污泥处理主要方法十篇

发布时间:2024-04-26 01:36:03

污泥处理主要方法篇1

关键词:城市污泥;处理处置;资源化利用

abstract:citysludgeistheinevitableproductofcitysewagetreatment,howtoachieveagoodbalanceisamajorissuebetweensludgedisposalandenvironmentalprotection.Citysludgeisasolidpollutantscommonly,butifthereasonableprocessing,itwillbeausefulresource.atpresent,itisanimportantresearchtopicofdeepeningandutilizationmodeofdisposalofsludge,whichisofpositivesignificancetoprotectenvironment.toavoidexcessivewasteofresourcesandrationaluseofsludgescience,ithasveryimportantpracticalsignificanceandeconomicvaluetosociety.inaddition,thereformoftheexistingindustrysustainabledevelopmentstrategyinChinawillbepromotedtheresearchofthetechnologyandtheresourcesofsludgetreatmentanddisposal.thisarticlemainlyelaboratedthecitysludgetreatmentanddisposalmethodforreuse,effectivelypromotedtheprocessoftheenvironmentalprotectionofcitysludgetreatment.

Keywords:citysludge;treatmentanddisposal;resourceutilization

中图分类号:F29文献标识码:a文章编号:

引言

污泥是污水处理后的副产品,是一种有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体,它的主要特性是含水率高,有机物含量高,容易腐化发臭,并且颗粒较细,比重较小,呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物,可以用泵运输,但它很难通过沉降进行固液分离。污泥量通常占污水量的0.3%~0.5%(体积);如果属于深度处理,污泥量会增加0.5~1倍。污水处理效率的提高,必然导致污泥数量的增加;目前我国污水处理量和处理率虽然不高,但城市污水处理厂每年排放干污泥大约3×104t(3×104),而且还以每年大约10%的速度增长。

传统城市污泥处理方式并没有一定的规范化的污泥处理工艺以及科学化的污泥治理制度。但是污泥堆积不仅会影响城市的面貌也会不利于环保工程的建设。为此,我国推出了一系列的污泥处理处置措施、法规及标准,本文综合讲述了污泥的预处理措施及资源再利用的方式,为污泥处置研究提供了有力的依据。

1、污泥对环境的影响

尽管污泥含丰富的养分,但也含有大量病原菌、寄生虫、铜、铬、汞等重金属,盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物,这些物质对环境和人类以及动物健康有可能造成较大的危害。

1.1污泥盐分污染。污泥含盐量较高,会明显提高土壤电导率、破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收,甚至对植物根系造成直接的伤害,而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失。

1.2病原微生物。污水中的病原体经过处理还会进入污泥。新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种,其中危害较大的是寄生虫。污泥中病原体对人类或动物的污染途径大致有四条:直接与污泥接触;通过食物链与污泥直接接触而感染;水源被病原体污染;病原体首先污染了土壤,然后污染水体。

1.3氮磷等养分的污染。在降雨量较大地区的土质疏松土地上大量施用富含n、p等的污泥之后,当有机物分解速度大于植物对n、p的吸收速度时,n、p等养分就有可能随水流失而进入地表体造成水体的富营养化;进入地下引起地下水的污染。

1.4有机物高聚物污染。城市污泥中含有苯、氯酚等,目前国内外对城市污泥中的有机污染物的研究不多。

1.5重金属污染。在污水处理过程中,70%~90%的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到污泥中。这些重金属主要来源于工业排放的废水及家庭生活的管道系统。重金属是限制污泥大规模土地利用的重要因素,因为污泥施用于土壤后,重金属将积累于地表层。另外,重金属一般溶解度很小,性质较稳定、难去除,所以其潜在毒性易于在植物、动物以及人类中积累。

2、污泥的预处理

污泥主要来源于污水处理厂,刚排出的污泥中含有诸多的有害成为,且体积庞大,如果直接处理会有一定的难度,因此在对污泥进行环保化处理之前会对其进行预处理,污泥的预处理方法主要包括污泥的稳定化、消化、热处理、脱水等处置方式,最终达到降低污泥中微生物含量、杀菌减量化的目的。此外,经过预处理的污泥的成分、性质发生改变,有利于后续能源和资源的再利用。

2.1污泥的稳定化

常用的3种污泥稳定的方法有:消化法、碱性稳定化和热处理法。

2.1.1污泥的消化

污泥的消化是指在人工控制下,利用好氧或厌氧微生物的代谢作用将污泥中的有机物质分解为气体和残余稳定物,主要包括好氧消化和厌氧消化。好氧消化法的降解程度高,易脱水,运行管理简单,但运行费用高,消化污泥量少,随温度波动污泥的降解程度的波动较大,故相较之下厌氧消化较常用,该方法可以显著减少污泥体积,消除恶臭,较易脱水,污泥性质稳定,更宜作肥料。

2.1.2碱性稳定法

碱性稳定法最主要的目的就是控制污泥的酸碱度,当污泥的pH值调节到11.0~12.0是,可以直接作为农田中的肥料。具体的处理方法为:向城市污泥中加入一定量得强碱物质,如石灰、水泥窑灰等。另外,这种处理方法也能够杀灭污泥中所包含的病原体,抑制微生物的活性,降低恶臭和钝化重金属。

2.1.3污泥的热处理

热处理方法能够是污泥趋于稳定化,污泥中含有大量的水分,通过热处理工艺的完成能够是污泥固化,破坏污泥中结合水的结构,对污泥的热处理的方式包括常压下30~75℃和75~190℃两个处置阶段。此外,污泥经过热处理工艺后,可以杀灭其中的微生物和寄生虫,且能够除去臭味。经过热处理后的污泥能够达到减量的目的。但是经该方法处理后,部分可溶性有机物质、有毒重金属及nH3-n易溶出回流到原污水中,从而造成处理出水水质下降。

2.2污泥的浓缩和脱水

为了便于对污泥的运输管理,必须对污泥进行必要的浓缩和脱水处理。污泥的浓缩技术主要包括重力压缩、气浮浓缩、离心浓缩、转鼓机械浓缩、带式浓缩机浓缩等,经过浓缩后污泥的含水率可达到95%~97%,经过浓缩处理后的污泥大大降低了自身的质量。经过浓缩处理后的污泥,污泥大部分的质量源于其中所含的水分,因此脱水处理时污泥减量化的最佳途径。具体的脱水措施主要包括两种:自然干化和机械脱水。自然干化需基于气候干燥的条件下才能够发挥作用。事实上,机械脱水是一种常见的污泥脱水处理方式,相对于自然干化,机械脱水的处理效率较高。

3、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。以下我们以污泥焚烧为例做简要说明。

4、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。

4.1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,主要有农田利用和城市园林绿化或林地利用。

4.2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、利用方式主要包括土地利用、建材利用、环保材料、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。

4.3环保材料

4.3.1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%。

4.3.2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,此种高分子絮凝剂能够将城市污水处理厂的剩余活性污泥消化掉,此种物质不仅能够容易加工处理,而且具有很好的经济性。

5、结论

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

[1]李兵,尹庆美,张华等.污泥的处理处置方法与资源化[J].安全与环境工程,2004,11(4):52-56.

[2]谭江月,龙炳清,朱明等.城市污水处理厂污泥的处理处置及有效利用[J].新疆

污泥处理主要方法篇2

关键词:城市污泥;处理;资源化利用

abstract:thereisanimportantresearchsubjectofdeepeningandutilizationmodeofdisposalofsludge,whichisofpositivesignificancetoprotectenvironment.toavoidextremewasteofresourcesandrationaluseofsludgesciencehasveryimportantpracticalsignificanceandeconomicvaluetosociety.thisarticlemainlyelaboratedthecitysludgetreatmentanddisposalmethodforreuse,effectivelypromotedtheprocessoftheenvironmentalprotectionofcitysludgetreatment.

Keywords:citysludge;treatment;resourceutilization

中图分类号:[tU992.3]文献标识码:a文章编号:

城市污泥是一种常见的固态污染物,但是如果将其进行合理的加工,则会成为一种有用的资源。传统城市污泥处理方式并没有一定的规范化的污泥处理工艺以及科学化的污泥治理制度。但是污泥堆积不仅会影响城市的面貌也会不利于环保工程的建设。为此,我国推出了一系列的污泥处理处置措施、法规及标准,本文综合讲述了污泥的预处理措施及资源再利用的方式,为污泥处置研究提供了有力的依据。

1.污泥的预处理

污泥主要来源于污水处理厂,刚排出的污泥中含有诸多的有害成为,且体积庞大,如果直接处理会有一定的难度,因此在对污泥进行环保化处理之前会对其进行预处理,污泥的预处理方法主要包括污泥的稳定化、消化、热处理、脱水等处置方式,最终达到降低污泥中微生物含量、杀菌减量化的目的。此外,经过预处理的污泥的成分、性质发生改变,有利于后续能源和资源的再利用。

1.1污泥的稳定化

常用的3种污泥稳定的方法有:消化法、碱性稳定化和热处理法。

1.1.1污泥的消化

污泥的消化是指在人工控制下,利用好氧或厌氧微生物的代谢作用将污泥中的有机物质分解为气体和残余稳定物,主要包括好氧消化和厌氧消化。好氧消化法的降解程度高,易脱水,运行管理简单,但运行费用高,消化污泥量少,随温度波动污泥的降解程度的波动较大,故相较之下厌氧消化较常用,该方法可以显著减少污泥体积,消除恶臭,较易脱水,污泥性质稳定,更宜作肥料。

1.1.2碱性稳定法

碱性稳定法最主要的目的就是控制污泥的酸碱度,当污泥的pH值调节到11.0~12.0是,可以直接作为农田中的肥料。具体的处理方法为:向城市污泥中加入一定量得强碱物质,如石灰、水泥窑灰等。另外,这种处理方法也能够杀灭污泥中所包含的病原体,抑制微生物的活性,降低恶臭和钝化重金属。

1.1.3污泥的热处理

热处理方法能够是污泥趋于稳定化,污泥中含有大量的水分,通过热处理工艺的完成能够是污泥固化,破坏污泥中结合水的结构,对污泥的热处理的方式包括常压下30~75℃和75~190℃两个处置阶段。此外,污泥经过热处理工艺后,可以杀灭其中的微生物和寄生虫,且能够除去臭味。经过热处理后的污泥能够达到减量的目的。但是经该方法处理后,部分可溶性有机物质、有毒重金属及nH3-n易溶出回流到原污水中,从而造成处理出水水质下降。

1.2污泥的浓缩和脱水

为了便于对污泥的运输管理,必须对污泥进行必要的浓缩和脱水处理。污泥的浓缩技术主要包括重力压缩、、气浮浓缩、离心浓缩、转鼓机械浓缩、带式浓缩机浓缩等,经过浓缩后污泥的含水率可达到95%~97%,经过浓缩处理后的污泥大大降低了自身的质量。

经过浓缩处理后的污泥,污泥大部分的质量源于其中所含的水分,因此脱水处理时污泥减量化的最佳途径。具体的脱水措施主要包括两种:自然干化和机械脱水。自然干化需基于气候干燥的条件下才能够发挥作用。事实上,机械脱水是一种常见的污泥脱水处理方式,相对于自然干化,机械脱水的处理效率较高。

2.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。以下我们以污泥焚烧为例做简要说明。

3.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。

3.1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,主要有农田利用和城市园林绿化或林地利用。

3.2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、利用方式主要包括土地利用、建材利用、环保材料、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。

3.3环保材料

3.3.1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%。

3.3.2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,此种高分子絮凝剂能够将城市污水处理厂的剩余活性污泥消化掉,此种物质不仅能够容易加工处理,而且具有很好的经济性。

