處理處置,很容易對地下水、土壤等造成二次污染,威脅環境安全和公眾健康,影響國家節能減排戰略實施的積極效果[1~4]。隨著近年來我國環境保護的要求越來越高,污水處理率的增加,污泥產生量也不斷地增加。2009 年,全國投入運行的城鎮污水處理廠1992 座,處理污水量共計280 億m3,產生污泥約2005 萬t(含水率約80%)[5]。住建部《關于全國城鎮污水處理設施2011年第4季度建設和運行情況的通報》顯示,截至2011年年底,全國各市、縣累計建成城鎮污水處理廠3135座,污水日處理能力達1.36億m3。全國正在建設的城鎮污水處理項目達1360個,總設計能力約2900萬m3/d,城市污水處理率達82.6% 。我國的剩余污泥處理處置壓力十分巨大。另據不完全統計,全國城鎮污水處理廠污泥只有小部分進行衛生填埋、土地利用、焚燒和建材利用等,大部分未進行規范化的處理處置。上海市的污泥處理處置只約占總污泥產生量的25%。因此,我國污水處理廠的污泥處理處置問題日趨嚴峻,研究污水污泥的處理處置對策迫在眉睫。

污泥處理處置的最終目標是實現污泥的減量化、穩定化、無害化和資源化[6]。從技術和操作層面上,污泥處理處置可以分為兩個階段:第一階段是在污水處理廠區內對生污泥進行減量化、穩定化處理,其目的是為了降低污泥外運處置造成二次污染的風險;第二階段是對處理后的污泥進行合理的安全處置,實現污泥無害化和資源化的的最終目的。

針對我國目前的污泥現狀,本文對污泥的處理處置技術發展現狀、污泥預處理技術的研究進展及存在的問題進行了綜述,并提出幾點建議,對于我國城市污水處理廠產生的剩余污泥的有效處理處置,具有重大的實際意義和參考價值。

2污泥處理處置技術的發展現狀

2.1污泥處理技術

污泥處理就是對污泥進行濃縮、調理、脫水、穩定、干化等的加工過程[7]。隨著我國污泥產生量的不斷提高,污泥處理處置逐漸成為國內外關注的焦點。有效適當的污泥處理可以使污泥在處置中減少對環境造成的有害影響。

2.1.1污泥濃縮/脫水

目前,城市污水處理廠最常用的污泥濃縮方法主要為重力濃縮池和浮選濃縮池,其中重力濃縮池應用最多[8]。我國水處理工藝技術發展較快,與國際先進水平差距不大,其中污泥脫水技術也有了較大的提高,但污泥濃縮技術較為落后,相對工業發達國家普遍采用的專用污泥濃縮機,“兩池”占地大、效率低、投資高、建造工期長、管理控制難,差距顯著。

污泥脫水的傳統方法主要是利用污泥干化場,使其自然干化,其主要缺點為占地面積大、環境衛生條件惡劣、適用地區范圍小。目前在大型、開放性城市,已很少使用。由于環保要求,在我國污泥脫水技術研究已得到各方面的逐步重視,各種型式的脫水機械也在逐步開發制造,但仍不成熟,需要進一步提高脫水機械設計、制造和管理水平。目前常用的污泥脫水設備主要有真空過濾機、帶式壓濾機、離心脫水機、板框壓濾機和回轉脫水機等[9]。對于污泥脫水型式選擇的條件,主要根據污泥的理化性質、進泥含水率、脫水后泥餅含水率、占地、一次性投資和運行費用等,進行綜合比較考慮確定。

為便于污泥進一步處理處置,目前,我國有關部門要求將城市污水處理廠產生的污泥的含水率控制在60%以內。然而,目前尚缺少能耗較低、添加劑用量少、產能大且能對污泥連續進行處理的深度脫水設備。當前市場上出現的板框式深度脫水處理機在脫水方面能滿足相關的要求,但其壓榨時間較長(一個循環周期時間約3h45min)、不能連續出料、單臺設備處理能力小、設備使用壽命較短、技術有待完善等缺點限制了其進一步的推廣使用。

上海市城市排水有限公司與上海交通大學結合目前污泥深度脫水壓濾機存在的問題,開發了一套可使污泥易于脫水的預處理技術(添加相當于脫水污泥總量為5%~6%的污泥改性劑)和一套可連續對污泥進行脫水的新型帶式壓濾試驗機(處理能力為20~30t/d)。污泥通過改性劑預處理并經過連續帶式壓濾后,含水率可從80%~85%降低到50%~55%左右,能滿足與后續污泥處置銜接的要求。該設備是在原有帶式壓濾設備基礎上發展而來的,其構成具有如下特點。

(1) 濾帶。要求其具有較高的抗拉強度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點,同時還應考慮污泥的具體性質,選擇國外進口的適合的編織紋理,具有良好的透氣性能及對污泥顆粒的攔截性能的污泥濾帶。

(2)輥壓筒的調偏系統。通過氣動裝置自動糾偏。

(3)濾帶的張緊系統:由氣動系統來控制,濾帶張力一般控制在0.3~0.7MPa,常用值為0.4MPa。

(4)帶速控制。不同性質的污泥對帶速的要求各不相同,即對任何一種特定的污泥都存在一個最佳的帶速控制范圍,在該范圍內,脫水系統既能保證一定的處理能力,又能得到高質量的泥餅。

(5)連續帶式壓濾脫水機受污泥負荷波動的影響較小,并具有出泥含水率較低、運行穩定、管理控制相對簡單、對運轉人員的素質要求不高等特點。

(6)運行電耗。該設備能耗較小,每噸脫水污泥從含水率80%降到55%以下時,電耗約為9~12kW·h。

2.1.2污泥消化穩定技術

在我國,存在著“重水輕泥”的現象,所以與國外相比,我國污水處理廠污泥穩定化程度低,據調查,2600多座污水處理廠中只有近60座配有污泥厭氧消化設施,而其中正常運行的不到20座[10]。

污泥消化穩定技術主要有好氧消化和厭氧消化兩種,在設備方面,厭氧消化主要依靠國外進口設備,污泥好氧堆肥技術和設備主要為自主開發,并且已經實現產業化。厭氧消化是目前國際上最為常用的污泥生物處理方法,適用于大型污水廠,通常可使污泥減量30%以上,使污泥穩定易于脫水,具有良好的有機物降解率(40%~60%),回收能源,運行成本低,總污泥量減少, 凈能量消耗低,病原體活性低,消化后產品適合農用,應用性廣;但也存在操作難度高、初次投資高、安全問題等缺點。

2.2污泥處置方式

污泥處置是指污泥以某種形態在環境中消納的方式。常見的污泥處置方式主要有:衛生填埋、焚燒、土地利用、建材利用等[11,12]。在我國,污泥的土地填埋占了較大比例,且最終出路是進入垃圾填埋場,也有填海,有的進入水塘堆放,對環境造成嚴重的二次污染[12]。最適合我國的污泥處理方式是土地利用。

2.2.1衛生填埋

衛生填埋是目前我國普遍采用的污泥處置方法,但由于脫水污泥的含水率較高及填埋場對污泥剪切力的要求,污泥進填埋場的含水率必須小于40%,有機質含量低于30%[11],并且現在很多垃圾填埋場拒收污泥入場。近年來很多處置污泥的填埋場增設了深度脫水/固化或石灰穩定設施,來實現污泥有效衛生填埋。

污泥衛生填埋始于20世紀60年代,到目前為止已經發展成為一項比較成熟的污泥處置技術。按 2004 年我國的污水處理能力統計,我國各個污水廠每天產生約7000 t 的污泥餅,70%以上是棄置,20%是填埋,不到10%的是通過堆肥等技術處理后回用于土地[13]。該種污泥處置方法的主要優點有:操作簡單、投資費用小、處理費用低、適應性強;但是也存在占地面積大、潛在地污染土壤和地下水等缺點。隨著我國城鎮化建設帶來的對土地的大量需求和污泥產生量的劇增,造成目前剩余污泥填埋難以找到適宜的場所。此外,遠距離運輸成本越來越高。種種不利因素都限制了污泥填埋,致使其不會成為污泥最終處置的發展方向。

2.2.2污泥干化

近年來污泥干化系統設備的國產化發展很快,但投產主要干化項目如北京、上海、重慶、深圳、蘇州等地均采用進口設備。干化焚燒現在采用的主要工藝有流化床工藝(如上海石洞口污水處理廠)[14]和污泥噴霧干化焚燒(如浙江紹興和蕭山)[15]。污泥協同焚燒是污泥熱處理的發展趨勢之一,國內已在北京、嘉興、廣州等地的水泥廠和發電廠實現了規模化工程示范應用[15]。

污泥的常見熱干化系統主要有直接干化(流化床干化、轉鼓干化)、間接干化(薄層干化、漿式干化)和輻射干化(帶式干化、螺旋式干化)等[16]。污泥通過焚燒(鼓泡流化床)實現污泥穩定燃燒,使有機物全部碳化,殺死病原體,使污泥徹底實現無害化,但其系統復雜,專業技術要求高。污泥干化焚燒與其他方法相比具有的突出優點是:污染物最終處理效果好,污泥體積最小化,不存在重金屬和合成有機物污染問題,處理速度快,干化后可就地焚燒,減少長距離運輸,污泥焚燒爐渣制磚比干化污泥制磚更安全。但是也存在一些缺點:工藝復雜,牽涉多個行業,設備不成熟,成本高,可能產生二噁英等有毒氣體,焚燒煙氣處理成本較大。目前,國內工程實例主要有上海石洞口污水廠、浙江富陽市污泥焚燒廠、深圳寶安污泥干化焚燒廠、重慶市污泥干化焚燒廠(與水泥混燒)、北京市污泥干化焚燒廠(與水泥混燒)、成都市污泥干化焚燒廠。

2.2.3土地利用

污泥的土地利用主要是指將經過脫水和無害化處理的污泥用于農田、林地和園林綠化,還可以用于土地的復墾以及沙化或荒漠化土地的改良等,是污泥資源化的一種處置方式。

污泥土地直接利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可轉化成土壤改良劑成分等優點,被認為是最有發展潛力的一種處置方式。科學合理的土地利用,可減少污泥帶來的負面效應。一方面,污泥的肥效可以有效改善土壤的肥力,促進植物生長。我國是農業大國,將處理后的污泥作為肥料或土壤改良劑,不但可以節省大量的污泥終端處置費用,而且可以為肥力低下的農田增添有機質,實現農業生態環境的良性循環。因此,污泥的土地利用是一種符合我國國情的污泥處置方法,在我國污泥農用應具有比較好的前景[17]。另一方面,林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴重擾動的土地(如礦場土地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區等需要復墾的土地)的修復與重建,減少了污泥對人類生活的潛在威脅,既處置了污泥又恢復了生態環境,也是污泥土地利用的一個重要方面。

但由于污泥中含有的有害物質,如不經嚴格的無害化處理,容易對人體以及環境造成較大的影響。如污泥中的一些難降解有機污染物,且毒性很強,一旦進入土壤,勢必對土體造成危害。另外,污泥中的重金屬,隨著污泥施加次數的增加逐漸會在土壤中累積,我國幾個較大污水廠的污泥都存在個別重金屬含量超出農用標準的問題[18],廢水污泥中的病原體存活時間一般不超過一年,而重金屬( 如鎘、鉛、砷) 將可能在環境中長期存在。因此,如果要實現污泥農用,需要經過嚴格無害化處理才可以大面積推廣。

由于我國關于污泥土地利用的政策法規還不明確,真正意義上的土地安全利用比例還十分有限。

2.2.4建材利用

污泥建材利用是提高污泥利用附加值和物理處置利用率的最佳方式之一,可以有效減少污泥中的有害物質對環境的危害,具有極大的發展潛力和極高的研究價值,是未來污泥資源化利用的重要方式。污泥中除了有機物外還含有20%~30%的無機物,主要是含Ca、Si、Al、Fe 等元素的礦物質[19],與許多建筑材料原材料的成分非常相近,因此可以分別利用污泥中的無機成分和有機成分制造建筑材料。目前污泥建材利用主要有污泥制瀝青、制磚、制陶粒、制混凝土、制生態水泥、制生化纖維板等[18,19]。在重慶、上海等地已經建設了利用污泥制備陶粒和燒結磚的生產線,有力地推動了污泥建材資源化。

從可持續發展和循環經濟發展的角度來看,污泥建材資源化是污泥利用的重要甚至是根本方向,因為污泥的建材資源化不僅利用污泥量大,而且污泥建材生產和利用過程對環境影響最小。如果能在排污末端將污泥的處理工藝與建筑材料生產前端的原材料制備工藝結合起來,使經過處理的污泥能夠直接用于燒制建筑材料,將會極大地降低污水污泥的利用成本并促進污水污泥的建材資源化利用。根據國內外研究發現,污泥燒成制品將是污泥建材資源化非常重要的方向。

