污泥处理目的十篇

时间:2023-12-25 17:38:15

污泥处理目的篇1

关键词:污水处理厂;污泥处理处置现状;基本形势;基本对策

中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1674-9944(2012)12-0074-05

1武汉市污泥处理处置现状分析

1.1污水厂现状

武汉市从1984年开始建设污水处理厂,并于1990年开始正式运行,至2010年年底,武汉市都市发展区范围内已建成污水处理厂16座,总规模195万t/d[1],具体情况如表1所示。

1.2污泥现状

1.2.1污泥现状产量

武汉市主城区已建成的12座污水处理厂中正常运行产泥的污水厂有9座,主城区外已建和在建的8座污水厂中正常运行的有4座,目前,污水厂的污泥脱水后含水率平均在75%~80%左右,2010年武汉市主城区脱水污泥总产量为226419t,产泥率为1.66~9.13t湿污泥/×104 m3污水;主城区外脱水污泥总产量为38902t,产泥率为4.32~5.4t湿污泥/×104m3污水。因此截至2010年年底,武汉市已建成16座城镇集中式污水处理厂,日产污泥(80%含水率)约730t。

1.2.2污泥现状泥质

武汉市主城区各污水处理厂现状泥质特性见表2。

1.3污泥处理处置现状

目前武汉市都市发展区范围内正常运行产泥的污水厂有13座,仅三金潭污水厂建有污泥厌氧消化池,其余污水厂污泥处理主要采用离心脱水和带式脱水等机械脱水方式脱水,脱水污泥的最终处置方式均为委托外运填埋。

1.4污泥处理处置建设项目及发展情况

目前武汉市三金潭污水厂消化池已调试运行,已批复立项准备建设武汉市亚行三期环境改善项目污泥处理子项(表3)、陈家冲污泥处理项目。

近两年来,随着武汉市对污水厂污泥处理处置的重视,越来越多的企业参与到污泥处理处置事业中来,比如湖北省华新水泥公司拟将脱水60%的污泥运至黄石水泥窑焚烧制成水泥骨料,湖北亚东水泥有限公司计划新建一条水泥生产线协同处理城市污泥,湖北博时城乡环境能源公司已建成运行污泥炭化处理示范工程,湖北和远新能源科技有限公司已动工建设利用复合酶-OSA污泥减量技术和太阳能-热泵污泥干化技术处理市政脱水污泥工程。

1.5污泥处理处置存在的主要问题

由于历史与体制的原因,我国排水行业历来“重水轻泥”,武汉市也不例外,近几年来武汉市城市基础设施建设主要以污水处理厂为主,而污泥作为污水处理的产物并没有受到足够的重视,主要是因为以前污泥量较小,对环境的危害程度没有现在严重。随着污水厂大规模建设并相继投产运营,污泥的产量急剧增加,目前全市的污泥量接近730t/d,污泥的处理处置问题凸显出来,亟需解决污泥出路问题。

目前武汉市污水厂污泥未考虑污泥干化等常规处理设施,仅采用浓缩、脱水等处理,处理效率偏低,污泥含水率普遍高达80%,运往垃圾场填埋后,由于污泥细小,可能造成垃圾场渗滤收集系统的堵塞,同时如此大量的剩余污泥进入垃圾场,势必会影响垃圾场的正常运行,降低垃圾场的处理能力,缩短垃圾填埋场的使用寿命。目前武汉市垃圾填埋场已不接纳此类污泥。同时这些污泥含水率高,呈糊状,给储存、处理、运输等环节带来极大困难,造成现有污水污泥出路不畅。因此未来应根据污泥现状泥质的特性,寻找合适的污泥处理处置方式。

同时,武汉市目前没有专门的污泥处置设施,现有污泥的外运填埋如处理不当,将不可避免地造成二次污染。污泥处理处置的失效不仅是污水处理厂全部功能实现的问题,而且作为城市水资源与水环境的结点其整体功能也将随之失效,污泥对地表水和地下水的污染甚至会造成更为严重的环境灾害。

2武汉市污泥处理处置面临的基本形势

2.1污水处理厂污泥处理处置的紧迫形势

截至2010年年底,武汉市已建成16座城镇集中式污水处理厂,日产污泥(80%含水率)约730t,按武汉市污水处理厂的建设速度和规划规模,污泥产量在相应的规划期内还将处于高速增长阶段。依据《武汉市主城区污水收集与处理专项规划(2010~2020)》,主城区污水厂规划处理总规模将达到369万m3/d。另外都市发展区污水厂规划处理规模为244.5万m3/d,远城区(不在都市发展区范围内,仅前川和邾城)污水厂规划处理规模为20万m3/d。根据环保部及规划部门对水环境保护的要求日益提高,大部分污水厂的尾水排放标准将由原来的GB18918-2002一级B标准提高至一级A标准[2],因此污水厂污泥量远期将大大增加。通过污泥量预测,至规划远期,武汉市各污水厂的干污泥总量约894.8t/d,如果按处理到含水率80%的要求,则运出厂外的污泥总量约2986t/d;如果按环保部“十一五”期间对污泥减量化的要求,污泥含水率不得大于50%运出厂外[3],则运出厂外的污泥总量约1194t/d。