4.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】

李兵,尹庆美,张华等.污泥的处理处置方法与资源化[J].安全与环境工程.2004,11

谭江月,龙炳清,朱明等.城市污水处理厂污泥的处理处置及有效利用[J].新疆环境保护,2003,25

污泥处理主要方法篇3

关键词:污泥产生处置分析污泥处理

1国内外污泥产生量

随着我国社会经济和城市化的发展,城市污水的产生及其数量在不断增长。目前全国已建成运转的城市污水处理厂约427余座,年处理能力为113.6亿立方米[1]。根据有关预测,我国城市污水量在未来二十年还会有较大增长,2010年污水排放量将达到440×108m3/d;2020年污水排放量达到536×108m3/d[2]。

污泥是污水处理后的附属品、是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥量通常占污水量的0.3%~0.5%(体积)或者约为污水处理量的1%~2%(质量),如果属于深度处理,污泥量会增加0.5~1倍。污水处理效率的提高,必然导致污泥数量的增加。目前我国污水处理量和处理率虽然不高(4.5%),但城市污水处理厂每年排放干污泥大约30万吨[3],而且还以每年大约10%的速度增长[4]。

西方发达国家由于工业化进程早,经济实力雄厚,所以污水处理技术先进,处理程度较高。但是自从1875年英国伦敦建立世界第一个污水处理厂以来,污泥处理问题便成为市政管理的重要问题之一。随着城市人口的增长、市政服务设施的不断完善、污水处理技术的不断提高,欧、美等发达国家的污泥产量每年大约以5%~10%的速度增长。影响污泥产生的因素来自多方面,污水、污泥处理技术的应用和改善以及人口增长是导致污泥质和量同步增加的主要因素,另外一些环境政策的实施,如禁止污泥陆地填埋、对填埋容量的关注、执行填埋法令后封闭填埋场、禁止填埋场填埋庭院垃圾等政策以及污泥处置费用高昂、污泥产品市场需求等地方经济发展要求也促进了污泥利用的增加。美国各州以及联邦法令,尤其是503污泥法令自1991年的实施已经部分地鼓励了污泥的循环利用而不仅仅是污泥处置。

据美国环保署估计,1998年全美干污泥产量为6.9百万吨。在过去的20年,美国人口和开展市政污水处理的人口数量皆得到显著增加,而且自从1972年政府颁布水净化条例以来,污泥量得到了快速的增加。可以预计,随着人口水平的持续增加,污泥的产量还会增加,而且污泥产量的年增长速率会超过市政所能提供污水处理服务人口的增长速率。1986~1996年期间,美国只经过1级处理的污水流量减少了4%,而经过二级或更高级处理的污水流量增加了2%。假设这种趋势发展下去,根据市政所能提供污水处理服务人口的增长和污水二次处理以及污泥产量的轻微改变进行预测,到2005年美国干污泥产量将达到7.6百万吨,2010年将达到8.2百万吨。这就是说,从1998年到2010年,污泥产量将增加19%。下表是1998年以后美国污泥产量和处理状况及预测[57]。

表1 美国污泥产量及其预测年份1998200020052010有利利用(百万吨)(干污泥)

土地利用2.83.13.43.9先进处理0.80.911.1其他有益利用0.50.50.60.7小计4.14.555.7处置(百万吨)(干污泥)

地表处置/陆地填埋1.210.810焚烧1.51.61.51.5其他0.10.10.10.1小计2.87.17.68.2总计(百万吨)6.97.17.68.2出处:U.S.epa:BiosolidsGeneration,Use,andDisposalintheUnitedStates.September1999

1990年欧洲干污泥产量为11.07百万吨,到1999年干污泥产量达17.46百万吨[4]。到2005年,欧洲将建立许多新污水处理厂,一些国家污泥产量将几乎增加300%,污泥管理将是一个严峻挑战,选择处理处置方法也将会具有更大的经济和环境内涵。由于城市污水处理要求的日益严格,欧洲城市污泥产量预计将增加50%。下表为欧洲国家污水处理厂污泥的处理和预测[41]。

表2 欧洲污水处理厂污泥的处理和预测(干泥)单位:103吨重/年年份处置比利时丹麦德国希腊法国爱尔兰卢森堡荷兰奥地利葡萄牙芬兰瑞典英国合计1992水体消纳/////14//////282296循环利用171101018140245134633887/4722351填埋342584665131164177587563/1301624焚烧/40274/110//1266///90592其它8/70//3/1313//24122合计5917522086664337932419012615024399852281995水体消纳/////15//////267282循环利用221201151148977956344861206482853填埋3925857651141431925888721061141747焚烧/40411/161//5666///110844其它17/93//4/23315/1119185合计781852512667644010366190147158236115859101998水体消纳////////////240240循环利用3312512704572259100687485/6723037填埋372574482921711085814765/1181494焚烧1150558/214/315066///1441196其它32/89//1/23425//19193合计1132002661868784313381196246150/119361602000水体消纳/////////////0循环利用40125133466406591106810490/10143605填埋43256089071351685820960/1111379焚烧1150732/269/320066///3261657其它37/62////23435//19180合计13120027369698010013401196348150/147068212005水体消纳/////////////0循环利用471251391776584911068108115/11183947填埋402550092/291685821545/1141187焚烧1450838/407/420065///3321910其它58/58////23436//19198合计159200278799117211314401195359160/15837242

到2005年,欧洲15个成员国干污泥产量预计可能由1992年的660万吨上升到至少940万吨。欧委会希望:到2005年污泥农用比例上升73%达到污泥总产量的53%;污泥焚烧比例达到总产量的25%,比目前增加大约300%;到2005年填埋数量比目前下降24%[45~47]。

转贴于2污泥对环境的影响

2.1污泥有机养分及其土地利用的有效性

污泥中含有大量的n、p、K、Ca及有机质,而且n、p以有机态为主,同时污泥中还有许多植物所必须的微量元素,可以缓慢释放,具有长效性。因此,污泥是有用的生物资源,是很好的土壤改良剂和肥料。

下表是我国沈阳、杭州、北京、广州、天津、苏州、香港、深圳、太原、无锡、常州、常熟、昆明等城市21个污水处理厂污泥营养成分的调查统计结果[22~40]。

表3 我国21个污水处理厂污泥中营养物质成分统计结果

单位:%项目有机质tntptK平均值37.183.031.520.69最大值62.007.035.131.78最小值9.20.780.130.23中值35.582.91.30.49

由上表说明,我国污泥的有机质平均含量为37.18%、总氮、总磷、总钾平均含量分别为3.03%、1.52%、0.69%,均超过国家堆肥需要的养分标准,所以污泥是很好的有机肥源。

另外,统计结果还说明:不同地区污水处理厂污泥的养分含量相差很大。经济不发达地区(如太原污水处理厂)有机质含量较低,而经济发达地区(如北京、深圳等)污水处理厂污泥中有机质含量较高。各地城市污泥氮含量没有明显的规律性。南方城市污水处理厂污泥中磷含量普遍比北方污水处理厂高。同一地区城市污泥中钾的含量变化并不大。

由于受到来源和生产日期影响,污泥成分差异较大,这与我国不同地区生活水平和生活习惯有关。从长远来看,我国污水厂污泥中氮、磷的含量将随着脱氮脱磷等二级污水处理工艺的增加而增加,这将有利于污泥土地利用和堆肥处理。

我国城市污泥中有机物(VSS)含量约为55%~60%,而欧美等国可达70-80%(均指初次沉淀池污泥)。一般来说,新鲜污泥中有机物含量越高,消化分解的程度越高。污泥中有机养分和微量元素可以明显改变土壤理化性质、增加氮、磷、钾含量,改善土壤结构,促进团粒结构的形成,调节土壤pH和阳离子交换量,降低土壤容重,增加土壤孔隙和透气性和田间持水量和保肥能力等,城市污泥还可以增加土壤根际微生物群落生物量和代谢强度、抑制腐烂和病原菌[3,5~8]。污泥用作肥料,可以减少化肥施用量,从而减少农业成本和化肥对环境的污染。

2.2污泥对环境的污染

尽管污泥含有丰富的养分,但是也含有大量病原菌、寄生虫(卵),铜、锌、铬、汞等重金属、盐类以及多氯联苯、二噁英、放射性核素等难降解的有毒有害物。这些物质对环境和人类以及动物健康有可能造成较大的危害。

2.2.1污泥盐分污染

污泥含盐量较高,会明显提高土壤电导率,破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收,甚至对植物根系造成直接的伤害,而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失[9]。

2.2.2病原微生物

污水中的病原体(病原微生物和寄生虫)经过处理还会进入污泥。新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种,其中危害较大的是寄生虫。polan和Jones(1992)认为污泥中病原体对人类或动物的污染途径大致有4条:①直接与污泥接触;②通过食物链与污泥直接接触而感染;③水源被病原体污染;④病原体首先污染了土壤,然后污染水体。污泥农用引起的潜在疾病的流行,被认为主要与沙门氏菌和绦虫卵有关[10]。

2.2.3氮磷等养分的污染

在降雨量较大地区的土质疏松土地上大量施用富含n、p等的污泥之后,当有机物分解速度大于植物对n、p的吸收速度时,n、p等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化,进入地下引起地下水的污染。所以n、p等养分迁移对环境影响是一个需长期监测研究的工作[9]。

2.2.4有机物高聚物污染

城市污泥中主要的有苯、氯酚等。尽管目前国内外对城市污泥中有机污染物的研究并不多,但是一些国家对农用城市污泥中有机污染物的特征及其在农业环境中的行为、生态效应和调控措施等方面进行了一定的研究。西方发达国家对污泥中有机污染物的浓度进行了一定的限制,并对pCBs、pCDD/Fs等提出了一些限量建议,但是除苯并(a)芘制定了控制标准外,我国还未能制订出较完善的城市污泥有机污染物限制标准[11,13]。迄今为止的试验研究表明,通过根部有效的吸收和在植物中转移的二噁英/呋喃及6种重要的pCB衍生物的量很少,即使土壤中pCDD/pCDF含量很高、污泥过量施用也不会显示出这些有机污染物的有害毒性[13]。

2.2.5重金属污染

在污水处理过程中,70%~90%的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到污泥中。一些重金属元素主要来源于工业排放的废水如镉、铬;一些重金属来源于家庭生活的管道系统如铜、锌等重金属。重金属是限制污泥大规模土地利用的重要因素,因为污泥施用于土壤后,重金属将积累于地表层。另外重金属一般溶解度很小,性质较稳定、难去除,所以其潜在毒性易于在作物和动物以及人类中积累。

下表为我国沈阳、杭州、北京、广州、南京、西安、兰州、天津、苏州、香港、武汉、黄石、佛山、深圳、太原、重庆、无锡、苏州、常州、常熟、昆明、桂林、上海、山东、浙江、湖南等44个城市污水处理厂污泥中重金属含量统计结果。

表4 我国44个城市污水处理厂污泥中重金属含量统计结果[22~40]单位:mg/kgCdCupbZnCrniHgas平均值3.03338.98164.09789.82261.1587.805.1144.52最大值24.103068.402400.004205.001411.80467.6046.00560.00最小值0.100.204.130.953.701.100.120.19中值1.67179.00104.12944.00101.7040.851.9014.60中国污泥标准(GB4284)5/20250/500300/1000500/1000600/1000100/2005/1575/75

统计结果说明:我国城市重金属污染主要以Zn和Cu为主,其他重金属含量较低。我国城市大量使用镀锌管道是生活污水污泥中Zn含量较高的原因之一。一些城市的生活污水与工业污水混合处理,导致Cr(皮革业污水),Cd(电镀污水),pb(冶炼污水),Hg(塑料行业污水)的含量较高。