3污泥預處理技術的研究進展

從20世紀70年代起,包括物理、化學、生物以及其聯用的方法對污泥進行預處理的研究報道開始相繼出現[20]:物理法主要有高溫水解[21]、凍融處理 [22]、超聲波[23]、電子束[24]、高壓射流及球磨[20]等;化學法主要有Fenton[25]、濕式氧化法[25]、酸堿處理[26,27]、臭氧氧化法[20]、雙氧水氧化法[28]等;生物法主要有高溫微好氧消化[29]、高溫好氧消化[30]等。其中,物理、化學法及其聯用措施大多能大幅提高污泥消化性能,但從目前情況看,其處理成本較高,操作難度大,離實際應用尚有較大距離,而生物法預處理盡管也具有類似作用且運行費用較低,但存在處理時間較長、效率較低等缺點[20]。因此,在如何大幅提高污泥處理處置效率的前提下,選擇合適的預處理方式對污泥進行預處理,是當今研究的熱點之一。

4污泥處理處置存在的問題和原因

從目前污泥處理處置的情況來看,主要存在著以下幾個方面的問題:(1)污泥處理率及污泥設施配套率低。僅從上海市來看,污泥處理設施的規模僅占目前污泥量的25%左右[31], 且大部分設施因為年久失修、老化及標準低下等原因已經停止運行;

(2)現今城市污水廠的污泥多采用簡單的濃縮、脫水技術處理,且大都未進行無害化處理;

(3)我國農村,農民更加習慣于施用化學肥料,致使污泥土地農用等具有較好前景的處置方式得不到推廣和應用。因此,如何更好地處理處置剩余污泥已成為城市管理部門提高管理水平的重要研究內容之一。

另一方面,由于我國污水處理廠的污泥最終處置技術路線不明確、投資和運行資金不到位、法規監管體系不完善等原因,導致污泥處理處置未真正實現穩定發展。且由于長期的“重水輕泥”認知錯誤,使污泥處置問題被長期擱置,發展相當滯后,污泥造成的二次污染問題日顯突出,污泥的問題已到了不容忽視的地步。

5對污泥處理處置發展的幾點建議

污泥處理處置方法的選擇,需要綜合考慮環境生態效益與處理處置成本經濟效益之間的均衡。從發達國家污泥處理處置的發展趨勢分析,今后污泥處理處置的方向將以土地利用和能源利用為主,污泥填埋的比例將大幅度降低。我國的污泥處理處置可以在參考國外發達國家經驗的基礎上,逐步實現污泥處理處置的穩定減量化和資源化,并做到以集約化處理為主,分散處理為輔,處置以填埋、焚燒、資源化利用為主,近遠期相結合,分期、分步實施。我國是一個農業大國,污泥的農田林地利用可以作為主要的有效利用途徑,同時,也要發展研究其他的資源化途徑,如直接或間接作為燃料、熱分解制油等能源化利用途徑。污泥焚燒作為最徹底的處理處置方式,在國外,特別是西歐和日本已得到了廣泛的應用,歐洲將來有30%的污泥土地利用、70%熱能利用。在國內,由于其一次性投資和處理成本大、焚燒煙氣需進一步處理等問題而一直未得到應用。

在我國, 污水廠污泥傳統的處置方式是將污泥適當濃縮或脫水處理后直接進行農用等處置,這種處理處置方式的弊端是顯而易見的,目前正面臨著往安全、可靠、可持續的方向轉變。因此,借鑒國外目前有關經驗十分必要。

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篇(2)

中圖分類號:X703文獻標識碼:A文章編號:16749944(2013)08022305

1引言

隨著社會與經濟的飛速發展以及城市化進程的不斷加快,由日常生活和各行各業所產生的污廢水量顯著增多,為了提高城鎮污廢水的處理效率,不得不興建大量的污水處理廠,因此污泥產量急劇增加。而大部分污泥并沒有得到妥善的處理處置,這會對城鎮環境造成不可忽視的危害,所以污泥規范化的處理處置便成了污水處理廠亟待解決的問題。根據估算,2008年我國濕污泥(含水率80%)年產量為2662萬t[1]。截至2011年9月底,全國城鎮污水處理量達到13600萬m3/d,濕污泥(含水率80%)年產量突破3480萬t。其中只有約30%得到了恰當的處理處置,而其余的約70%則是隨意堆放或者簡單填埋。如此大量的生污泥沒有得到科學處理,使之減量化、穩定化、無害化和資源化,不僅浪費了污泥中有價值的成分,還產生了新的環境污染問題[2]。因此,如何經濟高效地對污泥進行處理處置,并找到適合我國國情的污泥處理處置技術,是城鎮目前迫切需要解決的問題。

2城鎮污泥的處置與農用

2.1城鎮污泥的處置方式

大部分的污泥未能得到妥善的處理處置是我國城鎮地區面臨的主要環境問題之一。土地利用、陸地填埋、焚燒和排海是目前世界上廣泛采用的4種方式[3],其中尤以陸地填埋和焚燒應用廣泛。然而,焚燒污染空氣且成本高昂、有限的陸地填埋區域和日益增加的污泥量以及其他對環境有害的處置方法(如排海)的限制,都促進了污泥的土地利用,尤其是農業利用[4]。

2.2國內外污泥農用的歷史

國際上將污泥作為肥料進行農業利用已有60多年的歷史。根據美國環保局的統計,2000年和2005年美國污泥處置中各種處置方式所占的比例如表1所示。從表中可以看出,除了土地利用的比例由55.5%增加到58%之外,焚燒和填埋的比例均有所下降。2005年,英國的污泥處置中,土地利用的比例高達66%[5]。從國外污泥處置方式的發展趨勢可以看出,污泥的農業利用確實是合理的污泥處置途徑之一。

然而,由于污泥中除了含有多種植物所必需的營養元素外,還存在各種有害物質,如:重金屬、有機污染物、寄生蟲卵和致病菌等[6]。為了避免對環境造成二次污染,在污泥進行農業利用之前必須對其進行一定的處理使之滿足相應的條件。首先,應合理選擇污泥處理處置工藝,使其最大程度地保有所含的營養元素;其次,污泥中的重金屬含量應滿足各種國家標準及行業標準;最后,必須對污泥進行嚴格的無害化處理,以除去寄生蟲卵和致病菌等。

根據我國《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的規定,生污泥須經高溫堆腐或消化處理后才能用于農田。施用符合標準的污泥一般每年每畝用量不超過2000 kg (以干污泥計)。污泥中任何一項無機化合物接近于標準時,連續在同一塊土壤上施用,不得超過20年。

3污泥成分及其相關分析

3.1污泥中的營養成分及其對土壤理化性質的影響

我國部分污水處理廠污泥的營養成分分析如表2所示[7~11]。從表中可以看出,城鎮污泥中含有大量的有機質以及豐富的氮、磷、鉀等營養元素。污泥中的有機質是良好的土壤改良劑,它可以促進團粒狀結構的形成,增加土壤孔隙度,改善土壤的通氣性,提高土壤的持水和保水能力[12];而污泥中的氮、磷、鉀等營養元素,則是良好的農用肥料,對農作物有增產作用。

與豬糞、牛糞和雞糞三種常用農家肥相比較,除貴州省和重慶市污水處理廠有機質含量的平均值均低于三種有機肥之外,大部分污水處理廠污泥的有機質含量與牛糞和雞糞基本相當,而略低于豬糞;除貴州省污水處理廠總氮含量的平均值高于豬糞和牛糞,而接近于雞糞外,其他污水處理廠的總氮含量均高于三種農家肥;除洛陽市澗西區污水處理廠的總磷含量與牛糞相當,而低于豬糞和雞糞外,其他污水處理廠的總磷含量均高于三種農家肥;除重慶市污水處理廠總鉀含量的平均值高于豬糞和牛糞,而低于雞糞外,其他污水處理廠的總鉀含量均低于三種農家肥。通過對比可知,城鎮污水處理廠污泥的營養成分含量較高。以一座20萬t級的污水處理廠為例,它每年產生的污泥中含有硫酸銨46~232t、過磷酸鈣30~150t、硫酸鉀4.8~24t,有機質含量達40%~60%,相當于100~400t標準肥和大量有機肥[13],這說明城鎮污泥適合進行農業利用。

污泥的農業利用不但可以充分利用污泥中的養分,將其資源化,而且還可以降低污泥的處理成本和農業生產費用,因此,對我國這樣一個發展中的農業大國而言,污泥農用無疑是最具有發展前景的一種處置方式,也是最適合我國目前國情的一種處置方式。

當今世界范圍內,由于過量施用化肥破壞了土壤的良性循環,使得農耕地變得越來越貧瘠,要想改良土壤,必須大量輸入有機質[14]。城鎮污泥中雖含有大量有機質,但其養分含量畢竟不足以和化肥相比擬,而且鉀的含量相對較低,致使污泥中的養分不平衡。因此,只有將污泥農用與化肥施用結合起來才能更好地促進我國農業的發展。

3.2污泥中的重金屬成分及其變化趨勢

對于污泥中所含的各種有害物質,重金屬是應該給予特殊關注的對象。這是由于重金屬污染的特別之處:首先,微生物對重金屬沒有降解作用;其次,微生物可將一些重金屬轉化為毒性更大的污染物[15]。將污泥進行農用之后,污泥中的重金屬一部分會通過農作物的吸收而進入食物鏈,給人類健康造成不利影響;另一部分則會在土壤中停留較長時間,因此,如果污泥施用時間過長或用量過大,都會導致土壤污染[6]。而城鎮污泥中一般都或多或少地含有重金屬,其是否可以農用的關鍵則是重金屬含量的高低。

研究表明,重金屬的生物有效性及潛在遷移性不僅與其總量有關,更大程度上由其在環境介質中的賦存形態所決定[21]。根據Tessier等提出的連續化學提取法,可將重金屬分為5種形態:交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物結合態、有機結合態和殘渣態。其中有機結合態和殘渣態與污泥的結合力很強,施用于土地后其遷移性很差;而交換態很容易和土壤溶液發生交換,有很強的遷移性;碳酸鹽結合態和鐵錳氧化態在一定條件下也能被植物利用,有一定的遷移性[22]。因此以有機結合態和殘渣態存在的重金屬稱為穩定態重金屬;而以交換態、碳酸鹽結合態和鐵錳氧化物結合態存在的重金屬則稱為不穩定態重金屬[23]。

因此,當污泥進行農用時,污泥中各種重金屬的含量及其形態是必須考慮的因素。此外,還應該考慮施用污泥一段時間之后土壤中重金屬的積累情況[14]。中科院南京土壤研究所的相關研究發現,將污泥連續10年施用于試驗田之后,雖然明顯增加了土壤中的有機質,且基本沒有引起土壤酸度的變化,卻明顯增加了土壤中錫、鋅、銅、鎘、汞等的含量,造成了實驗田中所種植農作物的污染,而且污染情況隨污泥施用量的增加而更加嚴重[1]。

3.3污泥中的病原體及其影響

人畜糞便和食物、肉類等的加工廢水中,含有相當多的致病微生物與寄生蟲卵,而其中大約90%以上通過污水處理被濃縮到了污泥中[24]。一旦這些污泥未經處理進入農用之后,污泥中的各種病原體就會通過各種途徑進行傳播,給人類健康、農業生產和生態安全造成威脅[4]。由此可見,污泥農用前的穩定化和無害化處理是絕對必不可少的。有關研究表明,污泥中的絕大多數致病微生物與寄生蟲卵只需在50~60℃的溫度下加熱30min左右就會被殺死,而且不會造成污泥中植物性營養元素的損失。

目前常用的污泥滅菌方法有石灰消毒法、輻射處理法、加熱干燥法、消化處理法(分為厭氧消化和好氧消化)、堆肥法等,從經濟學的角度分析,前三種處理方法的成本較高,而后兩種處理方法的成本則比較低[15]。

4適合污泥農用的污泥處理工藝分析

——堆肥工藝根據我國《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的規定,同時為確保污泥農用的安全性,并更好地滿足污泥農用的要求,盡最大可能避免污泥直接施用破壞土壤環境、影響農作物品質,應合理選擇污泥處理處置技術,以堆肥技術為例分析如下。

堆肥工藝是一種常用的有機廢棄物資源化處理的手段,被廣泛用于污泥、畜禽廢棄物及其他農業有機廢棄物的處理,可分為好氧發酵和厭氧發酵兩種工藝[25]。厭氧發酵工藝由于操作比較復雜,需投入大量資金建設消化裝置和配套處理設施,而且我國相關工程經驗不多,因此運行難度較大,相對而言,好氧發酵的操作則比較簡單,容易運行。因此,對于脫水后的城鎮污泥,可以通過好氧發酵堆肥工藝來制肥。