因此,武汉市现有已建及在建污泥处理处置设施总规模还远不能满足污水厂正常运转和持续发展的需要。

2.2武汉市污泥处理处置面临的政策形势

2000~2010年期间,国家相关单位相继颁布了《城市污水处理及污染防治技术政策》 、《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》(建城[2009]23号)、《污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则》、《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》(环办[2010]157号)、《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》(建科[2011]34号)[3~8]。当前我国污泥处理处置事业处于初步发展阶段,这些政策体现了节能减排、资源循环利用和土地节约利用政策的要求,明确了污水处理厂污泥处理处置技术的发展方向和技术原则,对指导各地开展城镇污水处理厂污泥处理处置技术的研发和推广应用、促进工程建设和运行管理、避免污泥二次污染、保护和改善生态环境、促进节能减排和污泥资源化利用等具有重要意义。

2010年12月湖北省住房和城乡建设厅根据国家下发的有关规定制定了《关于加强全省城镇污水处理厂污泥处理处置劳动的意见》,对全省污泥处理处置设施建设、监管、投融资体系以及组织领导等提出了指导意见和明确要求,为加快推进湖北省城镇污水处理厂污泥无害化处理处置和资源化利用工作提供了政策支持[9]。

我国对污泥处理处置的认识是在近几年才逐渐展开的,存在国家层面的法律法规缺失的问题,这也导致了武汉市缺乏对城市污泥处理处置的相关规定,目前市水务局、环保局和城管局等行政主管部门对城市污泥处理处置都具有管理职能,但未能形成有效的管理机制,造成管理和监管缺位。

2.3武汉市污泥处理处置面临的资源形势

武汉市有多种可用于污泥处理处置的资源条件,如土地利用、焚烧和填埋资源,各种资源条件的优缺点分析如下。

2.3.1土地利用条件

污泥土地利用主要通过堆肥进行农用或通过无害化及稳定化处理后进行土壤改良。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、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)的修复与重建,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。

2.3.2农业利用消纳的资源条件

根据土地利用变更调查数据分析,到2020年,武汉市耕地保有量将不低于338000hm2(507万亩)。

可见武汉市农用地规模较大,可消纳污泥产品量大。根据《城镇污水处理厂污泥处置 农用泥质》(CJT 309-2009),施用符合标准的污泥时,一般每年每亩用量不超过7.5t(以干污泥计),连续在同一块土壤上施用不得超过10年,则仅耕地年可消纳污泥量253.5万t。不过由于污泥中含有部分重金属和其他有毒物质,且目前国内相关标准缺失,难以控制土壤中积累的重金属和其他有毒物质含量对农作物的影响,同时污泥制肥尚无产品消纳体系,堆肥产品无法保证稳定持续的消纳,且一旦不慎造成污染进入食物链,后果将十分严重难以挽回。

2.3.3绿化利用消纳的资源条件

武汉市主城区现状绿地总面积为25.17km2,规划公园绿地、生产绿地总量分别为74.04km2和5.01km2。新城组群现状绿地面积总量为22.36km2,规划公园绿地和生产绿地面积分别为74.38km2和26.03km2。

武汉市绿化用地规模较大,可消纳污泥产品量大,由于该方式污泥产品不进入食物链,在保证环境安全前提下,可有效解决污水污泥出路问题。但是此方式缺乏污泥产品施用地域、方式、数量整体的规划。

2.3.4矿区恢复消纳的资源条件

武汉市在蔡甸区、江夏区等共有7610hm2废弃砖瓦厂、矿山用地需进行土地复垦和改造。

污泥经过干化或者石灰(水泥)稳定后,不仅其含水率大大降低、病菌杀灭,其物理性能也得到较大改善,可作为部分建设场区的填方土源。但开采矿区为企业使用,需相关政策才能保证该种消纳方式使用。