3世界各国污泥处理处置方法

3.1卫生填埋

卫生填埋操作相对简单,投资费用较小,处理费用较低,适应性强。但是其侵占土地严重,如果防渗技术不够,将导致潜在的土壤和地下水污染。污泥卫生填埋始于20世纪60年代,到目前为止已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等,对处理技术标准要求越来越高(例如德国从2000年起,要求填埋污泥的有机物含量小于5%),许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。1992年欧盟大约40%的污泥采用填埋处置,近年来污泥填埋处置所占比例越来越小,例如英国污泥填埋比例由1980年的27%下降到1995年的10%,预计到2005年将继续下降到6%[43]。

据Biocycle杂志的调查表明:2000年美国大部分污泥被有效利用,21个州的50%以上的污泥被循环利用,4个州的50%以上的污泥被填埋,5个州的50%以上的污泥被焚烧。调查的40个州中,有5个州没有污泥陆地填埋处置,17个州没有污泥焚烧处理[42]。由此表明:美国的污泥的主要处置方法是循环利用,而污泥填埋的比例正逐步下降,美国许多地区甚至已经禁止污泥土地填埋。据美国环保局估计,今后几十年内美国6500个填埋场将有5000个被关闭。这意味着填埋并不能最终避免环境污染,而只是延缓了产生的时间[1]。

另外,自从1996年10月,英国对污泥陆地填埋处理征收一定的税收,结果污泥农用重新引起了人们的兴趣,因为它是一种经济可行的方法[44]。

3.2污泥农用

污泥农用投资少,能耗低,运行费用低,其中有机部分可转化成土壤改良剂成分,因此污泥土地利用被认为是最有发展潜力的一种处置方式。这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、林地、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。科学合理地土地利用,可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用是一条很有发展前途的利用方式,因为它不易造成食物链的污染。污泥还可以用于严重扰动的土地如矿场土地、建筑排废深坑、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地。这些污泥利用方式减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥、又恢复了生态环境[9]。

影响污泥农用的主要因素是重金属污染、病原体、难降解有机物及n、p的流失对地表水和地下水的污染。目前对重金属污染研究较多,主要集中在污泥农用后土壤耕作层重金属的变化,作物各部位富积量,存在形态及其影响等。大量的研究表明:近十几年来,城市污泥中重金属含量呈下降趋势,只要严格控制污泥堆肥质量,合理施用,一般不会造成重金属污染。

为提高污泥农用效率、减少有害物的含量可采取将污泥制成有机-无机复合肥料,适当添加钾肥以补充肥料中钾的不足,另外,在经济政策上应当给予生产污泥复合肥的单位和个人以优惠[16]。

污泥农用正在成为世界各国主要的污泥处置方法。英、美、法等许多国家城市污泥的农用率在70%以上,有的高达80%以上[12]。下表为1998年世界各国污泥产量和处理状况[44]。

表5 世界主要国家污泥产量和处置状况国家产量(干污泥)(百万吨固体/年)处置方法(%)土地利用陆地填埋焚烧其他奥地利3201356310比利时75315694丹麦1303733282法国700505000德国(西德)25002563120希腊1539700爱尔兰242818054意大利8003455110卢森堡15811801荷兰282445330葡萄牙200801307西班牙28010501030瑞典180455500瑞士2155030200英国(1991年)1107558730美国690041172220日本a171935551

注:“a”资料来源:赵丽君等,污泥处理与处置技术的进展,中国给水排水,2001,Vol.17.no.6:23-25.)

由上表可以看出:大部分欧洲国家的污泥以填埋为主,美国和英国的污泥以农用为主,日本的污泥则以焚烧为主,而我国污泥处理处置大部分以农用、简易填埋处理为主。

总之,污泥农用和陆地填埋是大多数国家污泥处置的两种最主要方法。农用和陆地填埋方案的选择很大程度上取决于各国政府有关的法律、法规和污染控制状况,同时也与国家的大小和农业发展情况有关。

近年来,随着污泥农用标准(如合成有机物和重金属含量)日益严格的趋势,许多国家,如德国、意大利、丹麦等污泥农用的比例不断降低,而污泥填埋的比例有增加的趋势。但也有一些国家,如美国、英国和日本等污泥农用的比例呈增加趋势,填埋呈减少趋势[15]。

3.3污泥焚烧

以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可最大限度地减少污泥体积,但是其缺点在于处理设施投资大,处理费用高,有机物焚烧会产生二噁英等剧毒物质。自1962年德国率先建议并开始运行了欧洲第一座污泥焚烧厂以来的20年中,焚烧的污泥量大幅度增加[14]。在国外,特别是西欧和日本已得到了广泛的应用,在日本,污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的60%以上,欧盟也在10%以上。

为防治焚烧产生二噁英等有害气体,要求焚烧温度高于850℃。焚烧后产生的焚烧灰可以改良土壤、筑路,制砖瓦、陶瓷、混凝土填料等。此外,已经有一些公司正在开发将脱水污泥制成燃料以发电的新技术[16]。在国内由于其一次性投资和处理成本大、焚烧烟气需进一步处理等问题而一直未得到应用[17]。

3.4污泥干化和热处理

污泥干化能使污泥显著减容,体积可以减少4~5倍,产品稳定、无臭且无病原生物,干化处理后的污泥产品用途多,可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源等。早在20世纪40年代,日本和欧美就已经用直接加热鼓式干燥器来干燥污泥,经过几十年的发展,污泥干化技术的优点正逐步显现出来[18]。

由于污泥热干燥技术要求和处理成本较高,管理较复杂,所以这项技术直到20世纪80年代末期瑞典等国家的成功应用之后才在西方发达国家推广。污泥低温热处理技术无害化和减量化彻底,其地位已经逐渐增强,研究表明:低温热解是能量净输出过程,成本低于直接焚烧[19]。

3.5污泥堆肥

堆肥化技术是国际上从60年代迅速发展起来的一项新兴生物处理技术。70年代以后由于污泥产生的环境问题和填埋技术的缺点日益突出,污泥堆肥技术引起了世界各国的广泛重视,并成为环保领域的一个研究热点,这时人们开始考虑利用堆肥化技术取代部分传统的物理化学方法。进入80年代之后,日本、韩国以及欧美一些国家相继研究开发出封闭式发酵系统,以机械方式进料、通风和排料,虽然设备投资较高,但是由于自动化程度高、周期短,日处理量大,污泥处理后质量稳定,容易有效利用,而且可以有效控制臭气和其他污染环境的因素,所以综合效应好,日本神户、大阪等地已经开发出多种发酵仓工艺系统[16,20]。

各种堆肥工艺各有优、缺点,都在不断地完善和发展。美国20世纪80年代初开发了比较完善的Beltsville好氧堆肥法。污泥连续发酵工艺是目前国际上较为先进也是较为普遍使用的处理方法,已在美国、日本、欧洲广泛采用。在美国、德国、荷兰等发达国家,污泥堆肥大多由污水处理厂出资,国家资助并交专业公司承包产业化经营,污泥处理和处置按照市场经济规律运转,发展趋势良好。日本于1954年建立第一座污泥堆肥中心,到20世纪90年代末已建成了35座堆肥厂,许多大型的堆肥厂的发酵仓和生产线以及袋装产品很具规模,且机械化、自动化程度较高。美国1973年只有少数几家污泥堆肥厂,到目前为止美国已经建成数以百计的污泥堆肥厂。虽然国外将污泥堆肥处理后制成复合肥已经相当普遍,但是国内污泥堆肥的商品化生产正在蓬勃地发展中[14]。我国的深圳、太原、石家庄、西安等地已经出现了污泥堆肥产品。

污泥循环利用主要当作肥料用于农业或林业。但是,对食品的清洁生产和人类无污染食品消费的关注可能会增加对污泥处理问题的争论。一方面,公众将鼓励循环利用计划,而另一方面,对洁净和健康食品的需求将会增加对污泥利用的限制[48]。

3.6海洋倾倒

海洋倾倒操作简单、对于沿海城市来说其处理费用较低,但是,随着生态环境意识的加强,人们越来越多地关注污泥海洋倾倒对海洋生态环境可能存在的影响。美国于1988年已禁止污泥海洋倾倒,并于1991年全面加以禁止。日本对污泥的海洋投弃作了严格的规定。中国政府于1994年初接受3项国际协议,承诺于1994年2月20日起不再海上处置工业废物和污水污泥[3]。海洋倾倒在英国尤其流行,因为与其他方法相比,其费用相当低。但是从1998年底,欧共体城市废水处理法令(91/271/eC)已经禁止其成员国向海洋倾倒污泥[44]。

3.7污泥处理处置费用分析

污泥处理及处置费用是昂贵的,约占全部基建费用的20~50%,甚至为70%。在我国城市污水处理厂中,传统的污泥处理工艺处理费用约占污水处理厂总运行费用的20%~50%,其投资占污水处理厂总投资的30%~40%[15]。

欧洲国家花在污泥管理方面的费用超过100亿欧元,其中15亿欧元花在污水处理厂污泥以及数目不详的类似污水污泥的工业污泥处理上。由于污泥农业利用难度的增加,所以有必要建设一些焚烧厂,从而使处理费用升高3~4倍[48]。

限制污泥农用的经济后果是相当大的。如果依靠限制的可供选择的处理方法,处理成本将由农用的75欧元/吨上升到焚烧的400欧元/吨。据德国的数据显示:污泥热处理费用将达到600欧元/吨。因此,排除有问题的化合物可能是经济的解决办法[45~47]。

总之,各国应当根据自己的地理位置、环境状况,经济实力、交通等因素来综合确定哪一种处理方法较为适合。

4世界污泥处理处置标准

制定污泥利用标准应当根据土地利用情况、取样深度以及土壤pH值等因素进行调整。欧美国家根据各自具体情况制定了城市污泥土地利用技术标准。

英国的标准主要包括污泥中各项有毒有害物质、pH指标、污泥无害化、卫生化、稳定化处理后各项指标值,土地类型及其性质的测定,处理后污泥的土地使用范围。

美国联邦政府对城市污泥土地利用有严格的规定,在《有机固体废弃物(污泥部分)处置规定》中,将污泥分为a和B两大类:经脱水、高温堆肥无菌化处理后,各项有毒有害物质指标达到环境允许标准的为a类,可作为肥料、园林植土,生活垃圾填埋覆盖土等;经脱水或部分脱水简单处理的为B类污泥,只能林业用土,不直接用于改良粮食作物耕地[14]。自从1992年以来美国没有污泥倾倒入海洋,这是符合1988年制订的禁止污泥海洋倾倒公约的,结果许多将污泥倾倒入海洋的城市与其他城市联手将污泥制成土壤调理剂和肥料,以便用于农业土地和庭院。但是,为了避免污泥的负面效应,对应用于土地的污泥中化学物质进行了一些限制。这些限制源于化学物质从修复的土壤向植物、动物、和人类迁移的14条途径的冗长的风险评价。as、Cd、pb、Hg和Se的浓度是为防止直接吸入污泥的儿童患病而制订的。对于这些元素,其他到达人类的途径和对动物和植物的所有影响都作为这些化学物质的浓度上限。对Cr、Cu、ni、Zn的浓度限制是为防止其对作物的毒性而制订的。部分有机物的限制也加以考虑,因为这些物质已经被美国禁用或者被调查监测到已经超过了接受限[49]。

表6 国外污泥利用标准(最大施用量)[6,50~55]

单位:mg/kg国家年CdCuCrnipbZnHgas欧盟19861~350~140100~150a30~7550~300150~3001~1.5法国19882100150501003001德国19921.560100501002001意大利310015050100300/西班牙199015010030501501荷兰净土参考值0.83610035851400.3干扰值1219038021053072010英国19893135400a753002001丹麦19900.5403015401000.5芬兰19950.510020060601500.2挪威15010030501501瑞典0.5403015401000.5美国199320750150021015014008中国(GB4284)5/20250/500600/1000100/200300/1000500/10005/1575/75日本5250加拿大20500100050020020002000