相關研究表明[26~28],經過好氧堆肥處理,污泥中穩定態重金屬所占比例有所下降,而非穩定態重金屬所占比例有所上升,污泥中重金屬的生物有效性下降,而且隨著堆肥時間的增長,生物有效性下降得越多。此外,堆肥過程中污泥的溫度高達50℃以上,可以降低污泥中的含水率,并將污泥中所攜帶的病菌、蟲卵和雜草種子殺死,而且堆肥時間一般都在半個月以上,可將污泥中復雜的有機態養分,轉化為更容易被植物利用的可溶性養分和腐殖質,改善其物理性狀[29]。

可見,堆肥法不但能有效地固化和鈍化污泥中的重金屬,還能在殺菌的同時優化污泥中的養分構成,實現污泥的減量化、穩定化、無害化、資源化。而且,好氧發酵的設備投資及運行能耗均比厭氧發酵低1/3,是節能高效的制肥工藝[30]。因此,堆肥工藝可以作為污泥農用前預處理的首選方法。當然,好氧發酵也有一些限制其應用的問題需要解決,如:處理能力較差、占地面積大等。

5結語

(1)目前為止,我國尚有大量的城鎮污泥沒有得到科學的處理處置。由于污泥中含有大量的有機質和豐富的植物性營養元素,因此,對于我國這樣一個發展中的農業大國而言,在未來的很長一段時期內,土地利用尤其是農業利用,必將是我國城鎮污泥處理處置的最主要方式。

(2)要廣泛推廣污泥的農業利用,真正實現污泥的資源化,還需在多方面開展相應的工作。例如,雖然我國已經制定了污泥農用的相關標準和規范,但是其依然不夠完善,其中有關污泥的年施用量和連續施用年限的規定應根據具體情況具體分析才更為合理,等等。

(3)應對施用污泥后的土壤進行長期的定位監測,研究污泥中各種有害物質進入土壤之后的變化情況,為污泥的安全環保施用提供科學依據。

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篇(3)

根據江蘇省環境保護委員會辦公室《關于推進全省污水處理廠污泥無害化處置工作的通知》(蘇環委辦【2009】10號)和江蘇省環保廳、建設廳《關于加強全省污水處理廠污泥處置工作的意見》要求,溧陽市積極探索舉措創新,著力尋求科學處置污泥的新辦法、新途徑,走綜合利廢、節能減排之路。2009年,溧陽市環保局委托環保部南京環科所完成編制《溧陽市污水處理廠污泥處置專項規劃》;督促市污水處理廠污泥由天目湖恒青農林開發研究所實施綜合利用,處理過的污泥用作園林基礎肥料;鎮污水處理廠污泥由就近磚瓦廠綜合利用,既提高污泥處理功效,又減少粘土開采,有效保護耕地;工業園區污水處理廠污泥則委托有資質單位進行焚燒處置,有效提升污泥處置的效能。

二、污泥處置面臨的壓力

近年來,伴隨經濟社會的發展,民眾期盼優良生存環境的愿望愈來愈強烈,污染減排要求不斷增強,污水處理廠污泥與日俱增等嚴峻形勢,溧陽市通過探索創新、強化監管、控防污染抓落實等措施,有效控減了污泥的危害。但不可否認,嚴格對照《城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策(試行)》(建城【2009】23號)的要求,現狀離目標仍有差距。

(一)污泥總量愈來愈大

“十一五”期間,溧陽市結合國家生態市建設,大力推進全市生活污水整治環境基礎工程,五年間投入約10億元,鋪設污水收集管網302.5公里,初步建成覆蓋全市的集污管網和處理網絡,全市生活污水日處理能力達7.7萬噸,但同步產生含水率80%左右的污泥達60噸/日。根據“十二五”規劃建議,溧陽市將加大污水收集管網擴面拓建和提升城鎮生活污水處理廠能效力度,強化控防城鎮生活污染抓到位,加大工業園區廢水接管納入污水處理廠步伐,屆時污泥產生量將創新高。

(二)污泥特性更為復雜

污泥中含有上千種病菌和過量的重金屬,不經過無害化處理,必然造成二次污染。溧陽市污泥主要由生活污泥和工業污泥組成,其中生活污泥約占七成,工業污泥約占三成。生活污泥以有機質為主,容易腐敗散發臭氣;工業污泥沉淀有重金屬及有毒物質銅、鋅、鉻、汞、鎘、砷以及苯、氯酚等。伴隨工業排放廢水與生活污水處理廠集污管網接管步伐加快,污泥中的成份將更加復雜化,污泥的無害化處理難度和要求將日益提高。

(三)簡陋的污泥處置方式將引發后遺癥

溧陽市城鎮生活污水處理廠至今都未配建污泥處理廠,所產生的污泥大多直接填埋或用于堆肥、制磚,工業污泥則委托有資質單位焚燒處置。由于從污水處理廠外運的含水率為80%左右的污泥呈半流體狀,這給填埋(尤其與生活垃圾一起填埋)等處置帶來技術上的困難和安全上的隱患。為使污泥能夠盡量滿足填埋需要的物性要求,必須通過添加石灰或水泥等物質來改變其半流體的性狀,但這種措施不僅不能使污泥減量,而且使有用的物質成為廢棄物,結果占用更多的土地資源。如果將符合填埋物性要求的污泥與生活垃圾混合填埋,可能將導致填埋場滲濾液收集系統的堵塞,以及滲濾液中重金屬含量升高,從而縮短垃圾填埋場的使用壽命。污泥的土地利用主要包括污泥農用、森林、園藝和廢棄礦場等場地的改良。單純的城鎮生活污水處理后產生的污泥,含有豐富的有機物和一定量的N、P、K等營養元素,經過高溫堆肥和生化處理,可以進行土地利用。但伴隨生活污水和工業污水合并處理污泥產生量的增加,堆肥的方法不僅不能去除有毒有害物質,而且目前天目湖恒青農林開發研究所的污泥綜合利用能力已超限。

鑒于目前污泥處置技術含量低,且存在儲運不規范、產生惡臭氣體、重金屬超標、易受雨水沖刷等二次污染問題,加強污泥處理的規范化、科學化管理已刻不容緩。

三、科學處置污泥的建議

根據“十二五”規劃建議和節能減排目標(占GDP的18%)要求,未來10年必須加大污泥處理的力度。溧陽市需要盡快扭轉簡陋的污泥處置方式,快速激活循環經濟發展潛力,有效推進高水平、現代化小康社會建設進程。

(一)加快統一規劃,科學合理布局

污泥處置作為污染防治的一個重要方面,已成為國家環保模范城市和國家生態市建設的重要考核指標之一。溧陽市在鞏固國家環保模范城市和國家生態市品牌建設成果,創新推進生態文明建設進程中,全市所有城鎮生活污水處理廠和工業廢水集中處理廠污泥必須實現無害化處置。根據《城鎮污水處理廠處理處置及污染防治技術政策(試行)》(建城【2009】23號)關于“污泥處理處置設施宜相對集中設置,鼓勵將若干城鎮污水處理廠的污泥集中處置”的有關規定,以及溧陽市城鎮污水處理廠分布狀況和水泥廠、熱電廠的資源優勢,必須加快全市污泥集中處置的場點、數量和技術的科學規劃,實現超前決策科學實施、決勝能效搶占先機的目標。

(二)加強組織領導,創新工作機制

加強污泥處置的科學化、無害化、資源化,針對涉及建設投資和技術難度大、處理成本和監管要求高等諸多方面,必須強化組織領導引導向,明確職責任務抓落實,規范機制管理升效能。為此,溧陽市快速成立了污泥處置推進工作領導小組和工作小組,工作小組由市水務、環保、發改、經貿、財政、物價部門及工程項目所在地鎮(區)相關人員組成,明確牽頭部門和各成員單位工作任務,建立完善全市污泥處置推進工作的監管考核機制、互動協作機制和政策激勵機制。各職能部門將加強對污泥處理處置的監督指導和依法管理,著力推進全市污泥處置工作創新效能。

(三)精選處理技術,優化處理效能

衛生填埋、焚燒和土地利用,是國外污泥處理處置的主要方法。如果借鑒實施這些方法,必須具備3個基本條件:有足夠的污泥填埋空間;有承受昂貴設備投資和很高運行費用的經濟實力;對污泥中有害物質如重金屬等有嚴格的限制條件。而且污泥處理具有費用巨大、城市周邊沒有適合填埋空間和污泥土地利用存在很大環境風險等特性。目前,我國城鎮污泥處置仍以填埋方式為主。這就必須改變含水率為80%左右的污泥物性以適應填埋要求。污泥焚燒技術在我國有成功的實例,但簡易的污泥焚燒,不僅焚燒設備一次性投資巨大,而且能耗和運行費均很高;另外,污泥焚燒可能產生廢氣、噪聲、熱和輻射等污染,特別是在經過不充分燃燒的過程中會產生二惡英等有害氣體,在大氣污染控制方面還存在一定的技術難度。經濟與環保方面的瓶頸,成為制約簡易污泥焚燒技術發展的因素。

令人欣喜的是,我國已有“利用煙氣余熱處理污泥技術”處理污泥的成功實例,并已經步入了國際污泥處理領域的前列。據資料介紹,浙江大學發明的二段式污泥低溫干化工藝,利用熱電廠、水泥廠、垃圾焚燒發電等排放的煙氣與污泥直接接觸的方法,借助特制的干化成粒裝置,最終使污泥的含水率從80%左右降至30%以下,污泥的體積減少至原來的1/3以下,干化后的污泥自然形成粒徑為2mm-8mm的顆粒,實現了減量化;它保存了95%以上原始熱值,真正成為一種可以再利用的初級有機固體產品,可以作為燃煤的輔助燃料和水泥的生產原料,也可以燒制輕質節能磚和陶粒以及生產水泥壓制品等,實現了資源化;它徹底克服了污泥干化的能耗瓶頸,使污泥處理的運行成本大大降低,實現了經濟化。該技術通過吸取熱量,既減輕了熱污染,又因吸附了煙塵和部分二氧化硫而減輕了對大氣的污染負荷,實現了節能減排生態化。

篇(4)

The Present Situation and Tendency of Sludge Front

Treatment Technology

WeiZhen Shen

(Beijing Machinery and Electricity Institute, Hi-tech Co.Ltd., Beijing 100027,China)

The main development direction for the sludge treatment is tending to disposal of resources and energy utilization in the world in recent years. Therefore, such as anaerobic digestion and aerobic fermentation technology and other traditional mainstream technology has been vigorously sought. Meanwhile, the techniques of sludge pyrolysis to produce oil fuel and sorbents, and composting to be used in soil are studyed. The paper puts forward that the present situation and tendency of sludge front treatment technology of domestic and overseas, and discussed its developing trend.

中圖分類號:TU992文獻標識碼: A

經過幾十年的發展,歐美、日本等發達國家已出臺了較完善的污泥處理處置與資源化政策法規及標準規范,相關技術和設備也趨于成熟,以在污泥無害化處理處置的基礎上實現最大程度的資源化再利用作為總體思路和技術路線,逐步形成了以污泥厭氧消化、好氧發酵、干化、焚燒、土地利用為主流技術,并不斷研發污泥制油、生產活性炭、研制動物飼料等前沿技術的污泥處理處置市場。

雖然近年來我國污泥領域發展較快,各項技術和專用設備有了較大進展,主流技術、前沿技術同步發展的污泥處理處置市場也正在形成。但與發達國家相比,我國污泥處理處置率仍然低下,技術和設備水平仍然落后,污泥處理處置總體思路和技術路線也不夠明晰,相關的法律法規及標準規范不夠完善,總之我國污泥處理處置市場還有很長的一段路要走。由于國情不同,各國采用處理方式和技術也各不相同,本文對國內外目前前沿技術發展現狀進行綜述。

1、國內外污泥處理處置與資源化前沿技術進展

1.1 污泥制油能源利用技術

污泥中的有機質可以轉化為燃油,能有效控制重金屬的排放,可回收利用易儲藏的液體燃油,可獲得較高的油品收率,提供700 kWh/t 的凈能量,破壞有機氯化物的生成,具有污泥處理與能源利用的雙重性質。污泥制油技術分為兩種方法:污泥熱解制油技術和污泥直接熱化學液化法。

1.1.1污泥熱解制油技術

污泥熱解制油是利用污泥中有機物的熱不穩定性,在常壓(或高壓)和缺氧的條件下加熱污泥至高溫,借助污泥中所含的硅酸鋁和重金屬(尤其是銅)的催化作用將污泥中的脂類和蛋白質轉化成碳氫化合物,由于干餾和熱分解作用使污泥最終轉化為價值較高的燃料油、反應水、不凝性氣體(NNG)和炭。