2.3.5焚烧条件

考虑环保部门要求,污泥不宜采用直接焚烧方式,已避免造成环境二次污染,同时污泥的建材利用等综合处理措施需在干化前提下实施,本次焚烧条件分析以干化条件分析为基础。由于武汉市污泥热值尚不能支持自身干化需要,外来能源的补充就成为污泥干化最重要的制约因素。武汉市内现有青山热电厂、武昌电厂、关山热电厂、阳逻电厂、沌口电厂、武钢电厂、武石化电厂、晨鸣纸业自备电厂、葛化祥龙电厂、东西湖世源热电等,装机规模为425.15万kW,武汉市已建及在建垃圾焚烧厂有5座,分别为长山口、滠口、青山、新沟和锅顶山垃圾焚烧厂,现有水泥厂有阳逻亚东水泥厂,在武汉市周边100km范围内还有华新水泥黄石、大冶和赤壁等生产厂。

武汉市目前在三环线周边分布的电厂和垃圾焚烧厂较多,能源分布较广,为污泥干化提供了良好的能源条件。同时干化后产品可与煤掺烧补充能量,达到资源循环利用效果。但是这些电厂余热已开发利用,且掺烧对现有锅炉本身存在不利影响,无相关政策鼓励企业积极参与。

2.3.6卫生填埋条件

武汉市内目前共有长山口(2000t/d)、陈家冲(2100t/d)2处在运行的垃圾填埋场,尚有千子山规划垃圾填埋场待建,处理规模为1500t/d。

卫生填埋以其成本地、易实施的优点,在污泥处置中占据了重要位置,同时作为污泥处置基本和安全手段,污泥填埋场地的控制必不可少。目前由于武汉市垃圾焚烧处理设施处于大规模建设期,现有垃圾填埋场处理能力较大,可有效接纳污水污泥的填埋需求。但是考虑土地利用价值及不可再生性,土地填埋不可持续,且选址难度较大,同时若脱水污泥不符合垃圾填埋场的剪切强度要求,勉强填埋会影响填埋场的透水透气性能及覆土,缩短填埋场使用寿命。

3解决武汉市污水厂污泥处理处置现状

的基本对策3.1尽快编制完成相关专项规划

随着城市发展污水厂污泥产量显著增加,污泥处理处置已经成为政府、行业专家和公众共同关注的焦点,2008年武汉市规划研究院启动了新一轮《武汉市污水厂污泥处理处置专项规划》的编制工作,并于2010年正式开始编制,以指导污泥处理处置项目的实施。在专项规划的编制过程中,面临许多难点和意见分歧,给污泥规划方案的确定造成了诸多困难,经过多番协商和修改,目前已基本完成专项规划的编制工作,政府应尽快完成规划的审查和批复工作。

3.2确保按期建设近期成熟项目

按现状污水厂规模和在建(含已立项)污水厂规模预测污泥量,到2013年,武汉市污泥总量为干污泥342.9t/d、80%含水率的湿污泥为1714.5t/d。近期应完成在建及已立项的污水厂污泥处理处置项目,包括华新水泥龙王嘴污泥深度脱水加外运水泥厂协同处置项目(80%含水率污泥150t/d)、北京恒通陈家冲污泥堆肥项目(80%含水率污泥220t/d)、亚行三金潭污泥热干化项目(80%含水率污泥100t/d)、亚行南太子湖污泥石灰稳定项目(80%含水率污泥50t/d)和亚行落步嘴污泥热干化项目(80%含水率污泥200t/d)。建设长山口基地的污泥卫生填埋工程,规模为80%含水率污泥400t/d。完成各污水厂厂内污泥含水率控制工程,包括近期所有在建及已立项污泥处理处置项目中未明确集中处理的污水处理厂,分别为汤逊湖、豹澥、沌口、纱帽、纸坊、黄金口、蔡甸、高桥污水处理厂,总计规模80%含水率污泥167.5t/d。同时建设汉西污水处理厂污泥消化工程,规模为80%含水率污泥200t/d。这些近期工程的建设将处理86.8%的含水率80%的污水厂污泥。

3.3尽快开展相关研究

3.3.1污泥处理处置方式研究

污泥的处置方法各有利弊,也在不断发展,对于武汉市来说不宜局限于一种处置方法。污泥处理处置方式的选择应有利于污泥处理处置的全过程安全风险控制,确保污泥处理处置系统满足城市环境保护的要求;有利于污泥处理处置的市场化运营,促进污泥资源化利用;有利于污泥处理处置项目的顺利推进,确保污泥处理处置各阶段目标的实现;有利于污泥处理处置新技术的应用,探索与武汉市相适应的处理处置技术路线。