由表6说明:欧共体的成员国污泥利用标准是不同的。1986年6月12日,欧共体通过了“欧洲议会环境保护、特别是污泥农用土地保护准则”。目前,欧洲委员会正在考虑对重金属和可能的有机污染物进行限制,但是,这将会限制污泥循环利用的潜力。几个成员国已经建立了更为严格的污泥重金属含量的限制,一些国家已经引进了污泥中有机污染物含量的限制。

德国1972年6月通过了第一部废物处置法,于1982年1月15日在废物处置法下通过了一项有关农业、林业及园艺用地上使用污泥的法律条令,1992年4月15日对其进行了修改,1994年7月8日又通过了物质循环管理-垃圾法,并于1996年9月生效[13]。

目前我国关于污水处理厂污泥处理处置国家标准只有“农用污泥质量标准”(GB4284-84),此外还有部级标准“城市污水处理厂污水污泥排放标准”(GJ3025-93)。

欧盟成员国污泥污染调查结果显示:重金属使用越少,污泥污染越小,因此,越有利于污泥的循环利用。增加污泥的作为肥料的施用需要考虑农业土地污染不会影响食物质量、也不能导致环境破坏。

最近好的迹象显示:由于丹麦、德国、法国以及芬兰采用了更有效的污水处理技术,所以重金属含量下降了,而氮、磷的含量增加了[45~47]。

5我国污泥处理、处置存在的问题和展望

污水处理中的污泥处理和处置技术在我国还刚刚起步,在全国现有污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到1/4,处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/10,能够正常运行的为数不多,污泥直接排放造成的二次污染必须予以充分的重视[15]。我国传统的污泥处理处置基建投资大、负荷低、安全性要求高,运行管理难度大、运行经验缺乏等问题,所以造成设备闲置,浪费极大[1]。我国存在大量小型污水处理厂,其污泥绝大部分未能得到妥善处置,污泥处置已经成为污水处理厂设计、运行中必须优先考虑的重要环节。污泥处理和处置不仅是我国而且是世界面临的技术挑战。

对于污水处理厂的污泥处理、处置系统的装备,发达国家在20世纪60年代就已经达到先进的成套化水平,而我国城市污水处理厂污泥处理起步较晚,而且对污泥处理处置重视不够。虽然80年代中期建设了大型污水处理厂,污泥处理也采用中温厌氧消化,但是污泥处理技术和设备几乎全部需要引进。近十多年来,城市污泥处理技术中某些单项专用设备有较大发展,但是污泥处置和最终出路方面尚属试验研究阶段[14]。

从污泥处理处置趋势分析,今后污泥利用方向将会是土地利用和热能利用。污泥农用将会向更安全地利用方向发展,因此,需要提供污泥的来源、污染方面的信息,同时在引进先进污水处理技术、制定更严格的污泥利用标准的前提下改进或创新污泥处理工艺。由于堆肥工业受到堆肥处理量、处理周期、成本的限制,所以目前欧洲只有1%的污泥用于堆肥,美国只有4%~5%。但是,随着科学技术的进步,堆肥化工艺设计正朝着工业化、系统化方向发展。随着人们资源循环利用和环保意识的提高,堆肥化和其他有竞争方法的经济差额逐步减少,今后将会有越来越多的资金注入堆肥化工厂的规划、设计、建造以及相关机械设备的研制之中,一批按照工程学、生物学原理设计、且符合液体和气体排放管理相关规定的大规模现代化堆肥厂将会大量出现。

污泥焚烧和能源利用将是污泥处置的发展方向之一,所以今后污泥焚烧的比例将进一步增加。污泥干化将继续不断完善和发展,据预测,未来10年欧洲采用热处理的污泥量将翻一番[56]。污泥干化设备正向大型化方向发展,其处理性能将不断完善,处理能耗将进一步降低。污泥低温热解能回收能量,经济性优于焚烧处理,是大有前途的处理方法,但是需要在热解机理和动力学研究方面作深入研究,在工艺和设备方面有所突破[21]。

近年来发达国家已就促进厌氧消化进程技术和污泥减量技术展开研究。通过各种预处理(如热解法、水解酸化法、碱处理等)来提高污泥的厌氧消化性能;通过臭氧氧化、超声波技术、解耦联代谢等措施进行污泥减量化处理。从世界范围来看,污泥土地填埋将会受到越来越多、越来越严格的限制,所以污泥填埋的比例将会逐渐减少。根据我国是一个以农业为主的发展中大国以及目前污泥处理处置中存在的特点,污泥处理应当以堆肥、土地利用和资源化为主,在经济较发达地区可根据实际情况探索其他处理处置方法(如焚烧法、热处理法等)。但是应当注意,在进行污泥土地利用时需要严格管理,只有符合农用标准的污泥才能用于农作物。在采用堆肥时,需要考虑污泥处理量、场所和使用场地等,当污泥不能农用时,可以考虑污泥干化和焚烧处理。

总之,在考虑选用某种污泥处理处置方法时,要从环境安全、资源投入产出和收益影响比四个方面来考虑污泥处理方案,同时兼顾环境生态、社会和经济效益三者之间的平衡。不管采用那一种污泥处理处置措施都需要考虑投资和运行成本和经济承受能力,要在设备投资、运行费用、地价和人力价格等基础上对处理方法加以综合评估。各地区在处置污泥时要根据当地地理环境、经济水平、技术措施、交通运输、能源、污泥利用市场和容量等因素,随着公众认识的提高和兴趣的改变而发生变化。

污泥处理主要方法篇4

关键词:污水厂污泥处置途径发展趋势上海

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,不加处理的任意排放会对环境造成严重的污染。上海市1997年排放的污水量约为578×104m3/d,其中经20余家城市污水处理厂处理的污水量约为60×104m3/d,年产生污泥量约为120×104t(含水率约为97.5%)。为了改善城市水环境,上海市拟新建石洞口、竹园、白龙港、新和等污水排放系统和大型污水处理厂。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大的增长,如何合理地处置污水厂污泥,已成为城市污水厂和相关部门提高管理水平的重要方面。

1 上海城市污泥处置现状及存在问题

1.1 污泥处置现状

污泥经适当浓缩后运至市郊或邻近省份农村作农肥,是上海城市污水处理厂一般采用的污泥处置方法。由于运行经费、设备等问题,20余家污水厂中仅南桥污水厂的污泥消化运行正常。为了探索污水厂污泥处置的合理方式,桃浦污水厂采用流化床焚烧工艺焚烧污泥,目前尚处于试运行阶段。

1.2 存在问题

① 污泥仅经浓缩处理的体积仍然较大,运输不方便。

② 由于城市污水中工业废水比重较大,重金属含量较多,经处理后相当一部分重金属转移到污泥中,致使污水厂的污泥重金属含量较高;污泥未进行稳定和灭虫卵等必要的无害化处理,直接施用于农田后,污泥中的大量病原菌和寄生虫卵等有害物质转移到农田和作物上,不仅可能对土壤造成污染、影响作物生长以及人类的健康,而且也可能因蚊蝇聚集而造成环境卫生方面的危害。

③ 近年来,由于郊县农民更加习惯于施用化学肥料,以及受现行施肥方法的限制,导致污泥作为农肥的出路不畅;并且上海地区雨量充沛,一到多雨季节,由于农田对含水率较高的污泥的需求量锐减,也造成污泥外运困难,污水厂经常出现泥满为患的现状。因此,这就可能产生两种不良后果,其一是污水厂只能减少正常的污泥排放量或将部分污泥再回流到处理系统,从而影响了污水厂的正常运行;其二是部分污泥可能溢流入水体,造成对水体的二次污染。

④ 由于苏州河及其支流综合整治工程的展开,许多污泥码头将被废除,目前采用污泥船外运的方法面临极大的困难。

2 国内外污泥处置的现状及发展方向

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(主要为农用)、填埋及焚烧等不同的处理、处置方法,或用其中某几个方法组合处置。不同的处置方法有不同的前处理要求,并且实际上一些前处理要求是这种处置方法的组成部分。污泥的最终出路不外是部分或全部资源化利用或以某种形式回到环境中去,以下介绍目前世界各国广泛采用的污泥处置方法。

2.1 污泥的土地利用

污泥的土地利用已有多年历史,主要包括污泥农用,污泥用于森林与园艺、废弃矿场等场地的改良等。污泥中含有丰富的有机物和n、p、K等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素Ca、mg、Zn、Cu、Fe等,施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长。污泥的土地利用是一种安全积极的污泥处置方式,在美国约有40%左右的污泥采用土地利用的方式进行处置。尽管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中养分等优点,但也存在病原菌扩散和重金属污染的危险,为此各国政府先后颁布了农用污泥重金属浓度标准和严格的无害化要求,并对单位面积土地污泥的应用量有严格的限制[1]。

2.2 污泥的填埋

污泥的卫生填埋始于60年代,是在传统填埋的基础上从保护环境角度出发,经过科学选址和必要的场地防护处理,具有严格管理制度的科学的工程操作方法。到目前为止,已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术,其优点是投资较少、容量大、见效快,1992年欧盟大约40%的污泥采用了填埋处置[1]。由于污泥填埋对污泥的土力学性质要求较高,需要大面积的场地和大量的运输费用,地基需作防渗处理以免污染地下水等,近年来污泥填埋处置所占比例越来越小。美国环保局估计,今后几十年内,美国6500个填埋场将有5000个被关闭。与1984年相比,欧盟国家污泥填埋量增加了4%,但同期污泥总量却增加了16%[1]。

2.3 污泥的热处置

污泥热处置的优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化,近年来焚烧法由于采用了合适的预处理工艺和焚烧手段,达到了污泥热能的自持,并能满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜于资源化利用的部分污泥。由于其在恶劣的天气条件下不需存储设备,对于大城市因远离填埋场造成运输费用高的场合,使用焚烧法处置可能是经济有效的[1、2]。在欧盟,1992年污泥焚烧的比例为11%,比1984年增加了38%[1];在日本采用焚烧处置的污泥已占60%以上。其他的污泥热处理方法如污泥的热解及湿式氧化,近年也取得了较大的进展,但目前仍处在研究阶段。

2.4 其他处置方法

国外对污泥制动物饲料、包埋处理以及焚烧灰制砖等处置方法均有一定的研究,也有成功的报道,但要将这些方法作为一种主要的污泥处置方式被采用尚需进一步研究。

欧盟、美国及日本近年来采用及预测的污泥主要处置方法及比例见表1。

表1 欧盟、美国及日本近年及预测的污泥主要处置方法国 别污泥量

(104tDS)农用

(%)填埋

(%)焚烧

(%)其他

(%)欧盟国家(1992年)[1]65039(37)401110欧盟国家(预计2005年)[1]1010451738美国(1992年)[4] 4935151日本(1995年)[3]17133(14)15493

3 上海城市污泥处置途径的选择3.1 污泥特性

上海东区污水厂的污泥性质和曹杨等7个污水厂的污泥中重金属含量见表2和表3。

表2 上海东区污水厂污泥性质(干基)[4]含水率

(%)pH有机物

(%)n

(g/kg)p

(g/kg)K

(g/kg)热值

(mJ/kg)96~986.561~7230~6010~301~321~25

表3 各污水厂污泥中重金属等含量

mg/kg 项目CuZnpbCdCrniHgas矿物油总磷总氮有机物 曹杨*146146.71295.557042.96.0415     天山*42616151161.4946.642.67.821.9     闵行*119109076.51.6753.432.22.167.1     北郊*15824671082.5221.944.69.2533.4     曲阳**35037409.950.8515.7734.81.225.68 10740 约70% 吴淞**2261497.270.0973.7465.21.122.325560253069500  龙华**10113700.950.191.1317.30.191.51 2380556  注 * 为1989—1990年分析数据平均值。