熱解生成的油收率與污泥中的有機物含量直接相關,通常生污泥最高(占44%),其次為剩余污泥(35%),消化污泥最低(25%)。發熱量可達到29~42.1 MJ/kg,與石油提煉廠生產出來的石油低級餾出液相似,可以直接用于柴油機車和發電。但熱解油黏度高、氣味差。熱解油的大部分脂肪酸可轉化為酯類,酯化后其黏度低約4倍,熱值可提高9%,氣味得到很大改善。不凝氣熱值2~9MJ/kg,污泥炭熱值約10MJ/kg,熱解前的污泥干燥、反應器加熱可利用產品中低級燃料(燃料氣、炭)的燃燒來提供能量,實現能源循環。污泥熱解制油過程如圖1。

污泥熱解制油過程示意圖

污泥熱解工藝最初是Bayer等人在1978年提出, 1986年,澳大利亞的Perth和Sydney兩個城市建起污泥熱解制油的第二代試驗廠,為大規模污泥低溫生物油化技術的進一步開發提供了大量的數據和實踐經驗。1999年8月,世界上第一套污泥低溫熱解制油工業化工藝裝置——Enersludge在澳大利亞成功試運行,處理規模(按干污泥計)為25t/d,每噸污泥可產出200~300L與柴油類似的燃料及約半噸的燒結炭,并申請為專利。

1.1.2污泥直接熱化學液化制油技術

鑒于污泥低溫熱解制油需要對脫水污泥進行干燥而耗能巨大,因此英、美、日對污泥直接熱化學液化法研究較多。污泥直接熱化學液化制油是將經過機械脫水的污泥(含水率約70%~80%),在250~340℃、5~15MPa條件下,并以碳酸鈉作為催化劑,污泥中有近50%的有機物能通過加水分解、縮合、脫氫、環化等一系列反應轉化為油狀物,得到的重油產物用萃取劑進行分離收集。重油產品的組成和性質取決于催化劑的裝填與反應溫度。反應過程可得到熱值約為33MJ/kg的液體燃料,收率可達50%左右(以干燥有機物為基準),同時產生大量不凝性氣體和固體殘渣。基本工藝流程圖如圖2所示。

污泥直接熱化學液化制油技術的設備可分為間歇式反應裝置和連續式反應裝置兩類。間歇式反應中,污泥脫水至含水率70%~80%即可滿足相關反應要求,向高壓釜中加入液化催化劑Na2CO3后,高壓釜經過排氣后沖入氮氣至所需壓力,隨后升溫。隨著溫度的增加,工作壓力隨之增加。然后通過壓力調節閥釋放高壓來使工作壓力保持恒定,反應產生氣體被氣體儲罐收集。連續設備的運用不僅在工藝上可以得到更大的改進,在運行費用上也會大大降低,推進該技術的應用。

目前直接熱化學法處理污泥的典型工藝包括:美國 PERC工藝,LBL工藝,日本資源環境技術綜合研究所的液化工藝,荷蘭 Shell 公司的 HTU工藝等。

根據國外的經驗,目前的投資成本與運行維護成本均比較高,同時,涉及的操作條件比較復雜,需要考慮諸多的因素如反應溫度、反應時間、觸媒種類、觸媒添加量、反應壓力等。此外,油化處理效率也與污泥種類性質等有關。

污泥直接熱化學液化制油的基本流程圖

1.2 污泥建材利用技術

污泥建材利用主要包括利用污泥及其焚燒產物制磚、輕質陶粒、生態水泥、制纖維板、熔融微晶玻璃等。

總的來說,污泥的多項建材利用技術已經成熟,應用前景良好。其中,建筑磚塊、輕質材料以及水泥材料等技術,已經在日本、德國等國家開始進行規模化生產應用或者在計劃大規模生產再利用。其中日本在這方面走在了前面,已經有許多成功運行的工程實例,據統計到2002年末,日本污泥有效利用率高達63%,其中建材利用的比例為40%。在我國,污泥用于建材資源化利用是一種有效的污泥減量化及資源化手段,在北京、重慶及上海等地均進行過相應的生產性研究。總的來說,大多還處于研究及嘗試的階段。

1.2.1污泥制磚

脫水污泥主要由Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、MgO等粘土礦物質成分組成,其性質近似粘土,具有可塑性、燒結性、耐熱性和吸附性,并且污泥中含有大量灰分和鋁鹽或鐵鹽等混凝劑成分,可以作為建筑材料中的添加劑,為其制磚創造條件。比較常見的污泥制磚技術主要有兩種:

①污泥焚燒灰制磚

該方法是將污泥焚燒灰添加適量輔料(如粘土、粉煤灰、煤矸石等)成型燒結制磚。污泥焚燒灰中的SiO2含量較低,因此在利用污泥焚燒灰制磚時,需添加適量的黏土與硅砂,從而提高SiO2含量。一般較為適宜的質量配比為焚燒灰:黏土:硅砂=1:1:(0.3~0.4)。污泥焚燒灰制造流程如下圖3.

②干化污泥直接制磚

該法是直接將干燥的城市污泥破碎后與粘土等輔料成型燒結制磚,同時可以利用污泥中潛在熱值。干化污泥用于直接制磚時,應對污泥中的成分進行適當的調節,使其成分與制磚黏土的化學成分相當。當污泥與黏土按質量比1:10配料時,污泥磚可以達到普通紅磚的強度。此污泥磚的制造方式受坯體中有機揮發分含量的限制,當有機揮發物達到一定限度會導致燒結開裂,從而影響磚塊的質量,污泥摻加比例較低。因此,從黏土磚限制要求來看,生污泥較難成為一種適宜的污泥建材方法。干化污泥制磚工藝流程圖見圖4。

污泥焚燒灰制磚工藝流程

污泥干化后制磚工藝流程

污泥的摻量比例、成型壓力和焚燒溫度是決定磚抗壓強度、吸水率、熱導率、抗折強度等性能的關鍵性因素。當污泥摻量為0~200 g/ kg 時, 隨著污泥摻量的增加,污泥磚的抗壓強度明顯降低,吸水率隨之增大。成型磚坯密實度下降,在焙燒過程,污泥中重金屬熔融固化,有機物揮發,所形成的氣孔和孔洞降低了磚體抗壓強度及。當污泥摻量低于100 g/ kg 時,污泥磚性能符合國家《燒結普通磚》標準( GB 5101- 2003) 要求。當成型壓力為20~60 MPa時, 隨成型壓力的增大,污泥磚的抗壓強度逐漸升高,吸水率逐漸減小。當燒結溫度為900~1100℃時,隨著溫度的升高,污泥磚的抗壓強度逐漸增強,吸水率逐漸降低,當燒結溫度高于1050℃時,磚的抗壓強度和均已達到了標準要求。當保溫時間超過1.5 h 時,隨著保溫時間的延長,污泥磚的降低,吸水率也相應增大。

美國、英國等發達國家都在該領域進行了較多的研究,對污泥制磚工藝、污泥制磚的影響因素、污泥磚塊產品的性質等方面取得階段性研究成果。其中,日本的污泥焚燒灰制磚技術,走在世界前列,受到越來越多的重視。目前已經有8座完整規模的廠用100%的污泥焚燒灰制磚。制成的磚塊被廣泛用于公共設施。德國對于污水污泥的建材利用才剛剛起步,沒有任何長期工業上的實踐,正借鑒日本的經驗,并與日本開展合作研究項目。

在我國,有關利用污泥焚燒灰制磚的報道很少,而利用干污泥直接制磚卻有較多的文獻說明。如中石化勝利油田規劃設計研究院、同濟大學環境科學與工程學院、南京制革廠等研究機構、高等院校和國內企業對干污泥直接制磚進行了試驗研究,但缺乏實際的工程應用,所以在今后的研究中還要結合經濟效益進行投資、收益的估算并大膽借鑒國外經驗,開發污泥前處理及混合焙燒等成套工藝及配套設備,才能將污泥的制磚利用付諸實際。

1.2.2污泥制陶粒

污泥陶粒是污泥經加工制粒或粉磨成球后燒脹而成的一種人造輕陶粒,具有輕質高強、保溫隔熱、耐久性好、抗震性好等優點。污泥制陶粒主要工藝流程如下圖5。

污泥陶粒生產工藝流程圖

濕污泥與預先干化好的干污泥一起進入污泥混合機,經混合、均勻化后形成顆粒,完成均化過程后,送至干化器進行干燥。污泥干化器主要分為直接加熱和間接加熱。為了防止污泥在干化過程中結成大塊,一般采用旋轉干化器。干化器的熱風進口溫度為800~850℃,排氣溫度為200~250℃。污泥經干燥后從含水率80%左右下降到5%左右。干化器的排氣進入脫臭爐,爐溫控制在650℃左右,使排氣中的惡臭成分全部分解,以防產生二次污染。部分燃耗是在理論空氣比約0.25以下燃燒,使污泥中的有機成分降解,大部分成為氣體排出,另一部分以固定碳的形式殘留。部分燃燒爐內的溫度控制在700~750℃。燃燒的排氣中含有許多未燃成分,送至排氣燃燒爐再次燃燒,產生的熱風可作為污泥干化的熱源。部分燃燒后的污泥中的固定碳為10%~20%,熱值為1256~7536kJ/kg。燒結是制陶粒的最后一道工序,燒結陶粒的強度和相對密度與燒結溫度以及產品中殘留碳含量有關。殘留碳的含量與陶粒的強度成反比,殘留碳的含量越多,強度越低。燒結溫度在1000~1100℃之間為宜,超出此溫度范圍陶粒強度會降低。陶粒的相對密度隨燒結溫度升高而減少,在上述溫度范圍內,其相對密度為1.6~1.9,燒結時間一般為2~3min。

歐美、日本等發達國家對利用各類污泥制陶瓷產品的可行性做了研究,并對制成的樣品進行了吸水率、多孔性、線性收縮和橫向斷裂強度等物理性能和浸出液的測試。我國多個企事業機構都對污泥制備陶粒技術進行了研究,比如同濟大學的研究人員對蘇州河底泥為主要原料燒制陶粒的工藝參數進行了分析,以及廣州華穗輕質陶粒制品廠采用城市污水處理廠污泥替代河道淤泥或部分粘土燒制輕質陶粒,并獲得成功。

1.2.3污泥制水泥

污泥的化學特性與水泥生產所用的原料基本相似,垃圾焚燒灰的化學成分中一般有80%以上的礦物質是水泥熟料的基本成分。因此利用水泥回轉窯處理污泥來制造水泥,不僅具有焚燒法的減容減量化特征,且燃燒后的殘渣成為水泥熟料的一部分,不需要對焚燒灰進行填埋處置,是一種兩全其美的生產途徑。利用污泥做生產水泥的原料有三種方式:一是直接用脫水污泥;二是干化污泥;三是污泥焚燒灰。不管是采用哪種方式,關鍵是污泥中所含的無機成分必須符合生產水泥的要求。除CaO含量較低、SiO2含量較高外,污泥焚燒灰的其它成分含量與硅酸鹽水泥含量相當,因此,污泥焚燒灰加入一定量的石灰或石灰石,經煅燒即可制成硅酸鹽水泥。污泥水泥性質與污泥的比例、煅燒溫度、煅燒時間和養護條件相關。與普通硅酸鹽水泥相比,在顆粒度、相對密度、波索來反應性能等方面基本相似,而在穩固性、膨脹密度、固化時間方面較好。

世界上發達國家利用水泥窯處理廢棄物生產生態水泥已有20余年的歷史,擁有成熟的經驗。1996年4月瑞士的HCBRekingen水泥廠成為世界上第一家具有利用廢料的環境管理系統的水泥廠,并得到ISO14001國際標準的認證。在歐洲水泥生產者聯合會所屬的水泥廠中每年焚燒處理100萬t有害廢物。日本40多家水泥企業,其中50%以上工廠均處理各種廢棄物。雖然我國同濟大學、上海水泥廠等也做了利用污泥代替粘土生產水泥的嘗試,但總體來說,利用垃圾焚燒灰、市政污泥等廢棄物來生產水泥尚屬起步階段。

1.2.4污泥制纖維板

污泥中含有大量有機成分,利用其中的粗蛋白與球蛋白(酶)能溶解于水及烯酸、稀堿、中性鹽水溶液的性質,在堿性條件下加熱、加壓后發生蛋白質變性,制成污泥樹脂(又稱蛋白膠),使之與漂白、脫脂處理的廢纖維壓制成板材,即為污泥生化纖維板。污泥制纖維板的工藝流程圖見圖6。

污泥制纖維板的工藝流程圖

污泥樹脂調制是將脫水至含水率85%~90%的污泥與藥品混合,裝入反應器攪拌均勻,然后通入蒸汽加熱至90℃保持20min后,再加入石灰,在90℃條件下反應40min即可。為使其具有較好的凝膠性、預壓成型時容易脫水,可在調制中投加堿液、甲醛及混凝劑(如三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁或聚合氯化鋁),還可加硫酸銅以提高除臭效果和加水玻璃以增加樹脂的粘滯度及耐水性,使成品經久耐用。