** 为1998—1999年分析数据平均值。

由上表可以看出,上海市污水厂污泥的有机物含量较高,达60%~70%,略低于国外发达国家的城市污泥(有机组分含量70%~80%);污水厂污泥的氮、磷、钾以及有机质含量都比较高,并且从长远看,随着脱氮除磷工艺的运用,氮、磷含量将会有所增长;污泥含有较高的热值,控制一定的含水率,具有自持燃烧(>4000kJ)及干污泥用作能源的可能性;由于污水中工业废水比例较大,重金属含量较高,废水经处理后有相当一部分重金属转移到污泥中,致使污泥中重金属的含量较高,部分含量接近或者超过我国《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—88)。

3.2 污泥处置途径的选择

选择有效的污泥处置方法,应兼顾到环境生态效益与处置成本、经济效益之间的均衡。一种有效的、适合本地具体情况的污泥处置方法应该是在环境上卫生、社会上被接受及经济上有效的方法。无论从经济因素还是从肥效利用因素出发,污泥的土地利用特别是污泥的农用都是一种符合我国国情的处置方法,但上海市污水厂污泥中部分重金属含量接近或者超过了农用污泥中污染物控制标准,这就部分限制了污水厂污泥的农业应用。

根据控制标准,当施用符合标准的污泥时,一般用量不超过3kg/(m2.a)(以干污泥计),而美国的相似标准为0.2~7kg/(m2.a)。当污泥中任何一项无机化合物含量接近标准时,连续在同一块土壤上施用不得超过20年。上海市预计在2010年污水处理量将会达到550×104m3/d,以上海市统计数据1×104m3污水二级处理产生污泥干固体量为2.0t计,日产污泥量为1100t,如全部考虑农用,则每年所需土地面积为13383hm2。

因此,考虑到污泥的性质、污泥农用所需的土地面积、污水厂与农用场地的距离、天气的变化对农用的影响、污泥量的增加趋势以及污水厂处理的废水组分趋向复杂等因素,在以农用为首选处置途径的同时,必须寻找其他合适的污泥处置方法。

3.3 经济分析

结合国内外污水厂污泥的主要处置方式及处理流程,污泥卫生填埋及焚烧处置的主要工艺流程为:

对于卫生填埋处置工艺,污泥经过消化处理,可以使之稳定化和无害化,减小污泥填埋对环境造成危害的风险,并且污泥经消化处理后也达到了部分减量化,可以大大减少其运输、脱水及填埋费用,甚至总运行费用也低于无消化处理的直接填埋工艺[5];对于焚烧处置工艺,为了避免消化后污泥热值减少,因此可以不作消化处理。

计算投资及运行费用的依据为:混合污泥量10000m3/d,含水率为99%,经离心浓缩机浓缩(加絮凝剂量约为1kg/tDS,絮凝剂价格约为55000元/t)投加后含水率降为95%;污泥经过厌氧消化后固体去除率假定为1/3[1]。由于含水率低于80%的污泥适合于填埋,但含水率高于68%的污泥在填埋时须掺入填充料,则填埋工艺考虑两种脱水方案,即:①污泥经离心脱水后含水率降至80%,絮凝剂投加量约为2.5kg/tDS;②污泥经高干度离心脱水后的含水率约为65%,絮凝剂投加量约为5kg/tDS。用焚烧工艺时,污泥经离心脱水后含水率降为80%,加絮凝剂量约为2.5kg/tDS,污泥经焚烧后残余灰分量约为污泥干重的1/3[5];焚烧烟气处理消耗naoH量约为37kg/tDS,naoH价格约为3450元/t。污泥运输费用约为0.75元/(t.km),以运输距离为40km计,运输费用为30元/t。填埋费用参照城市垃圾填埋运行费用(约15元/t)。各处理流程的耗电量约为:浓缩25kw.h/tDS,脱水75kw.h/tDS,消化150kw.h/tDS,焚烧200kw.h/tDS,电费约为0.7元/(kw.h)。

两种工艺污泥处理、处置工程建设费用比较见表4。

表4 污泥处理、处置工程费用比较工程费用

名称工艺一(万元)工艺二(万元)填埋(全部

国产设备)填埋(40%进口、

60%国产设备)进口设备焚烧为

国产设备污泥调蓄池200~300200~300200~300200~300污泥消化单元55005500  浓缩脱

水机房3000~

40003000~

40003000~

40003000~

4000焚烧厂  130008000卫生填埋场*18002400  污泥运输工具1001003030合计10600~

1170011200~

1230016230~

1733011730~

12330 注 * 参照1996年环卫协会会刊数据。

假定均采用国产设备,其运行费用计算见表5。

表5 国产设备的污泥处理、处置运行费用

元/d工艺类别浓缩

费用消化

费用脱水

费用焚烧

费用填埋

费用运输

费用单位成本

(元/tDS)工艺一(1)72501050012667 500010000454.2工艺一(2)72501050021833 30006000485.8工艺二7250 19000268335001000545.8

将投资费用按每年折旧5%及人工福利、利率等5%计入成本,上述工艺1t污泥干固体处理总成本见表6。

表6 两种工艺的污泥处理总成本工 艺工艺一(1)工艺一(2)工艺二处理成本(元/tDS)759.7807.7875.4

根据上述计算,污泥干固体处理总成本约为800元/t,以1×104t污水产生2.0tDS计,1t污水的污泥处理成本约为0.16元,与国内大型污水处理厂污水处理部分成本0.3~0.45元/t相比,约占成本的35%~50%,与发达国家的测算大致相当。4 结论与建议

① 污泥经浓缩后体积仍然较大,为便于运输及后续处理与处置,建议污泥应脱水处理。

② 在今后较长的一段时期内,上海城市污水厂污泥的出路建议以农用为主,但对于拟建的大型污水处理厂因污水量大,产泥量大,若考虑农用则在运输、施用计划以及所需土地面积等方面有一定困难,并且也受天气等因素的影响。由上述计算比较可以看出,采用高干度脱水机填埋工艺的运行费用要大于采用普通脱水填埋工艺,但对于同样体积的污泥而言,普通脱水工艺(含水率为80%)的污泥填埋因须掺入填充料而使其所需的填埋场面积远大于高干度脱水(含水率为65%)的污泥填埋工艺,因此在填埋土地有限的情况下应考虑采用高干度脱水方案;对于填埋土地难以寻找的情况可适当考虑用焚烧法处置污泥,污泥焚烧灰可考虑用作填埋掺混料或用作制砖及其他建材。

③ 要积极探索污泥处理与处置的新方法与方式,上海龙华污水厂采用转窑焚烧污泥,已初步取得成功,对于其能否大规模用于处置城市污泥可视进一步研究的效果而定。

④ 未来的污泥处理策略是使污泥的产生、处置与环境保护之间达到一个良好的平衡,要达到这种平衡的最佳途径是污泥的资源化利用;在污泥的管理中也应采用多样化策略,应首先考虑通过改进污水厂的处理工艺等减少污泥的产量,其次应该通过严格控制工业废水的排放来控制污泥的性质,不应再走工业发达国家先污染再治理的老路,应从一开始控制工业废水的排放,为以后的污泥利用带来方便。参考文献

[1] HallJe.SewageSludgeproduction,treatmentandDisposalintheeuropeanUnion[J].JCiwem,1995,335-343.

[2] Lowep.DevelopmentinthethermalDryingofSewageSludge[J].JCiwem,1995,306-315.

[3] DianeGarvey,CarmenGuarion,RobertDavis.SludgeDisposaltrendsaroundtheGlobe[J].waterengineering&management,1993,17-20.

污泥处理主要方法篇5

[关键词]污水处理工艺处理技术能耗节能

中图分类号:X7文献标识码:a文章编号:1009-914X(2016)11-0219-01

一、污水处理工艺流程

污水进入厂区先通过截流井进入粗格栅到污水泵到细格栅到沉沙池到生化池(采用活性污泥法去除污水里的BoD5、SS和以各种形式的氮或磷)进入终沉池(排除剩余污泥和回流污泥)进入D型滤池(进一步减少SS,使出水达到国家一级标准)进入紫外线消毒(杀灭水中的大肠杆菌)然后出水。

生化池、终沉池出的污泥部分作为生化池的回流污泥,剩下的送入污泥脱水间脱水外运。

污水处理主要有物理处理法、生化处理法和化学处理法,生化处理法经常被使用,主流处理方法主要看被处理水质和受纳水体情况,一般城市生活污水的主流处理方法为生化处理法,如活性污泥法、mbr等方法。

二、现代污水处理技术

按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。

一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BoD可去除30%左右,达不到排放标准,一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BoD、CoD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。

三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。

整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后,经过格删或者筛率器之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理)。初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法(其中活性污泥法的反应器有曝气池、氧化沟等。生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)。生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,到此为二级处理。三级处理方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭过滤及离子交换法和电渗析法等。

二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后污泥被最后利用。

三、各个处理构筑物的能耗分析

1.污水提升泵房

进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房,然后被污水泵提升至沉砂池的前池,水泵运行要消耗大量的能量,占污水厂运行总能耗相当大的比例,这与污水流量和要提升的扬程有关。

2.沉砂池

沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒,以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损,减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池.。

沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机,以及曝气沉砂池的曝气系统。

3.初次沉淀池

初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面,处理的对象是SS和部分BoD5,可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BoD5负荷。初沉池包括平流沉淀池、辐流沉淀池和竖流沉淀池。

初沉池的主要能耗设备是排泥装置,比如链带式刮泥机、刮泥撇渣机、吸泥泵等。

4.生物处理构筑物

污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例,它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝气系统要消耗大量的电能,其基本上是连续运行的,且功率较大,否则达不到较好的曝气效果,处理效果也不好。

5.二次沉淀池

二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上,能耗比较低。

6.污泥处理

污泥处理工艺中的浓缩池、污泥脱水、干燥都要消耗大量的电能,污泥处理单元的能量消耗是相当大的。

四、针对各个处理构筑物的节能途径

1.污水提升泵房

污水提升泵房要节省能耗,主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约,正确科学的选泵。让水泵工作在高效段是有效的手段,合理利用地形减少污水的提升高度来降低水泵轴功率也是有效的办法。

2.沉砂池

采用平流沉砂,避免采用需要动力设备的沉砂池。如平流沉砂池、采用重力排砂,避免使用机械排砂,这些措施都可大大节省能耗。

3.初次沉淀池

初次沉淀池的能耗较低,主要能量消耗在排泥设备上,采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗。

4.生物处理构筑物

国外的学者通过能耗和费用分析比较了生物处理工艺流程,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,选择高效机电设备及减少高峰用电。他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能,也包括解决运转的工艺问题,还包括污水厂产物中的能量回收。

曝气系统的能耗相当大,对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷,但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法。第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。

生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗。

5.二次沉淀池

二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。

6.污泥处理

污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收,从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视,目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用。一是污泥焚烧热的利用。

城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步,由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺,而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂。

污泥处理主要方法篇6

[关键词]污泥处理;污泥资源化;环境保护

[中图分类号]F292[文献标识码]a[文章编号]1006—5024(2013)09—0164—04

污水处理和污泥处理是解决城市水污染两个重要环节。目前我国仅仅在污水处理上发展较快,而污泥处理却严重滞后。我国十一五的污水处理能力,已经接近或达到发达国家水平,据住房和城乡建设部通报,截至2012年6月底,全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3243座,污水处理能力达到1.39亿m3/d。每年可产生含水率80%的污泥约2500余万吨。污水处理率已经接近发达国家水平,而污泥在减量化、稳定化、无害化和资源化处理应用却远远滞后。目前处置方式中,土地填埋占63.0%、污泥好氧发酵加农用约占13.5%、污泥自然干化综合利用占5.4%、污泥焚烧占1.8%、污泥露天堆放和外运各占1.8%和14.4%。县级城市都配备了污水处理设施,但对污水处理厂排出的污泥处理设施极为有限,甚至处于空白状态。土地填埋、露天堆放等不当的处置方式已经形成“污泥围城”现象,并且带来严重的二次污染,如不加以妥善处置,随着社会发展,就必然更多地产出污泥,带来更加严重的后果。因此,加强宏观管理,合理规划,增加污泥处理的投入力度,提高现有技术的应用,加强污泥科学处理与处置的研究已刻不容缓。

一、污泥处置趋势

污泥处置按有效利用分类为两种:一是作为废物处置,进行填埋、抛海和填海(抛海已经被国际海洋法所禁止)、露天堆放。二是作为资源加以利用,主要包括土地利用、建材利用和能源利用等。

填埋是将污泥作为废弃物处理,露天堆放则是城市污泥产量过大的无奈之举。该处置方式造成占用大量的土地资源,不少城市很难找到新的填埋场;由于多为露天填埋,经过雨水淋滤后,没有做好稳定化和无害化处理的污泥很快会恢复原形,污染附近的地下水,产生的恶臭气体等会对环境造成二次污染,带来安全隐患。

污泥填埋的比例大小和数量多少直接反映一个国家、一个区域或一个城市的经济水平、环保意识、环保管理和环保技术水平。从欧美日等发达国家看城市污泥已经作为资源被有效利用。德国循环经济法已从法律层面将污泥定义为资源物,通过法规限制污泥填埋以促进污泥资源化利用。填埋比例日渐减少,有的国家已经零填埋。我国是发展中国家,环保事业起步时间短,污泥填埋在相当长的时间内还将是主要的处置方式,但必须在处理过程中进行稳定化、无害化处理以消除恶臭。无害化处理可以通过杀灭生物污泥中的虫卵及致病微生物、去除或转化合成有机物、重金属离子等有毒有害物质以达到长期安全无害。

污泥资源化利用是基于污泥中富含氮、磷、钾以及各种有机物,含有ca、si、al、Fe等元素的矿物质等等,根据各污泥性质和地区经济条件以及环境条件,通过处理技术进行减量化、稳定化、无害化处理,有选择地用于土地改善、建材制造或能源利用等。

将城市污泥作为废弃物处置已造成诸多环境问题,令人堪忧。虽然,当前城市污泥资源化利用比例还很小,存在诸多方方面面的问题,但是随着全民环保意识提升、污泥综合管理能力的提高及污泥资源化利用技术发展等,这一状况将逐步得到改变。这不仅满足社会需求,增加经济效益,还有利于建立循环经济以持续发展,是解决城市污泥问题的根本出路。

二、城市污泥资源化利用主要途径及存在问题

作为污水处理厂的伴生产物,经过恰当的工艺选择处理,可以变废为宝。对其进行合理利用是城市污泥处置未来发展的主要方向。污泥资源化技术不仅可以将污泥有效处置,还能达到循环经济的目的。污泥资源化利用主要包括土地利用、建材利用及能源利用等(见图)。

根据污泥特性选择处置工艺和确定最终用途,在安全、环保的前提下实现污泥资源化利用。

(一)土地利用

按照国家相关标准,根据污泥的性质分析及用途要求,对污泥经过选择浓缩、稳定、脱水、灭菌、干化、堆肥等工艺的组合处理后,用于农田、林地和园林绿化,土地的复垦以及沙化或荒漠化土地的改良等。

污泥堆肥是土地资源化利用的主要方法。堆肥与化学肥料相比,氮、磷、钾含量较低但有机物含量高,肥效慢但持续时间长。污泥可以作为土壤调节剂,改善土壤的通气性,提高对酸碱的缓冲能力,提供养分交换,可以有效地改善植物的生长状况。在污泥性质稳定的前提下确定合理的工艺条件,原理上堆肥几乎可以杀死所有病原菌,大量细菌被降解成可以利用的有机质,重金属元素也得到较好的稳定处理,肥效增加,挥发分减少,显著降低对土壤和农作物的不利影响。但是实际应用中,堆肥自动化程度低、周期长、效果不稳定,造成堆肥过程中散发臭味、蚊蝇产生等,污染周围环境。我国城市污泥本身显示具有重金属含量高且种类繁多并含有各种致畸致癌的有机化合物的特性。处理后的部分有害物质残留会通过食物链在人体内富集。基于对污泥成分复杂性和不确定性以及相关农产品对人体健康带来的隐患考虑,农业堆肥利用还有许多研究工作要做。

由于我国尚没有系统、科学的管理办法和农用控制标准,污泥在土地利用时无害化处理不到位,使不少土地被污染。污泥土地利用的安全性受到质疑。在国际上,对于污泥土地利用存在着争论。争论的焦点是按当今的无害化处理后,污泥中仍然稳定存在的内分泌干扰物、多溴化灭火剂的分解产物等等将会带来何种环保后果。但是,基于当前科学研究对污泥无害化处理的认知,综合比较其他污泥处置利用技术、经济及效果等方面,土地利用具备优势。60%以上的欧盟成员国污泥处理处置方式中土地利用占到了50%以上,其中爱尔兰、芬兰达到近80%。美国在20世纪90年代以前,其污泥处理处置方式中土地利用仅占30%,而到2005年这个比例已经增长到66%。可以预见,我国在相当长时间内,土地利用将是污泥资源化利用的最主要方式。

(二)建材利用

污泥建材利用是污泥资源化利用的重要途径。污泥中含有20~45%的无机物,含有重金属离子,如cu,pb,cd,zn,cr,ag和ni等有害有毒重金属;经过处理的污泥能够用于烧制建筑材料,在不同的建材生产中参入不同比例的污泥而得到资源化利用;在燃烧过程中,有毒重金属被固溶封存在产品中,有害细菌及微生物被全部杀死而达到无害化;污泥中的有机物也参与燃烧而减少能源的消耗。污泥建材利用主要有污泥制沥青、砖、陶粒、混凝土、生态水泥、生化纤维板等。从综合需求看,污泥合理处置是环境保护的迫切要求,城市发展需要大量的建材,污泥作为建材原料无疑是一种可持续发展的资源化利用方式。

当前,日本在污泥建材利用方面比较成功,不少工厂运行多年并产生良好的经济效益,这也佐证了污泥建材若被利用在恰当的工艺就能够满足环保要求,该处置方法能够达到可持续发展目的。我国以及许多西方发达国家在污泥建材利用发展方面大多还处于研究及尝试阶段,还存在标准制定不完善,技术、工艺不成熟以及推广应用等方面问题,还有很长的一段路要走。如果在政策上、资金上给予大力支持,加强该领域现有技术的应用和科学研究,那么可以肯定污泥建材资源化将会成为污泥处置的主要手段之一。

(三)能源利用

污泥能源化利用是在获取其中热质的同时,对其干化和焚烧,实现稳定化、无害化、减量化。能源利用主要有污泥厌氧消化产生沼气发电和污泥燃料燃烧发电。

厌氧消化产生沼气发电是通过污泥厌氧发酵,产生的沼气在燃气内燃机的气缸内燃烧做功,把化学能转换成机械能,最终产生电能和热能。这种方法无需对污泥进行脱水处理,经厌氧罐发酵后,能消化一定比例的污泥,剩余的沼渣经脱水稳定化无害化处理后,可制成有机肥;污泥消化可以抑制病菌,改善污泥的卫生状况;脱水后的消化污泥还可作为发电厂或水泥厂的辅助燃料。沼气发电以其低排放、低污染、节约能源、废物资源化等优点而倍受关注。青岛麦岛污水处理厂充分利用污泥消化产生的沼气发电,显著减少污水处理厂市场电能消耗,消化后的污泥体积能减少30%,北京高碑店污水厂沼气发电可满足厂内20%的用电需求。但是也存在基础投资和运行成本较高,污泥经厌氧消化后只能减量不到一半,大量剩余污泥残渣需要通过其他技术进行处理。产生的消化液CoD浓度相当高,需建立配套的污水处理设施或返回到污水处理厂处理等等问题。

污泥燃料(包括污泥与煤粉、重油等燃料混合形成的、污泥与城市有机垃圾混合形成的、污泥干化后形成的污泥燃料)。污泥燃料燃烧所释放出的热能通过热回收系统和发电系统实现能量转化。污泥焚烧技术可将污泥中水分和有机质完全去除,并杀灭病原体,只得到少量污泥灰烬,而且可以利用热能发电,是最具发展潜力的污泥处置技术。污泥焚烧发电既实现了无害化又实现了资源化。污泥协同焚烧是污泥热处理的发展趋势之一,但存在污泥焚烧过程二次污染,苯酚类有毒有机物在金属氧化物的催化作用下就会形成二f英。焚烧还会带来悬浮的未燃烧或部分燃烧的粉尘与重金属污染,以及臭气。污泥焚烧发电时产生的腐蚀性会对发电站设备产生影响,焚烧污泥的能源利用率不高。

三、污泥处理与处置的几点思考

(一)污泥的处置与利用是当前环境科学中的重要课题,更是人类能否良性繁衍生息的大课题,涉及到人类生存空间和生存所需资源

要认真地客观地分析过去、现在,正视过去“重水轻泥”造成的污泥处置的种种乱象,从战略高度系统规划未来污泥科学处置方案。健全污泥处置法律法规、制定和完善污泥处理处置标准;明确各级政府责任,建立和促成污泥处理处置政策链、管理链、技术链、资金链的形成,使得各个环节操作能有序合理地进行。

(二)污水处理和污泥处理应该纳入统一系统加以统筹规划,在政策、法规、经济、管理和技术上协调统一

污泥的处理与处置要在综合环境生态效益、处理成本、经济效益与综合投入之间动态均衡。污泥的产出量、污泥资源化处置能力之间动态均衡。只有这样,才可能在污水处理得到飞跃发展的同时,使得产出的污泥也得到同步妥善处置,实现当前技术经济条件下的资源最大化利用。

(三)建立科学的运营管理机制

在加大各级公共财政投入基础上,积极吸收各类社会资本,扩大污泥处理投入,弥补过去的欠账。建立多元化的投资融资和运营管理机制,鼓励通过特许经营等方式引导社会资金参与污泥处理处置设施建设和运营。将污泥处理成本逐步纳入污水处理成本并计入缴费范围,解决污泥处理处置费用不足问题。对污泥处理单纯从经济角度衡量得与失是不恰当的,应该综合考虑污泥处置的社会效益和环保效益。制定相应的扶持政策给予支持,如以污泥为原料或作为辅助燃料生产的电量给予补贴或优惠上网,对污泥处理处置生产用电执行优惠电价等等措施,以强化污泥资源化利用。

(四)与发达国家比较,在技术上我们尚有较大的差距,因此,引进、消化、吸收国外先进技术非常必要

要加强如脱水技术、高温好氧堆肥技术和厌氧消化等关键技术研究;加强如污泥干燥、焚烧和热解过程中传热传质、燃烧过程自动控制、热能回收利用、烟气/尾气一体化净化控制等设备开发。实现污泥处理处置装备国产化、成套化和产业化。鼓励因地制宜研发和推广高效率、低成本、低能耗的处理技术及设备。

(五)综合考虑本地区污泥泥质特征、自然环境条件、经济社会发展水平等因素,因地制宜地制定科学合理的污泥处理处置专项规划或实施计划

对人口密集、用地紧张的发达城市,以污泥干化焚烧等资源化利用为主,有机质含量较高的污泥可用于土地施用,如用作肥料、回填土等;有机质含量较低或重金属含量高的污泥适用于建筑生产,制造陶粒、地砖、水泥等;污泥热值较高的,可用于制油、制煤等。