國內外已有人嘗試用污泥來制纖維板,但制造過程和成品仍有一些氣味,需要脫臭,強度也有待提高。

1.3活性污泥制取活性炭

由于污泥中含有大量有機物,在一定的高溫下以污泥為原料通過改性可以制得含碳吸附劑。根據污泥碳化機理,污泥吸附劑一般分為直接活化和熱解碳化后再活化兩種。其中,熱解碳化后再活化最為常用,主要包括熱解碳化和活化兩個步驟。碳化是把原料熱解為碳渣,活化是關鍵步驟,是根據要求把碳化物變為所需要的多孔結構物質。目前活化方法有兩類:物理活化和化學活化。相對于物理活化,化學活化需要較低的溫度,活化產率高,通過選擇合適的活化劑控制反應條件可制得高比表面積活性炭。但化學活化對設備腐蝕性大,污染環境,其制得的活性炭中殘留化學藥品活化劑,應用受到限制。污泥吸附劑生產工藝流程如下圖7。

針對不同的污泥和所制吸附劑的不同用途,可相應采用不同的制備方法,而不同的制備方法所得到的吸附劑性能差別很大。影響吸附劑性能的主要因素有:活化藥劑的種類、濃度、熱解時間、熱解溫度和活化溫度等。活性炭微孔的形成和發展與原材料的孔結構、活化劑的種類、活化溫度、活化時間、活化劑流量、催化劑種類、催化反應速度等諸多因素有關。

污泥制備吸附劑工藝流程

近年來,美國、日本、法國、中國、西班牙、新加坡等國家的研究者對污泥改性制備吸附劑技術進行了較多的研究。近年來,研究的重點是污泥熱解方法及工藝的優化、吸附劑制備中間過程和方法的改進、活化藥劑的選擇等方面。

1.4污泥中蛋白質利用技術

1.4.1制造動物飼料

污泥中粗蛋白占28.7%~40.9%,灰分占26.4%~46.0%,纖維素占26.6%~44.0%,脂肪酸占0~3.7%。其中,70%的粗蛋白以氨基酸形式存在,包括蛋氨酸、胱氨酸、蘇氨酸等。污泥蛋白中幾乎含有家畜所需的所有氨基酸,且各種氨基酸之間相對平衡,是一種非常好的飼料蛋白來源。

但是,活性污泥作動物詞料還存在一些問題,主要包括毒性方面和非毒性方面的問題。毒性方面的問題主要有:①病原菌的污染問題。②活性污泥飼料組織學和病理學研究:飼喂污泥蛋白質飼料,動物肺、肝、腎、心臟和內臟等組織有何異常。③污泥重金屬毒性物質動物發生元素積累問題。非毒性方面的問題主要有:①化學組成,商業價值低。②與傳統動物飼料相比,污泥蛋白質飼料的適口性差、消化性低、營養價值不足,近來的研究系采用化學或酶處理活性污泥以提高其蛋白質消化率。③污泥干燥的經濟性問題。但即使如此,用污泥作飼料將是變廢為寶的一項重要舉措,值得深入的研究。

1.4.2制造蛋白質滅火器

目前國內滅火劑主要有NaHCO3、NaCl干粉滅火劑、蛋白滅火劑等種類。其中,蛋白類泡沫滅火劑以其可靠性大、安全系數高、生物降解性強等優良的性能一直占據著泡沫滅火劑市場的主導地位。但由于國內飼料蛋白源匱乏導致其價格較高,因此,利用污泥水解蛋白質制備蛋白質泡沫滅火劑具有一定現實意義。

武漢市科技局等單位進行了利用剩余活性污泥水解制備蛋白質泡沫滅火劑,并取得一定研究成果,李亞東等研究人員還申請了發明專利。但總體來說,目前該項技術研究還少見報道。

1.4.3污泥中蛋白質提取技術

無論是將污泥蛋白用作動物飼料,還是用于蛋白質滅火器,都需要依靠蛋白質提取技術,蛋白質提取工藝流程圖見圖8。

蛋白質提取工藝流程圖

(1)溶胞技術

提取蛋白質首先要對污泥進行溶胞處理。通常的溶胞方法包括物理、化學、生物以及多種方法聯合等方法。

①物理法

物理溶胞主要是利用機械剪切力破壞細菌的細胞壁,實現污泥細胞的溶解。物理法主要有以下幾種:

高壓噴射法是利用高壓泵將污泥循環噴射到一個固定的碰撞盤上,通過該過程產生的機械力來破壞污泥內微生物細胞的結構,使得胞內物質被釋放出來,從而顯著提高污泥中蛋白質的含量,促進水解的進行。然而,高壓噴射法處理污泥過程的機械能損失較大,所以該方法在實際的工程應用中難以推廣。

超聲波法是利用20KHz到10MHz波段范圍內的超聲波破壞微生物細胞的細胞壁,使得細胞內的有機質釋放出來,從而促進污泥水解和消化的進行。該技術具有無污染、能量密度高、分解速度快等特點,但在細胞破碎后固體碎屑的水解方面卻不如添加堿和加熱法。同時超聲波的作用受到液體溫度、粘度、表面張力等參數和超聲波發生設備的影響,在短時間內難以投入大規模工程化應用。此外,超聲波法設備投資巨大、能耗高,也是這一技術不能迅速推廣的主要原因。

水解法的溫度范圍一般為40~180℃,污泥固體有機物在水解過程中經歷兩個過程:首先是微生物絮體的離散和解體,細胞內的有機物質被釋放并溶解。其次是溶解性有機物不斷水解,脂肪水解成甘油和脂肪酸;碳水化合物水解成小分子的多糖和單糖;蛋白質水解成多肽、二肽和氨基酸;氨基酸進一步水解成低分子有機酸、氨及二氧化碳。與機械破碎、超聲和化學預處理等手段相比,熱水解的優點在于在實現細胞破碎、釋放胞內有機物的同時將大分子有機物水解。

②化學法

化學法主要有以下幾種:

加堿處理法就是在常溫條件下,通過加NaOH、KOH或Ca(OH)2等堿性物質,其作用是在抑制細胞活性的同時,溶解細胞壁,釋放蛋白等細胞內物質。

加酸處理法就是用酸處理污泥,由于污泥微生物的胞外聚合物中含有一些兩性物質,這些兩性物質在酸性條件下會溶解,轉化為溶解性物質,從而對污泥的絮體結構有一定破壞作用,從而達到溶胞效果。

臭氧氧化污泥的過程包括:對微生物的破壁、溶解和對有機物的礦化三個階段。臭氧首先作用于污泥細胞的細胞壁和細胞膜,促使細胞死亡溶解;細胞溶解后胞內的蛋白質、核酸和多糖等物質被釋放出來;臭氧進一步氧化大分子有機物質,使其變為小分子物質或者直接轉變為二氧化碳和水。

③生物法

生物酶技術是指向污泥中投加能夠分泌胞外酶的細菌,或直接投加溶菌酶等酶制劑(抗菌素)水解細菌的細胞壁,以此達到溶胞的目的。但是,同時這些細菌或酶還可以將不易生物降解的大分子有機物分解為小分子物質,隨著溶菌酶量的增加,污泥中蛋白質和多糖濃度隨之降低。

④多種方法聯合

此外,多種方法聯合的方式也逐漸得到重視,包括熱酸法、熱堿法和微波+過氧化氫法等,可以更好的實現污泥溶胞提取蛋白質效果。

(2)蛋白質的分離技術

污泥溶胞液是多糖,蛋白質和脂肪等有機物以及重金屬等多種物質組成的混合溶液,需要將目標蛋白質從其中分離純化出來,從而滿足污泥蛋白在其他領域的應用,主要是通過溶胞液的濃縮和濃縮液的結晶來實現的。

傳統濃縮法主要有減壓蒸餾法和泡沫法分離蛋白質。減壓蒸餾法借助真空泵來降低系統內的壓力,便可以在低溫下對溶液進行蒸發濃縮,適用于那些在常壓蒸餾時未達沸點即已受熱分解、氧化或聚合的物質。泡沫分離蛋白質是利用蛋白質的表面活性對其進行分離的一種方法,分離過程中的條件溫和,對蛋白質的活性影響較小,成本較小,且能耗較低,而且對蛋白質的生物活性沒有明顯影響。但當溶液中含有組分活性相近的物質時,分離效果較差。另外,對于較高濃度的溶液,分離效率便會降低,分離效果較差。近年來隨著膜工業的發展,膜分離法也開始漸漸興起,微濾、超濾、反滲透和電除鹽是目前最為常用的四種技術。

蛋白質結晶方法主要有沉淀法,傳統沉淀法包括鹽析沉淀法、有機沉淀分離法、等電點分離法等。鹽析沉淀是蛋白質提純工藝中最早采用,至今仍為廣泛應用的方法。其原理是在高濃度蛋白溶液中,隨著鹽濃度的逐漸增加,蛋白質水化膜被破壞,其溶解度下降而從溶液中沉淀出來。有機沉淀劑法是向蛋白質溶液中加入乙醇、丙酮等水溶性有機溶劑,降低水的活度。隨著有機溶劑濃度的增大,水對蛋白質分子表面荷電基團或親水基團的水化程度降低,溶液的介電常數下降,蛋白質分子間的靜電引力增大,從而使蛋白質凝聚和沉淀。等電點沉淀法是通過調節溶液的pH值,削弱或破壞分子表面的雙電層及水化膜,分子間引力增加,使兩性電解質的溶解度下降而沉淀析出。

1.5污泥制生物可降解塑料

生物可降解塑料是指在自然界如土壤和/或沙土等條件下,和/或特定條件如堆肥化條件下或厭氧消化條件下或水性培水及其所含元素的礦化無機鹽以及新的生物質的塑料。按原材料不同分類,目前生物降解塑料主要有以下幾種:聚羥基烷酸酯(PHA)、聚己內酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物、聚乳酸(PLA)、脂肪族芳香族共聚酯、聚乙烯醇(PVA)類生物降解塑料、二氧化碳共聚物、聚-β-羥基丁酸酯(PHB)等。生物降解塑料可以依靠生物的生命代謝活動來合成,目前國內外的研究主要集中在菌種篩選和培育、反應機理、操作工藝、反應器類型、反應條件和合成物的提取技術方面。

PHA是目前研究較多的生物可降解塑料類型,以之為例,能夠合成PHA的細菌種類很多,包括光能利用菌、古細菌、革蘭氏陽性、革蘭氏陰性菌、好氧菌和厭氧菌,共計65個屬,300多種。其中研究較多的有芽孢桿菌屬(Bacillus)、產堿桿菌屬(Alcaligenes)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、固氮菌屬(Azotobacter)、紅螺菌屬(Rhodospiriclum)和放線菌屬(Actinomyces)等。PHA在細菌體內合成經歷三個步驟:第一步,各種底物經代謝進入三羧酸循環,生成乙酰輔酶COA;第二步,乙酰輔酶COA經各代謝途徑形成各種前體,再由不同酶轉化為(R)-3-羥基脂酰輔酶A;第三步,(R)-3-羥基脂酰輔酶A,再由PHA合酶聚合成為PHA。由于合成的PHA存在于細菌細胞內,因此需要將細胞破碎,才能提取出PHA顆粒從而實現其進一步的利用。目前PHA的提取方法很多,主要有有機溶劑提取、氯酸鹽提取法、酶法提取、堿法提取、機械破碎法等。

生物可降解塑料前景誘人,但仍有一些技術問題需解決:①降解塑料制品機械強度不夠,需要通過與其他聚合物單體共混來使生物降解塑料的某一方面品質得到提升,但是綜合性能卻有不足,這就需要通過技術攻關加以解決;②生產成本需進一步降低;③以污泥為原料的生物可降解塑料的附加值較低,需要通過技術的提高使其得到進一步提高。

篇(5)

1 污泥處理處置現狀

在我國的污水處理發展歷程中,由于長期的認識不足以及忽視,我國城市污水處理廠的污泥處置問題被長期擱置,污泥處置的發展相當滯后,一方面,我國污泥處理處置的技術路線尚不清楚;另一方面,我國也未建立起污泥處理處置的政策體系,歷史遺留問題使得污泥困境越來越嚴重。

目前,全國城鎮污水處理廠污泥只有一小部分進行衛生填埋、土地利用、焚燒和建材利用等,而大部分(約占80%)未進行規范化的處理處置,污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問題已經凸顯出來,并且引起了社會的關注。