(六)尽可能在有条件的污水处理厂将工艺延伸到污泥处理环节上,进行减量化、稳定化处理

这样不仅仅利于管理,还可以显著减少污泥处理环节,减少污泥处置过程设施的投入,降低成本,降低能耗以及降低环节的二次污染等。如厌氧消化产生沼气发电和余热可直接用于污水厂,消化液易返回污水处理工艺环节再处理。既获取了能源亦达到了减量化、稳定化和无害化结果。污泥半干化和干化处理可以减少运输量和对处理过程中产生的污水再处理。

(七)严把企业污水排放关,企业污水必须经过预处理达到城市排污标准方可排入城市污水管网,避免污水超标排放

对偷排或超标排放应给予严厉的处罚,从源头上减少或杜绝有毒有机物和无机物进入污水处理厂,保持城市污泥性质具有相对的稳定性,使污泥处置方式保持稳定,处理工艺设备得以稳定长期的适用。

污泥处理主要方法篇7

关键词:城市污水处理厂;污泥处理;焚烧;卫生填埋;资源化

随着我国对环境保护的日益重视,生活污水处理率的不断提高,城市污水处理厂大规模的建设运行,污泥的产量也大幅增加,污泥处理处置问题愈加突出,如不妥善处置,会产生臭味,滋生蚊蝇等问题,周围环境带来恶劣影响。目前,许多城市都在寻求将污泥进行妥善处理处置的方法。

1城市污水厂污泥种类与特性

在城市污水处理中,产生的污泥主要为初沉污泥、剩余活性污泥及化学污泥。

1.1初沉污泥

初沉污泥是指初次沉淀池沉淀后排出的污泥。在正常情况下,初沉污泥为棕褐色,略带灰色。当发生腐败是,则呈灰色或黑色,有臭味。初沉污泥的pH值一般在5.5~7.5之间,平均为6.5左右,略酸性,含固率一般在2%~4%之间,取决于初次沉淀池的排泥操作。初沉污泥的有机成分一般在55%~70%之间。

1.2剩余活性污泥

剩余活性污泥是指活性污泥系统排出的污泥。剩余活性污泥外观为黄褐色的絮状物,有土腥味,含固率一般在0.5%~0.8%之间,取决于所采用的不同生化处理工艺。有机成分常在70%~85之间,与污水处理中是否设初沉池及泥龄的长短。剩余活性污泥的pH值在6.5~7.5之间,取决于污水处理系统的工艺及控制状态。当采用硝化工艺时,活性污泥的pH值有时会低于6.5。

1.3化学污泥

化学污泥是指物理处理工艺中形成的污泥,其性质与采用的药剂有关。一般来说,化学污泥池气味较小,且较易浓缩或脱水。由于其中有机成分含量较低,一般不需要污泥稳定处理。

2污泥处理方法

根据“城镇污水处理厂污泥处理处置技术政策(试行)”的相关内容,污泥的最终处置方法有:污泥农用、卫生填埋、焚烧。

2.1污泥农用

污泥中含有大量植物生长所需的肥分(n、p、K)、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质),但污泥农用前须经过稳定化和无害化处理,不能直接利用。目前常用的污泥稳定化方法有厌氧消化、好氧消化、发酵、碱法稳定等。发酵(俗称“堆肥”)是生物稳定方式之一,可使污泥中的有机组分转化成最终产物。采用固态好氧发酵后的污泥达到了污泥稳定的要求。

发酵一般分好氧和厌氧发酵。几乎所有的发酵工程系统都采用好氧发酵,好氧发酵是在有氧条件下,好氧微生物对废弃物进行分解、转化并生产出发酵产品的过程。微生物通过自身的生命活动,把一部分被吸收的有机物分解成简单的无机物,同时释放出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,伴有热量产生,因发酵工艺中该热能不会全部散发到环境中,就必然造成发酵物料的温度升高,这样就会使一些不耐高温的病原菌及虫卵死亡,而达到无害化的目的。污泥农用常规工艺流程如下图1所示:

该工艺的主要优势是充分利用污泥中的有机制,实现资源化,能产生一定的经济效益。但该方案占地较大,需将污水处理厂的湿泥长距离输运,运输量较大,且在运输过程中也存在遗洒导致的环境问题。

2.2污泥卫生填埋

卫生填埋一般是指将一般废物填埋于不透水材质或低渗水性土壤内,并设有渗滤液、填埋气体收集或处理设施及地下水监测装置的填埋场的处理方法。污泥卫生填埋工艺流程如下图2所示:

卫生填埋处理措施简单,但占地大、环境风险较大,随着时间的推移,适宜填埋的场所因城市污水处理厂的增加,产生大量的污泥,其填埋场地容量有限,对于用地紧张的城市不适宜采用。

2.3污泥焚烧

污泥有较高的热值,干污泥(含水率10%)的燃烧值可达2800ka/kg,相当于0.47kg标准煤(热值6000kal/kg),干化后的污泥可供给工业锅炉作为替代燃料,污泥焚烧工艺流程如下图3所示:

污泥焚烧的优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化,近年来焚烧法由于采用了合适的预处理工艺和焚烧手段,达到了污泥热能的自持,并能满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜于资源化利用的部分污泥。由于其在恶劣的天气条件下不需要存储设备,对于大城市因远离填埋场造成运输费用高的场合,使用焚烧处理是经济有效的。在所有的污泥处置方法中,焚烧方法产生的剩余物最少,焚烧的另一个优越性在于无异味;其缺点是成本高,是其他工艺的2~4倍,而且可能产生废气、噪声、震动、热和辐射。

3结论

污泥处理主要方法篇8

[关键词]:污泥资源化利用处理处置对策

中图分类号:U664.9+2文献标识码:a文章编号:

一、

近几年来,随着我国社会经济的快速发展,全国污水处理厂建成投运的越来越多,

水污染治理能力不断加大,污泥产量也日益剧增,污水排放量和污泥产生量每年都大幅度递增。污泥的处理处置已成为环境综合治理工作中的新难点、新挑战。但是,目前全国污泥不仅处理处置率不高,而且处理技术水平也很低,不能达到减量化、稳定化、无害化、资源化的要求,还带来环境的二次污染和污水处理厂正常运行的困难。污泥的处理处置已经成为政府、环保部门和全社会共同关注的问题。同时也成为我国生态区建设的难点之一,特别是减量化、稳定化、无害化的处理处置和资源化利用已经成为污泥处理的新课题。

二、污泥处理处置现状

(一)污水污泥的资源量

“十一”期间,南粤大力开展城市污水处理设施建设,一大批污水处理厂应运而生,污泥处置问题随之凸显。2007年,我省率先在全国实现县以上城市污水处理厂全覆盖;2008年年底,提前4年完成国家下达给我省珠江流域各镇建成污水处理设施的任务。同时,生态创建工作也极大调动了各地上马污水处理项目的热情。南粤目前有200多座运行中的集中式污水处理厂,年实际污水处理量为29.5亿吨,每年的污泥产生量达到几百万吨。据调查,我省污水污泥主要来源于生活污水处理和工业企业污水处理。工业企业污水处理产生的污泥按行业分主要有化工污泥、印染污泥、制革污泥、造纸污泥、金属表面处理(主要是电镀)污泥等,不同行业产生的污水性质不同,因而污泥成分也不一样。

(二)污泥处理处置现状

我省污泥处理处置起步较晚,人们对污泥的最终处置问题缺乏关注,对污泥资源化利用的认识存在严重不足。许多中小城市没有将污泥处置场所纳入城市总体规划,造成很多污水处理厂难以找到合适的污泥处置方法和污泥处置场所,给一些有害污泥的最终处置留下了隐患。此外,污泥利用的基础薄弱,污泥利用率不高,许多污水处理厂的污泥只经过储存就由环卫部门外运市郊直接堆放。大量未经过有效处理的污泥无序堆放对环境造成新的严重污染,并造成污泥资源的浪费。比如珠三角地区,最早建成的中心片污水处理厂,处理能力为20万立方米/日,产生的污泥因没有配套的处置环节都外运直接堆放,堆放放点随着城市建设的发展也要不断更换,这种缺乏前瞻性的处理方法不仅造成了环境严重污染,而且浪费了大量的人力和财力,同时也带来很坏的社会影响。

20世纪90年代以后,全省污水处理厂的数量和规模大幅度增加,其污染处理水平也有了一定得提高,污方处理厂一般采用延时曝气和好氧消化进行处理后再进行处置,污泥主要处置方法有农业利用、填埋、投海疏散以及其他处置和利用。其中农用和陆地填埋约占75%,没有任何处置的污泥近15%,经其他各种技术处置的污泥只占10%左右。虽然污泥含有一定量的重金属和病毒、病原体、寄生虫卵等有害物质,处置不当会造成二次污染环境,但是污泥也是一种资源,污泥的有机质具有一定的热功当量值,可以作为低热值的燃料加以利用。由于其大量含有无机质,污泥燃烧的灰烬成分主要为sio2,Cao等,与粘土成分相近,因此污泥也可以作为建材的原料。它含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物,可以用于制作有机肥。如何妥善地处理污泥,并将其作为一种新的资源加以有效利用,变废为宝,应是污泥最终的出路。废弃资源的有效利用,既节约了原生资源又净化了环境。最近几年我省一些地区在污泥减量化和资源化等方面已经作出了有益的探索,广州周边实施了污泥深度脱水处理示范工程和污染干化焚烧一体化工程,珠海市污水处理厂建设了水蚯蚓原位消解污泥示范项目,珠三角近期在永西朗污水处理厂内实施240吨/日的污泥焚烧项目,中远期准备在该区经济技术开发区滨海新区内建设1500吨/日的污泥综合利用热电项目。

(三)污泥处理处置存在的问题

目前,我省污水处理厂真正做到污泥资源化利用的还是不多,大部分污水处理厂仅仅对污泥进行了浓缩脱水处理,往往达不到要求,污泥的含水率较高,污泥处理的不到位不但增加了运输的难度,而且对运输路线周边环境带来威胁。更为严重的给后续的污泥处置带来极大的不便。在经济性、安全性、实用性等方面尚待深入研究。

由于污泥处置问题的复杂性,要有效解决这一问题还需要巨大的努力,还必须尽快发展各种有效地污泥处置技术。从污泥处置的发展趋势分析,今后污泥处理处置的方法中,填埋和简单的农用比例将大幅度降低,寻找无二次污染的污泥无害化和自由化利用的新技术是当务之急。

三、污泥处理处置和资源化利用的发展趋势

推进城市污泥的无害化、减量化、资源化利用,这是必须引起全社会关注的问题。污泥是一种再生资源,从保护环境角度来看,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。经过对全省污泥污染情况的全面调查,广东省有关部门提出了一系列对策措施。近几年,广东省环保厅、建设厅、发改委、经信委等9个部门联合出台了《污水处理设施污泥处置工作实施意见》,确定到前年年底,我省县以上污水处理厂和重点工作企业污泥的无害化处置率分别不低于60%和80%,到2020年,全省各类污水处理设施的污泥全面实现无害化处置的目标。考核政策随之出台。从2008年起,广东省生态办把污泥处置工作纳入生态省建设年度任务书,下达到各市、县(市、区)政府,各地也及时把相关任务下达至有关部门和企业,明确污泥处置工作的责任主体。其中,各市(县)政府是污泥处置工作的领导责任主体,各污水处理厂和产生污泥的工业企业是具体的实施责任主体,各级环保、发改、建设和科技等职能部门是监督责任主体。同时,广东省环保厅出台了《全省污泥处置方案技术指南》,可指导各地制定污泥处置数年工作方案;我省建设厅也组织各市开展了污水处理厂污泥处置的整体规划和近期污泥处置项目的建设计划编制工作。目前,全省所有21个设区市中,已有半数制定完成了污泥处置工作。