2 污泥成分分析

類比北京市2011年各污水處理廠污泥指標的平均值(來自《北京市污水處理廠污泥特性分析》),見表1、表2。

3 污泥處理方案

3.1 污泥填埋

污泥填埋指的是污泥經過長期的物理、化學和生物作用使其達到穩定狀態。具有經濟、簡便的顯著特點,但需大面積的場地和大量運輸費用,不可資源化利用,而且如果地基防滲處理不當,易造成土壤和地下水的污染。

3.2 污泥焚燒

污泥焚燒技術是對污泥實現最徹底的減量化、無害化的處置方法,但其投資及運行成本太高,同時二次污染問題較為嚴重,對一些經濟較為發達的城市才考慮污泥焚燒的處置技術。

3.3 污泥土地利用技術

我國主要是以土地利用填埋處置方式為主,土地利用不僅使污泥得到最終處置,而且可以利用污泥中的營養物質,用以農田綠地施肥,土壤結構改造等,是污泥資源化的有效途徑,但如果污泥施用前未經過適當的無害化處理,易造成二次污染,致使土壤板結、鹽化,農作物富集重金屬并通過食物鏈影響人體健康等。典型污泥處理處置方案對比見表3。注:表格中的數據均摘自中國住房和城鄉建設部與國家發改委《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南》(試行)

4 結語

隨著經濟的不斷發展, 城市的污泥排放將大大的增加, 污泥處置也將成為備受關注的重大環境問題。污泥的處理處置應從環境污染、衛生安全和經濟效益等多方面綜合考慮。具備能源回收利用的污泥處理新技術在污泥處理處置中發揮著不可替代的作用。雖然這些技術目前還存在一些待解決的問題,但應用前景卻十分光明。

參考文獻:

篇(6)

中圖分類號:[TU992.3]文獻標識碼: A 文章編號:

1.深圳市污水處理現狀

最近幾年,伴隨著城市經濟的快速發展,深圳市政污水處理也取得了長足的發展與進步,處理能力有了很大的提高,并運用了一些先進的污水處理技術,加大了污水處理設施的建設力度,有利的推動了污水處理能力的發展與進步。主要表現在以下幾個方面:

1.1污水處理能力現狀

在深圳特區經濟發展的同時,水體污染也日益嚴峻,如何處理這些污水,實現水資源的循環利用成為擺在深圳市發展面前的一道難題。為適應經濟特區發展需要,目前深圳全市已有25座污水處理廠投入正常運行,總處理能力達到410萬噸/日,基本滿足了深圳市污水處理的規模要求。其中,2011年深圳市集中建成投產了13座污水處理廠及新改擴建項目,實現突破性進展。隨著這批污水處理廠的建成投用,龍崗河、坪山河等相關河流水質明顯好轉。

1.2污水處理配套設施建設情況

在污水管網建設方面,2011年全市共新增930.7公里的污水管網,約相當于建市前25年建設總量的1/3。其中,原特區內以市政污水管網改造完善和沿深圳河灣截污為重點,新增了117.6公里污水管;原特區外各區組織建設了813.1公里污水處理廠配套管網。目前,全市共有污水管道長約3600公里,基本形成了污水收集骨干框架。完善的管網系統,大大提升了污水收集率,尤其是原特區內污水收集率已超過了90%,位于全國前列。

在污泥處理設施建設方面,深圳市已建成投產了下坪污泥固化填埋、福永污泥固化填埋、南山熱電污泥干化、寮坑污泥固化填埋等多個污泥處理設施,處理能力達到約2300噸/日,暫時可滿足全市現狀污泥處理處置要求。

由于污泥填埋場無法實現污泥的完全無害化,而且占用大量土地,因此深圳市政府還規劃了寶安老虎坑、坪山上洋兩座污泥干化焚燒項目。以上污泥焚燒項目完成后,可有效解決深圳市污泥處置問題,目前兩項目仍在建設中。

目前,深圳市市政污水處理及其配套設施建設已基本完善,未來幾年,預計污水處置發展重心將逐步轉移到管網完善、提高污水收集率、改善污水出水水質和中水綜合利用的方向來。

2. 深圳市污水處理新技術的應用

2.1傳統技術應用情況

從污水處理技術的發展來看,深圳市早期建設的污水處理廠采用的主要是基于傳統活性污泥法而來的衍生工藝,比如濱河污水處理廠,南山污水處理廠,羅芳污水處理廠,鹽田污水處理廠。此類處理技術應用非常廣泛,常見于城市大中型污水處理廠,具有成熟可靠、運行穩定、工藝路線簡潔等優點。但在實際應用中也存在有一些不足之處,如占地面積偏大,自動化程度相對不高,不利于規模小、波動大的工況,出水標準不是很高。

針對傳統活性污泥法的一些不足,一些新技術應運而生,如BAF處理工藝、MBR處理工藝等。

2.2已使用的污水處理新技術

近年深圳市對于污水處理新技術有很大的需求,尤其是污水回用新技術需求很大,實際應用案例也較多,下表為近年深圳市政污水處理新技術的應用案例:

表1

以西麗再生水廠為例,該廠占地面積建設用地2.3萬m2,僅為普通活性污泥法占地30%。采用國際專利技術“Mutiflo混凝沉淀+ Biostyr生物濾池+ Actiflo高密度沉淀深度處理+紫外消毒”工藝,半地下式布置形式,上部空間進行綠化與景觀布置,主要設備間置于地面。出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級A標準景觀河道類市政雜用水標準,再生回用作大沙河景觀生態補水,標準要高于傳統城鎮二級污水處理廠。

附:西麗再生水廠工藝流程圖

此外,橫嶺污水廠二期采用BAF技術,污水廠深度處理中采用的轉盤過濾器、高速纖維過濾技術等均取得了較好處理效果。

2.3膜技術開始在污水處理中應用

膜技術是當前污水處理當中比較先進的技術,這種技術主要用于提高處理后的水質,最早應用于一些礦泉水、純凈水生產企業,最近幾年開始應用于污水處理,不論是在舊的污水處理設施,還是在一些新建的污水處理設施當中,都取得了不錯的應用效果。深圳市目前也開始將膜技術應用到污水處理設施當中,橫崗污水廠二期就采用了中水超濾膜工藝,配合污水處理設施提高污水處理能力效果明顯。

2.4污水處理技術應用思考

深圳市污水處理技術應用與深圳市自身特點密切相關,深圳市土地面積狹窄,河流多為雨源性河流,水體自然交換能力弱,需要依靠污水廠生態補水以保證河流水質。因此,污水廠出水水質對深圳市河流水環境改善有重要作用。

在深圳市污水處理發展過程當中,早期主要使用技術成熟度高、技術設備成套性好的工藝,但總體出水水質僅能達到二級排放標準。近年來,隨著對污水廠出水水質要求不斷提高,污水廠應用多樣化新技術改擴建實例不斷增加,確實提高了污水廠出水水質的效果,也確實為一些新技術的應用提供了很好的平臺。

目前,新技術的應用對深圳市水環境的改善確實起到明顯作用,但同樣也帶來了許多新問題。如新技術需要新的管理方法,運行人員經驗明顯不足,運行效果不能達到指定要求;設備多樣化,造成設備備品備件庫存量大幅度增加;新技術應用后,各類污水處理藥劑投加量大幅度增加,污水處理能耗激增,遠超過傳統活性污泥法水平。

3. 深圳市污水處理新技術未來發展

3.1注重污水處理的綜合效益

污水處理是一項投資非常大的城市基礎性工程,在創造環境效益的同時伴隨著較大量的成本投入,包括能耗、物耗、原材料消耗等。在今后污水處理設施建設上,應該不斷優化處理能力與效率,把握整體最優、總量控制的原則,最大程度上發揮減排效益,提高污水處理設施建設的綜合效益,避免不考慮能耗、藥耗,單純追求新技術的應用。

3.2注重污水處理與生態平衡

如何實現污水處理設施與周邊生態環境的協調可持續發展是發展過程中必須考慮的一個問題。興建發展各類污水處理設施實現減排的同時,如何控制減輕隨之而來的次生負面環境影響,深圳市在發展污水處理設施上已經看到了這一問題,并在發展中開始注重污水處理與生態平衡問題,以減少污水處理設施對生態環境的不利影響。在后期已經建成的深圳白芒河水質凈化廠、深圳甘坑污水處理廠等五個污水處理項目,全部采用的是人工濕地處理技術,這種處理技術是利用生態環境的處理能力解決污水問題,雖然處理效率比較低,處理能力也非常有限,但是卻能最大程度的減少對生態環境的不利影響。從保護生態環境的角度來講,類似的污水處理技術隨著科技的發展將越來越多,深圳市能夠處理好污水處理與生態平衡之間的關系,保護好深圳市的生態環境。

3.3膜技術在污水處理中的應用將更為廣泛

膜處理技術是已經開始實際應用到污水處理當中,伴隨著膜技術的發展,膜技術在污水處理當中的應用必將更加廣泛。膜技術可以分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,其中微濾和超濾膜已有一些污水廠應用實例。深圳市在今后的發展中根據所需要處理的水質情況來選擇合適的膜工藝并實施,兼顧污水處理能力和效率。由于膜技術初期投入高,運行成本遠超過傳統方法,而且出水往往沒有理想的回用途徑,應理性應用此項技術。

結論

總之,目前深圳市污水處理已經走上了快速發展道路,一些新技術應用實例效果明顯,污水處理能力和水平有了顯著的提高。在今后的發展當中,深圳市在污水處理設施建設上將建設與生態環境有效的結合起來,提高污水處理設施建設的綜合經濟效益,只有這樣才能發揮污水處理在社會發展中的作用。

參考文獻:

[1] 彭書郁. 深圳污水主干管渠及泵站工程設計優化[J]. 給水排水, 2005,(08) .

篇(7)

前言:工業發展和城市生活每天均會產生大量的污水,這已經給生存環境造成了很大的威脅。數量和規模在不斷增加的污水不但會嚴重污染土壤、河流等,而且還會嚴重污染空氣,降低空氣質量。 因此,污水處理與研究就是一個重大的環境工程問題,考驗著每一位環境工作人員。

1、污水處理工作在環境保護工程中的意義

1.1能夠提高城市水資源的利用能力

地球資源的有限性是全世界人民的共識,污水處理工作不僅是對城市污水威脅的排除工作,更是對水資源的有效循環再利用過程。一方面,城市污水處理工作通過對污水中污染物或是寄生蟲等有害物質的處理防止了水污染問題;另一方面,污水處理還包含著對污水的凈化和提純工作。排污工作完成之后,工作人員往往會進行污水的提純工作,對處理后的水資源再利用,一般可以用在農作物的灌溉工作中。

1.2促進城市的環境保護工作進程與健康發展

污水處理工作基于其對城市生態和城市經濟兩方面同樣重要而積極的影響能力,也促進著城市的健康發展。一方面,污水處理工作能夠反映出城市的發展水平,污水處理工作能力高的,城市發展程度更為良好。另一方面,污水處理作為城市環境保護工作的一個重要方面,又因其自身特點對城市的經濟情況及發展與建設能力有著重要的影響,影響著城市經濟與環境整體的發展。

2、污水處理方法的綜述

2.1污水的物理處理方法

污水中往往含有大量的體積較大的懸浮物,而污水物理處理方式就是指用篩濾的方式將污水中的懸浮物從污水中截留和分離出來,這是污水處理的第一步。除了利用篩網和過濾裝置外,還可以利用離心、氣浮、沉淀等處理方法將污水中的懸浮物截留。其中氣浮法使用較廣且效果較好,尤其是在含油污水隔油之后的補充處理中應用最廣,該處理方法隨著時代的發展,也被分成了布氣、電氣、生物、化學、溶氣等氣浮法。

2.2污水的化學處理方法

化學污水處理法主要原理就是利用化學原理在污水中投入化學物質將污水中的污染物分離或消除。絮凝劑屬于常用的一種化學劑,將該物質投入污水中,等待化學反應的產生,最后會生成與水不相溶或相溶較難的化合物,再對其進行離析和沉淀,從而將污水中的污染物去除,達到凈化水質的目的。也可以通過酸堿處理法對污水進行中和,還可以利用諸如臭氧等較強的氧化劑將污水中的污染物氧化出來,此外,還有電解法等通過陰陽兩級對污水進行氧化還原反應,從而通過電解法達到凈化水質的目的。

2.3污水的生化處理方法

2.3.1活性污泥法

利用微生物對污水中污染物的分解來達到污水處理的目的的污水處理方法屬于生化法,該處理方法對污水的處理效果較佳,能夠完全消除污水中的污染物,而且所有降解和處理過程都在微觀中進行,應用較為簡單。在眾多生化污水處理法中,活性污泥法是使用較為廣泛且應用效果較佳的一種,具體的做法就是向污水中投入空氣,在一定的時間之后由于好氧性的微型物繁殖形成污泥絮凝物體,而這上面棲息了大量的菌膠團微生物群體,其對有機物的吸附和氧化能力較強,能在時間順序以及空間位置等方面進行調控,從而為微生物的生長創設良好的氧溶解條件。