污泥的资源化利用是污泥的根本出路,但污泥的资源化利用的方法不是单一的,根据不同的地区、不同的污泥来源,可以各有侧重,应遵照“因地制宜”的原则,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。在污泥资源化利用的各种办法中,污泥在水泥生产过程中协同处理技术投资省、能效显著,值得大力研究和推广。

水泥是以石灰石、粘土为原料,以煤为燃烧,通过“二磨一烧”“工艺而制备的,其中熟料煅烧温度高达1400℃以上。水泥行业所用的石灰石、粘土是不可再生资源,而且大量的粘土来自农田,它所消耗的煤炭也属国家很重要的一次性能源,每生产1吨水泥熟料大约消耗1吨石灰石,0.16吨粘土和0.11吨标准煤。水泥生产中作为硅质原料的粘土和作为燃烧的煤的消耗都很大,而污泥虽然成分复杂,含有大量的有害物质,但是污泥具有较高的烧失量和热值,扣除烧失量后,其化学成分与粘土质原料相近。从这一点看,在水泥生产中,污泥不仅有可能部分替代粘土用于配料,而且还起到提供热能的作用。更重要的是水泥窑具有燃烧炉温度高和处理物料大灯特点,且水泥厂均配备有大量的环保设施。在水泥生产过程中,水泥窑的煅烧温度在1400℃以是,污泥中含有的大量的有机物及细菌等,在水泥生产过程中完全燃烧分解,而污泥中的重金属元素,在水泥熟料矿物形成过程中参与了矿物的形成反应,已结合到熟料晶格中,得到了很有效地固化,污泥的有害作用被充分的消除。

我省的水泥行业正在蓬勃发展,如果能将污泥在水泥生产中得以利用,将会给我省的水泥生产企业带来革命性的变化,不仅变废为定,而且大大降低生产成本,很大程度的减少了对环境的污染和对资源的消耗,将为我省节能减排工作做出很大的贡献。

四、污泥资源化利用的发展对策

对资源化利用污泥的生产企业给于扶持和奖励,对资源化利用污泥的产品提供减免税优惠鉴于目前城市污泥代替粘土制水泥的产品原料中掺有城市污泥量还低于30%,对享受免征增值税和免征所得税的要求要进一步放宽。

(一)出台税收扶持政策

优惠政策的城市污泥掺用比例建议适当降低到15%~20%。支持和鼓励环保科学技术研究与成果推广对环保投资、再投资以及捐赠的单位及个人难予退税或所得税税前抵扣对使用掺有城市污泥生产建材的建筑企业要给予减免税费等。企业在污泥资源综合利用研究开发中所发生的各项费用可以计入生产成本,年终按企业投入的研发经费总额抵扣一定比例的所得税,以提高企业对污泥资源化利用研发的积极性。

(二)污水处理与污泥处理处置必须同步配套

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,新建、扩建和改建的污水处理工程设施必须与污泥处理与处置设施做到同步设计、同步建设、同步投产、同步投运。凡没有配套污泥处理与处置设施的污水处理工程不得通过竣工验收。

污泥处理主要方法篇9

关键词:无害化处理;城市污泥;污泥再利用

中图分类号:C35文献标识码:a

一、引言

城市污泥是指城市生活污水、工业废水处理过程中产生的固体废物。污泥中含有重金属、病原菌及寄生虫卵等有毒、有害物质。随着城市工业与经济的发展,污泥量急剧增加,处置不当,可能对生态环境和人类的健康造成严重损害。由于污泥中的重金属及病原生物与微生物具有一定的活性和毒害作用,因此,稳定、无害化是污泥土地利用的基础。

二、污泥无害化处理技术

污泥无害化处理的目的是进一步降低污泥的含水率,杀灭污泥中的细菌、病原体,消除臭味,降解污泥中的有机质,减少污泥中的重金属含量或降低其活性,使污泥中的有毒、有害物质毒性降低。主要的稳定、无害化方法包括厌氧消化、好氧消化、污泥堆肥、热处理、生物淋滤等。

2.1厌氧消化

污泥厌氧消化过程也称污泥生物稳定过程,污泥中的大分子有机物在厌氧微生物的作用下分解,最终生成以甲烷为主的沼气,污泥经过厌氧消化后可达到减量化、稳定化的目的,这种方法在国内外应用广泛。但是该工艺存在对设备要求高、消化后的污泥含水率较高的缺点。

2.2好氧消化

污泥好氧消化指在不投加底物的条件下,对污泥进行较长时间的曝气,使污泥中微生物进行自身氧化,可生物降解部分被氧化去除。好氧消化技术出现20世纪50年代,到70年代中期,由于能源费用迅速上涨及该工艺对病原菌的去除效果不如厌氧消化法,故其应用逐渐减少。只是在一些小型污水厂至今仍比较受欢迎。好氧消化的优点是污泥消化程度高,剩余消化污泥量少,运行管理简单;缺点是不能回收沼气,运行费用高,运行稳定程度受温度影响大。

2.3污泥堆肥

污泥堆肥化处理是最常见的稳定化及无害化处理方法,具有经济、实用、不需外加能源、不产生二次污染等特点。目前,世界上已有数百个污泥堆肥化处理设施和数十种堆肥化工艺投入使用研。美国、日本、英国等发达国家污泥堆肥化处置已占相当比重,并相继建成了不同规模的堆肥处理厂,与此同时,堆肥化发酵工艺和技术措施的研究也有较快进展。美国在20世纪90年代初,污泥作为生物肥料的利用率就已超过30%。在污泥堆肥过程中常加入调理剂、膨胀剂、吸附剂及固氮菌、Fm菌、em菌等微生物,使交换态重金属含量降低,稳定态的重金属含量增加,有毒物质显著降低,细菌、放线菌等微生物数量下降,提高堆肥质量。

2.4生物淋滤

生物淋滤技术是利用微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用,通过氧化、还原、络合、吸附、溶解过程,将污泥中的重金属分离浸提出来的一种技术。采用的微生物主要有硫杆菌属、硫化杆菌属、嗜酸菌属等,淋滤效果受温度、o2和Co2浓度、起始pH、污泥种类与浓度、底物种类与浓度等影响。与化学脱除重金属方法相比较,此种方法具有脱除率高、耗酸少,实用性强,是经济有效、具有潜力的重金属去除方法。然而,生物淋滤法采用的主要细菌如硫杆菌增殖慢,生物淋虑时间长是限制其大规模应用的主要障碍。

2.5热喷处理

热喷处理是将物料置于压力罐内通人蒸汽、保持短时高温、高压,然后瞬时全部放压的处理技术。利用该技术处理污泥,可缩短处理时间,提高无害化程度,还可能提高污泥养分的供应能力㈣。热喷处理是近年来发展起来的新的污泥处理方法,由特殊装置及其特有工艺来完成,在生产中并未形成规模化。

三、污泥资源化和无害化的必要性

污泥的同体性质和生物性质决定了其处置的难度.无论采取填埋、焚烧、填海等何种处置方式,都存在着二次污染、耗费能源及处置空间的问题。如果改变污泥的废弃物性质.作为资源来加以利用,问题便可以妥善解决。因此,资源化是污泥处置的最佳方式。建立在安全、无害化处置基础上的污泥资源化从根本上讲是一个认识问题.是观念的转变。坚持把资源化放在首位,是为了最终彻底解决污泥的处置问题。要从维护生态平衡的高度牢同树立和落实科学发展观,制定符合现状的技术政策和产业发展政策.促进技术创新,加快污泥资源化产业的发展。

四、污泥再利用的途径

4.1污泥农用

污泥农用投资少、能耗低、运行费用低.因此被认为是最有发展潜力的一种利用方式。污泥经消化处理后富含n,p,K等大量有效成分,是植物生长不可缺少的营养物质,污泥中有机物分解产生的腐殖质可改良土壤。施用污泥或污泥堆肥能明显改善土壤的物理性质。如有利于团粒的形成和提高团粒的水稳定性;可增加土壤的孔隙度,提高土壤的持水能力和保水能力等。施用污泥或污泥堆肥还能明显改善土壤的化学性质。如能碾著提高土壤氮、磷、钾(全量和有效态)和有机质的含量。

4.2污泥制砖

用干污泥制砖的最大优势是污泥的有机质和硅酸盐黏土矿物得到了全部利用。既节省了内燃煤,还有节土效果。用于污泥制砖在我国的广东、浙江、南京已研制成功,其中浙江嘉兴和广州已实现产业化。污泥制砖能将病菌烧死,将有害的重金属封存在焙烧砖中,而且砖无异味,不会对人畜和环境造成危害,是污泥资源化、减量化、无害化的发展方向。

五、结语

未来的污泥处理技术是使污泥的产生、处置与环境保护之间达到良好的动态平衡,所以寻求一种或几种兼顾环境生态效益和处置成本,且适合太原市实际情况的处置方法势在必行。应将现有的分散式处理转变为集中处理。污泥的农用无论从经济效益还是从环境效益来讲,都是最符合我市现有状况的一种方法,所以.建议首先以污泥农用为主;其次,根据污泥的性质及成分,还可以考虑制砖或其他建材,亦可当作燃料。真正实现污泥的减量化、无害化和资源化,是营造文明城市、卫生城市、环境城市、生态城市、健康城市不可缺少的部分。

参考文献:

污泥处理主要方法篇10

【关键词】城市污泥;热干化;薄膜;焚烧

城市污泥是污水处理的一种必然产物,污水处理是通过把水中杂质浓缩成固体形态再从流体中分离来实现,而这种浓缩浓缩出来的杂质便称为污泥。随着城市化的发展,城市污水的产量不断增长,2006年全国年产干污泥近130×106吨,而且以每年10%以上的速度递增。

城市污泥的成分很复杂,主要包括混入生活污水或工业废水中的泥砂、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物、由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物、重金属元素和盐类、少量的病原微生物、寄生虫卵等综合固体物质。未经恰当处理处置的污泥进入环境后,直接给水体和大气带来二次污染,对生态环境和人类的活动构成严重的威胁。为了不造成环境的二次污染,需要在污水处理的二级处理之后添加一道污泥处理工艺。污泥处理设备大约占污水处理厂的40%60%基建投资,污泥处理则占50%左右的处理费用,同时也造成了和其经济费用不成比例的处理难度。

污泥处理与处置的目的主要有以下四个方面:

(1)减少污泥最终处置前的体积,以降低污泥处理及最终处置的费用;

(2)通过处理使污泥稳定化,最终处置后不再产生进一步降解,从而避免产生二次污染;

(3)达到污泥的无害化与卫生化;

(4)在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的。

城市污泥的主要特性是含水率高(可高达99%以上),有机物含量高,容易腐化发臭,并且颗粒较细,比重较小,呈胶体液状。

根据污泥成分及处理目的的不同主要有调理、浓缩、脱水、干燥、消化、堆肥、焚烧等处理方法。我国的污水处理厂脱水污泥处置方法中,污泥农用占44.8%、陆地填埋占31%、其他处理约10.5%、没有处理约13.7%,而在发达国家比如日本其产生的污泥55%进行焚烧处理,35%的污泥进行填埋,约9%的污泥进行农田利用。其中,由于污泥含有一定的有机成分,通过焚烧使污泥无害化,不但污泥减容减量化程度很高,而且可回收利用产生的热能,日本、德国、奥地利等发达国家大多采用该种处理方法。

目前,我国城市污水处理厂普遍采用污泥脱水机进行脱水,形成含水率60~80%的脱水污泥,过高的含水率会极大的降低污泥热值,不利于能量回收和维持燃烧,故在焚烧前需对脱水污泥进行进一步的干化处理,将其含水率降低至20%甚至更低,以用于替代燃料。