2.3.2厭氧生物處理技術

該技術主要是在厭氧環境中形成的厭氧微生物需要的環境和營養條件。主要用于污水中有機物的分解和二氧化碳、甲烷等氣體產生的過程。這一技術的生物固體的截留能力在不斷的提高,且具有較好的水利混合條件。

3、污水處理新技術及發展

3.1 AB法

作為新型的活性污泥法, 該工藝去除5日生化需要量(BOD5)、化學需氧量(COD)、懸浮物(SS)及氮磷的能力相對較高, 同時能夠分別節約基建投資成本和能耗20%、20%左右,其突出的優點主要表現為A段負荷高, 抗沖擊負荷能力很強,對pH和有毒物質的影響具有很大的緩沖作用,并能通過破壞絡合污染物來去除COD、BOD5,尤其適用于濃度高、水質變化大、水量變化大的城市污水處理A段、B段均可分階段進行建設,非常適用于經濟水平相對較低的城市;主要不足之處是污泥的產量相對比較高。

3.2 SBR 法

SBR法稱間歇式活性污泥法, 由于該工藝運行方式操作煩瑣,SBR法沒有被推廣利用。近些年來,電子工業發展使污水處理廠能夠自控運行的整個系統,這對于間歇式運行活性污泥法非常有利,隨后該工藝在歐美一些國家污水處理方面得到了迅速的推廣利用。SBR工藝可以實現高濃度進水、高容積負荷和高去除率的目標,對高濃度有機廢水、氮(N)、磷(P)、硫(S)的處理效果非常理想, 尤其適合于濃度高、排放量小的各種工業有機廢水,并且也適合于出水質量要求高、水量波動大、水質波動大的城市。

3.3 MSBR 法

該工藝是A2/O法與SBR法工藝組合合成的工藝系統, 具備兩個工藝的一些優點,出水水質穩定。 目前,從系統可靠性、土建工程總量、裝機總容量、 節能、 降低運行成本和節約用地等方面來看,MSBR法均具有明顯優勢。 因此,該工藝是最新的城市污水處理工藝,同時也是集約化程度最高的城市污水處理工藝。

3.4 CASS法

目前來看,該工藝是國際公認的、先進的城市污水處理工藝,其主要原理是將序批式活性污泥法SBR的反應池沿長度方向分為前后量部分,其中前部屬于生物選擇區,后部屬于主反應區,并可升降的撇水裝置安裝在主反應區的后部,曝氣和沉淀等污水處理程序均在相同的池子進行周期性循環運行,不需要再利用二沉池系統、污泥回流系統。 該工藝是根據生物反應動力學原理和合理的水力條件而研究開發出來的一種處理城市污水的新工藝, 特別適合于含較多工業廢水的城市污水及要求除磷脫氮的處理。

3.5 Unitank

20世紀90年代, 比利時西格斯公司研究開發出來該工藝,該工藝同時具有SBR法和傳統活性污泥法的優點,是一種低負荷的處理城市污水工藝,其優點表現為:出水的水質量相對較好;由于負荷低,通常不設置初沉池,二沉池常常與曝氣池組合為一;因泥齡較長、污泥相對比較穩定,一般可以直接處理,不再需要污泥穩定化設施,極大的簡化了城市污水處理的工藝流程,運行和管理相對簡約。

3.6 A2/O法

A2/O(厭氧、缺氧、好氧)法是常用的脫氮除磷工藝 ,是根據磷(P)在厭氧區能夠被有效釋放而在好氧區則能夠被有效吸收這一原理,從而實現有效去除污水中磷的目的;污染物在好氧區能夠被有效的降解, 從而達到去除COD和BOD5的目的,同時在硝化菌作用下,有機氮轉化的氨態氮能夠繼續轉化進一步為硝態氮(亞硝酸氮和硝酸氮),而含有硝酸氮的混合液則進一步回流到厭氧區繼續進行反硝化作用進行脫氮。 該工藝主要優點表現為:生化效率高、流程簡捷、管理方便、運行穩定、經濟節能;缺點表現為:污泥回流,污泥處理工作量大;節能差。

4、結語

當代城市化進程中,環境已經成為制約城市經濟發展、社會進步的關鍵因素,城市污水的處理問題是發展中我們應首要考慮的一個問題,必須通過研發更多、更合理的污水處理技術,給市民一個衛生干凈的生活環境,真正做到變廢為寶。

參考文獻:

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關鍵詞:

城市生活污水;處理廠;運行;管理

1城市生活污水處理廠運行管理問題

1.1污泥處置不當目前,在城市污水處理中,污泥的處理方式主要有綜合利用、焚燒,填埋處理或未進行處置,其中,填埋的比重最大,對于污泥的處理工作還不夠。沒有處置的污泥中含量高的有機物、容易腐爛,有刺鼻的臭味,而且含有寄生蟲卵、病原微生物,同時含有重金屬和很難降解的有毒有害物質,非常容易對環境導致二次污染。

1.2污水處理水平低下中國城市起步相對晚的污水處理,盡管經濟發展比較快,但是基礎設施的建設還相對緩慢,在污水處理方面有很多的問題,部分城市還不夠完善的污水處理設施。中國城市的污水排放量占全國污水排放60%左右的總量,但是比較少的污水處理廠數量,而且這些處理廠處理污水低于全國平均水平的能力,更低的生化處理能力。依據相關調查發現,全國將近94%的城市的污水在沒有同過達標處理的狀況下直接排入水體中,造成地面水與地下水不一樣程度的發生污染。

1.3管理水平低,經費不足因為污水成分的繁雜性,必然程度上使污水處理技術的復雜性加大了,這對污水處理操作人員的技術素質和管理水平提出了更高的要求,直接妨礙了中國城巾污水處理全體能力的提高。中國污水處理在建設機制與運行管理機制方面依然沿用陳舊的計劃經濟機制,由政府個部承擔污水處理的費用,而污水處理又是純公益事業,這就導致了通常建不起,建起了又養不起的局面。

2城市生活污水處理廠運行管理措施

2.1重視污泥的處理城市生活污水的處理包括污水和污泥處理兩個方面,在處理經過中不夠重視污泥的處理,污泥處理依然是個薄弱程序,要予以高度關注。不然,隨著污水處理的廣泛存在,有也許會由于對污泥處置不當,發生滿地污泥,導致二次污染。要從系統經濟性思考,選取污泥形成量盡量少,還有讓污泥獲得穩定處理的工藝技術辦法與工藝運行條件。

2.2優化污水處理基礎設施污水處理需要優化的基礎設施,同時也需要專業技術水平比較高的設施維護和管理操作人員,所以,要持續改善城市污水處理基礎設施。在城市污水廠的運行經過中,操作人員的專業素質與技能直接確定著城市污水處理廠設備的優良運行,所以,城市污水廠要定期對工作人員實施必須的技能培訓,持續提高污水處理設備操作人員的專科技術水平,保證城市正常運行的污水處理廠。

2.3開拓污水處理設施的投資渠道這幾年來,因為中國污水處理設施、建設配套設施,由事業企業運營,屬于政府收費形式,污水處理廠建設是一種事業企業撥款的方式進行建設的,而政府對于污水處理監督和投資,承擔“一肩挑”角色,進而使污水處理發展步伐延緩了,污水處理效率降低了。因此,要經過市場機制,引入有效競爭、跟行業特征相符的運營和建設系統,改變陳舊投資形式,推動投資主體的企業化和多元化,完成市場化的運行管理,進而開拓城鎮污水處理投資渠道,讓政府資金投入壓力降低,提高資金應用效率。

2.4增強運行監管污水處理廠建成后一定要安裝在線監測體系,和環保部門聯網,要完成及時正確地輸送監測數據,并進行通報與警戒制度,全過程實時監控污水處理廠運行狀況。對不能夠穩定達標排放或運行率相對低的,要進行經濟處罰。污水處理廠出水達標率要和污水運行費用撥付掛鉤,出水不達標的,證明要由環保部門出具,當月的運行費用由財政部門核減。

3常見設備問題及處理對策

3.1格柵問題及處理對策格柵是預處理過程中一道關鍵工藝,它的作用是攔截去除大的固體物質,同時對后續工藝中的污水泵起保護作用,減少二沉池漂浮物,防止工藝管路堵塞。然而,不論不斷運行還是間歇運行,由于格柵運行時間和污水接觸,容易導致軸承磨損,運行發生卡阻情況,導致鏈條或拉偏耙齒、齒條脫落或別的機械故障。通過技術人員體系排查后依據格柵所展現的問題做出了相關的改進方案:對原格柵除污機進行更新,安裝最新型號的回轉式格柵。既使原格柵的工作負荷減輕了,又使細格柵的需求得到了滿足,使去除柵渣量增大,提升格柵工作效率,為讓污水凈化進一步供應第一道屏障。

3.2曝氣池與二沉池問題及處理對策如果二沉池發生污泥膨脹、上浮等一些不正常的現象,主要的原因可能是由于水質、水溫或是曝氣池的運行方法變化所導致的,操作者應定時地對可以反映出污泥特性的相關項目進行測試與計算,且要經常查看活性污泥的生物相、污泥的顏色與狀態、上清液的透明度及氣味等。要對曝氣器空氣管路內的存水經常進行排放,排放完成后立即緊閉放水閥。若曝氣池的污水溫度過低,可通過適當地延長曝氣的時間、提升污泥的濃度或是增加泥齡等措施,來確保污水處理的效果。如果曝氣池出現泡沫或浮渣,要及時分析其原因,并采取相應措施將其恢復到正常的狀態。操作者根據二沉池的池組配置及進水量變化,要適時地調節各個池的進水量,保證配水均勻。

3.3履帶脫水機問題及處理對策脫水機轉速差越大,污泥在履帶停留時間越短,泥餅含水率就越高,分離水含固率就可能越大。反之,轉速差越小,污泥在履帶停留時間越長,固液分離越徹底,但必須防止污泥堵塞。通過轉速差自動加以調節,從而彌補進料過程中固體含量的變化。當確定好污泥的性質后,就可以調節進料投配的速率,降低投配量來使得固液分散;提高絮凝劑的加注率,加快固液分散的速度,從而提高分散效果。

4結束語

水資源短缺是許多地方面對的嚴重問題,所以,人們大力在我們的生活中倡導節省水資源,提升水資源的運用效率,發展節水型產業,從而讓節約型的城市更好的建立。對污水處理廠來說,在前期設計階段,要充分思考其生產運行中現實也許會遇到的問題出發,優化設計,保證污水處理廠運行穩定。在現實運行階段,要重視污泥處理、加強人才培養和技術研究、建立管理監管平臺及控制運行成本,同時要注意處理廠設備的運行管理,保證污水處理的質量。

參考文獻:

篇(9)

【關鍵詞】

城市污水處理;問題;解決方法

一、污水處理現狀

由于城市污水水量大,需要投入大量絮凝劑,因而其處理效果和運行成本的關鍵在于所投加的絮凝劑。無機絮凝劑中尤以硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵、聚合硫酸鐵以及石灰等應用較為廣泛。

隨著工農業生產的迅速發展以及城市化進程的加快,含有高濃度氮磷物質的生活污水、工業廢水和農田地表水徑流匯入湖泊、水庫、河流和海灣水域,使藻類等植物大量繁殖,導致水體的富營養化。富營養化的水體含有大量的硝酸鹽和亞硝酸鹽,長期飲用嚴重危害人類健康。因此,對城市污水進行脫氮除磷處理成為當今污水處理的一個研究熱點。常用的污水處理方法以物理法、化學法和生物法為主。物理法和化學法過程復雜、成本較高,對環境容易產生二次污染,再生方法不完善,只適合中小水量使用,難以推廣應用。而生物法適用范圍廣,投資及運轉成本低,操作簡單,無二次污染,處理后的廢水易達標排放,已成為脫氮除磷常用的處理方法。實踐經驗表明,生物脫氮除磷工藝是消除水體富營養化的有效方法,正在廣泛應用于各種污水處理系統之中。

二、我國城市污水處理存在的問題

盡管近年來我國城市污水處理發展很快,城鎮生活污水處理率也有較大提高,但目前還存在著以下幾方面的問題:

(1)污水處理設施運行負荷率有待進一步提高;

(2)總體處理能力偏低,地區分布不平衡;

(3)污水資源化率低,污泥利用率不高。

三、解決城市污水問題的處理方法

城市污水處理工藝合理性要考慮處理規模、污水水質、尾水排放水域的水環境功能、污水處理廠所在城市的社會經濟發展水平等諸多因素。

污水處理廠接納的污水主要為城鎮居民生活污水和城區工業企業經過預處理的工業廢水,或雖未經處理但水質較好的的工業廢水。無論何種工業廢水,其水質均應達到《污水綜合排放標準》中的規定允許值后,方可進人城鎮污水處理廠進行處理,嚴禁有毒有害污染物的工業廢水進人污水處理廠。在評價污水處理工藝時,必須對進入污水處理廠的污水水質特性,污染物構成進行詳細調查或測定,作出合理的分析預測。如各類工業廢水的比例、排放規律、污染物構成及主要污染物濃度等,對污水的可生化性指標。能否采用生物脫氮技術的指標和能否采用生物除磷工藝的指標進行評。

(一)污水處理工藝選擇

具體來說,污水處理工藝選擇要符合以下一些基本原則:

(1)對污水水質變化適應能力強,出水水質穩定達標;

(2)處理流程合理,工藝技術先進,設備效率高;

(3)占地面積小,工程總造價低,運行成本低;

(4)污泥產生量少,易于處理或再利用;

(5)維護管理簡單,操作運行可靠,數據收集處理完善。

(二)污水的處理方法

1、活性污泥法

長期以來,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各國應用最廣的一種生物處理流程,具有處理能力高,出水水質好的優點主要由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系統組成,廢水和回流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液通過曝氣設備充入空氣,空氣中的氧溶入混合液,產生好氧代謝反應,且使混合液得到足夠的攪拌而呈懸浮狀態,這樣,廢水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸反應,混合液進入沉淀池,混合液中的懸浮固體在沉淀池中沉下來和水分離,流出沉淀池的就是凈化水、沉淀池中的污泥大部分回流,稱為回流污泥,回流污泥的目的是使曝氣池內保持一定的懸浮固體濃度,也就是保持一定的微生物濃度、曝氣池中的生化反應引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常從沉淀池中排除,以維持活性污泥系統的穩定運行,這部分污泥叫剩余污泥活性污泥除了有氧化和分解有機物的能力外,還要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能從混合液中分離出來,得到澄清的出水。

2、生物膜法

在污水生物處理的發展和應用中,活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。生物膜法主要用于從廢水中去除溶解性有機污染物,主要特點是微生物附著在介質濾料表面,形成生物膜,污水同生物膜接觸后,溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H2OCOA2NH3和微生物細胞物質,污水得到凈化,所需氧化一般直接來自大氣生物膜法采用的處理構筑物有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化設備和生物流化床等。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由于生物膜法具有處理效率高耐沖擊負荷性能好,產泥量低占地面積少便于運行管理等優點,在處理中極具競爭力。

3、污水回用

城市污水處理應考慮與污水資源化目標相結合,城市污水作為城市第二水資源,回用于工業及市政清掃綠化,是解決水資源緊缺的一條有效途徑,在考慮污水處理廠規劃建設時宜同步規劃污水回用工程的建設。在進行污水回用工程評價時,需分析回用水的利用途徑、可行性和因此產生的環境問題。城市污水處理廠污水回用的途徑是多方面的,大致可分為農業用水(包括林、牧、漁業)、城市雜用水、工業用水、環境用水和補充水源水。當作為農業用水、環境用水和補充水源水時,應對可能產生的地面水、地下水、土壤及生態環境的影響作進一步的分析。

四、結束語

從目前我國城市污水處理技術的現狀以及污水處理中存在的問題來看,還需繼續重視污水處理工作,加大對污水處理設施的投入,拓寬城市污水處理設施建設的投資渠道,提高污水和污泥的資源化程度,合理控制城市污水處理廠建設的規模。

參考文獻:

篇(10)

根據江蘇省一項有關全省城鎮污水處理廠產生污泥的最新調查顯示,目前,江蘇省l3個省轄市每年產生的污水處理廠污泥為217834噸,其中位于蘇南經濟發達地區的無錫、常州、蘇州三市的產生量,已占全省總產生量的76%,其余l0個省轄市的產量占了24%。

長期以來,由于我國的污水處理界普遍受到“重水輕泥”傾向的影響,致使城鎮產生的大量污泥處置,已成為極其脆弱的薄弱環節,并演變成阻礙污水處理行業健康發展的“門檻”。近年來,“重水輕泥”的天平失衡現象,已開始受到各界人士,尤其是業內專家的關注和重視。

從江蘇省最新的調查顯示,目前,江蘇省城鎮污水處理廠的污泥處置方式主要是衛生填埋或棄置填坑。污水處理廠通過“污泥濃縮———脫水———外運”,然后集中棄置去填坑。由于未采用任何污染防范措施,致使污泥中的有害物質經過雨水侵蝕和滲漏,不同程度污染了地下水環境,這對以地下水為生活水源的地區來說,便帶來了嚴重的二次污染威脅。還有一些污泥與生活垃圾一起進行衛生填埋處理,不僅占用大量土地,也存在很大的安全隱患。由于經過壓濾機脫水的污泥含水率在80%左右,在與生活垃圾一起填埋時,不僅大大增加了填埋場滲濾液的處理量,而且很容易在壓實過程中,使得填埋體變形和滑坡,直接影響垃圾填埋場的正常運行。

位于長江下游江心島上的南京江心洲污水處理廠,是南京市污水處理廠處理能力最大的企業。目前具備日處理污水40萬立方米的二級處理能力,主要來自居民生活、醫院賓館和餐館業污水。污水處理產生的污泥首先經過穩定化處理,再經過中溫消化,分解污泥中的有機物,殺滅污泥中的病原菌,并經離心脫水和板框脫水之后,使污泥含水率達到70%左右。目前,這個廠每天產生的含水率70%左右的污泥量約為100噸,主要輸送到長江的江心洲一些洼地上填坑。但是,由于近年來可用于填坑的場地已越來越少,污泥處理已成為該廠最迫切需要解決的問題。

而徐州市和淮安市主要采用堆肥的方法來處置污泥,一般采用好氧堆肥工藝,在有氧條件下,利用嗜溫菌、嗜熱菌的作用,對污泥進行好氧生物高溫發酵,使污泥中水分及大量有機物質好氧分解,以達到污泥穩定目的。堆肥農用能充分利用污泥中的營養成分和部分有機物,但對含有工業廢水、重金屬超標的污泥卻不能適用,并且堆肥過程中會產生大量臭味,工作環境差,對周圍環境有一定的影響。

徐州國禎水務運營有限公司(原徐州奎河污水處理廠),每年實際污水處理能力為3150萬噸,其中工業廢水占20%,主要是紡織、染料、機械和食品等行業,其余80%是生活污水。污水處理產生的污泥經離心機脫水后污泥含水率為75%左右,每天污泥產生量約100噸。該公司最先自行干化處置污泥,但由于成本太高,現已委托徐州健仕生物制品廠堆肥處理。該廠采用好氧堆肥二次發酵技術完成整個制肥過程,一次發酵是分解脂肪、蛋白質、糖類等易分解物質,反應速度快,發酵周期約10天,主要采用機械裝置來完成;二次發酵是分解纖維素、木質素等難分解物質,反應速度慢,發酵周期約20~30天,主要采用堆積法來完成。

吳江市盛澤鎮現有紡織印染企業29家,盛澤鎮污水處理廠擁有印染污水集中處理能力19.5萬噸,每天產生的污泥800噸(含水率為93%)。如按傳統填埋方法,每年要占用農田100余畝,按每畝10萬元計,約需人民幣1000余萬元,再加上每噸運輸費9元,合計處置每噸污泥費用為43.72元,并且很可能造成二次污染。

為解決污泥出路問題,2003年8月,盛澤鎮政府與浙江朗地公司聯合投資1000萬元,建成了盛澤鎮水處理發展有限公司污泥處理廠,形成了日處理300多噸的印染污泥處理能力,并于2004年2月正式投入運行。該污泥處理廠采用了浙江大學環境與生物地球研究所翁煥新教授的發明專利技術,充分利用印染污泥資源具有熱值較高和質地較輕的特點,將干燥后的污泥利用機械制成污泥顆粒產品,被分別利用到制磚和燃煤行業。利用15%的污泥顆粒與粘土混合制磚,不僅節約了大量土地資源,而且污泥顆粒中含有一定的熱量,在磚塊燒制過程中,污泥顆粒能同時燃燒,并產生2000大卡的熱量,明顯減少了燒制磚塊的燃料用量,同時還能增加磚塊的強度,減輕磚塊的重量。該方法每噸直接處理費用為26元,另加其他費用綜合成本為36元,明顯低于填埋費用。

常州東南工業廢水處理廠隸屬于常州東南經濟開發區,專業從事東南開發區印染廢水的集中處理,現每天處理能力為3萬噸,污泥日產生量約60噸。目前,該廠正與浙江大學合作,將污泥干化造粒,生產的粒子提供給熱電廠作燃料。

污泥焚燒是使污泥中的碳水化合物轉變成二氧化碳和水,同時在高溫中殺滅細菌、病毒,回收焚燒過程中產生的熱能,是一種徹底處置污泥的方法。常州市每天產生200噸的污泥,無害化處置污泥一直是困擾著該市的主要環境問題。常州市排水管理處經過調研和權衡,選擇焚燒作為污泥的最終處置方法。經過常州市排水管理處、常州市第一熱電廠、無錫鍋爐廠和常州市政設計院等單位的共同努力,在常州熱電廠現有用于產生蒸汽和發電的大型循環流化床鍋爐上,增加了一個輸送設備,把污泥通過壓力泵送到溫度高達900多度的鍋爐內燃燒,焚燒的效果非常好。經過測算,改造設備的總投資為49萬元,每噸污泥的運行費用為63元,加上運輸費每噸污泥的綜合處置費為80多元,僅為衛生填埋和干化處置費用的50%。而且污泥經焚燒產生的泥灰還能和鍋爐原先煤灰一起成為制磚原料。

從調查情況可以看出,由于目前江蘇省各地對污泥處置水平存在著參差不齊的現象,污泥處置已成為環境保護的一個突出問題。從這次調查情況看,首先,目前許多地方管理部門對污泥的處置,還存在一些錯誤認識。有的人認為污泥不需要處理,直接丟棄即可。

其二,現有管理體制不利于解決城市污泥處置。現有管理體制存在最大問題是污泥處置責任主體不明和污泥監管嚴重缺位。污泥處置責任主體不明的主要原因:一是由于傳統的污水處理廠是為政府服務的附屬實施機構,無法獨立承擔有關責任,而許多城市在建設污水處理廠時,并未考慮配套的污泥處理系統;二是污泥處理沒有專門的經濟支撐體系,原來征收污水處理費中沒有包含污泥處置費用;三是過分強調“資源化”技術路線,誤導了企業和政府,把污泥處置僅作為有價值的資源,而不是一種責任。

其三,忽視了污泥排放的監控監督。與污水處理的監管相比,政府對污泥處置監管嚴重缺位。污泥處置缺少系統規劃,而各個城市總體規劃中均未涉及污泥處置內容,更無專項規劃。

其四,現有運營機制不利于解決污泥處置問題。雖然國家允許各類資本進入基礎設施、公用事業等建設領域,但在實際操作中,許多地方仍有政府對其進行壟斷性經營,民營企業很難涉足其中。因此,污泥處置單純依靠政府出資解決,不能充分發揮民間資本推動作用,難以促使污泥處置產業化的發展。

其五,污泥處置立法明顯滯后,相關標準缺乏系統性、科學性。目前,我國的污泥處置產業剛剛起步,相關的政策法規、標準和管理體系很不完善,對污泥的處置工藝、標準尚無統一的規定,更沒有對污泥處理企業進行客觀評判的評價體系。目前我國與污泥處置相關的標準僅有《農用污泥中污染物控制標準》、《城鎮污水處理廠污染物排放標準》和《城市污水處理廠污水污泥排放標準》三項,已不能滿足要求,更起不到控制污染的作用。

江蘇:污泥安全處置須多管齊下

為扶正“重水輕泥”的天平,加快江蘇省污泥安全處置步伐,江蘇省從事固廢管理的專家們建議:首先,要建立完善污泥監管的法規體系和污泥處置標準。結合省情,制定《污泥處置管理辦法》、《污泥處理處置技術政策》等;在我國現有法規中,補充完善城市污水處理廠污泥處置要求,使有關部門能夠依法加強監督管理。制訂科學的污泥處置標準,是監控污泥處置、選取合理技術路線和采取有效技術政策的重要前提。要對城市污水處理廠污泥的管理和處置,提出綜合性要求,對重金屬、病原菌和有機污染物等指標進行嚴格限制。

第二,明確污泥處置的責任主體。目前,大部分城市污水處理廠屬事業單位性質,政府仍是污泥處置的責任主體。隨著污水領域政企分離逐步到位、污水收費逐步市場化運作、技術路線逐步明確,應在政策上明確污泥處置的直接承擔主體是污水處理企業,而污水處理企業負有對污泥達標處置的責任。如果污泥處理處置不當,污水處理企業要承擔首要責任。當然,征收的污水收費中,要包含污泥處置所需的費用。

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