通过对武汉市污泥泥质进行分析可知,各厂污泥含水率在75%~85%,均需要经过脱水处理才能满足各种处置方式的需求;将各厂干污泥重金属含量与各项泥质指标对比可知,龙王嘴污水厂污泥相对于园林绿化用泥Cd超标,汤逊湖和南太子湖污水厂的Zn含量严重超标,沌口污水厂污泥相对于部分泥质Pb含量超标,汉西相对于部分泥质Cd含量超标;而各厂污泥干基中有机物含量均能满足园林绿化、农用以及土地改良对有机物含量的需求,只有龙王嘴和三金潭污水厂污泥干基中有机物含量满足单独焚烧对有机物的需求;另外各厂干污泥肥分(总氮+总磷+总钾)均能满足土地改良、园林绿化以及农用泥质对肥分的要求;但是各厂热值均偏小,且不能满足焚烧对干污泥中热值的需求,因此对各厂脱水污泥进行焚烧皆需要热源,利用工业余热、废热先将污泥进行干化,提高污泥的热值再进行焚烧,是经济有效的方法,干化后的污泥可送入水泥厂、热电厂焚烧。

3.3.2污泥处理处置产业政策研究

政府应制定鼓励多元化投资的政策,在争取政府划拨污泥处理处置专项资金的同时建立多元化的污泥处理处置融资渠道,广泛吸纳国内外各类资本,鼓励成立专业污泥处理处置企业,实现污泥的集约化和产业化经营;制定保障污泥产品出路的政策,对污泥资源化利用产品优先采购;采取鼓励和扶持污泥处理处置产业发展的财政、税费优惠措施,以财政补贴、税费减免等经济杠杆引导和支持企业从事污泥处理处置工作;同时对在特许期限内,因政策调整而利益受损的公司进行补偿;鼓励污泥无害化和资源化的科学研究与技术进步,优先给予“三项经费”立项与资助,用于污泥无害化处理与综合利用技术改造的贷款,政府给予贴息扶持。

3.3.3污泥处理处置监管政策研究

污泥的处理处置监管主要可以从以下3个方面来考虑。一是源头监管:污水厂是污泥产生的源头,污泥处理处置的监管是目前污水处理厂监管的重要工作之一,各污水处理运营单位必须建立污泥产期、产量、去向等详细台账,健全相关管理制度,各厂在生产报表中上报污泥量和脱水污泥含水率,以便进行核查。二是转移监管:污泥产生后要进行处理处置,则必须进行转移运输,而运输公司或运输车辆必须置于监管之下,污泥运输应采取密封措施,防止沿途抛洒,更不得随意倾倒,避免在运输过程中产生二次污染。环保的危险废弃物转移联单管理办法是个有效的办法,可以借鉴。三是处置监管:污泥的处置方式及产品最终去向必须得到监管,防止企业在盈利驱动下,会在可减少成本的环节钻空子,让污泥最终得到安全有效的处置。

3.3.4污泥处理处置资金政策研究

目前,由于污泥的偷排或不妥当的处理处置会带来环境的二次污染,同时也严重影响污水处理的效果,且污水处理费收费不到位、收费水平过低,同时污泥处置要涉及到多部门、多企业,需要建立一个完整的产业链,不是一个企业可以解决的,需要政府系统规划、组织协调其设施的建设与运行,因此政府承担了污泥处置设施投资、建设的责任。政府应从污泥处理处置费用纳入污水处理费以及污泥处理处置费用由政府列入专项资金进行管理两方面尽快开展武汉市污泥处理处置工程资金政策研究,促进污泥处理处置产业化发展。

4结语

(1)按武汉市污水处理厂的建设速度和规划规模,污泥产量在相应的规划期内还将处于高速增长阶段。现有已建及在建污泥处理处置设施总规模还远不能满足污水处理厂正常运转和持续发展的需要,污水处理厂污泥处理处置的形势紧迫。

(2)当前我国污泥处理处置事业处于初步发展阶段,国家相关政策体现了节能减排、资源循环利用和土地节约利用政策的要求,但是在国家相关法律法规缺失的情况下,武汉市缺乏相关的污泥处理处置政策和管理机制。

(3)武汉市有多种可用于污泥处理处置的资源条件,如土地利用、焚烧和填埋资源,虽各有利弊,但是总体上规模较大,可消纳量较大,分别广泛,可选择性多样,这有利于确定武汉市污水处理厂污泥处理处置方式选择、设施布局等。

(4)在武汉市污水厂污泥处理处置面临的基本形势下,为解决污泥处理处置现状存在的问题应尽快完成专项规划的编制、近期污泥项目的建设及污泥处理处置方式、产业政策、监管政策和资金政策的研究。政府应制定鼓励多元化投资的政策,对污泥资源化利用产品优先采购,采取鼓励、扶持污泥处理处置产业发展的财政、税费优惠措施,制定风险补偿和科研资助政策,保证项目公司的利益,鼓励污泥无害化和资源化科学研究技术的进步。

参考文献:

[1]武汉市规划设计研究院,武汉市城市防洪勘测设计院.武汉市主城区污水收集与处理专项规划(2010~2020)[R].武汉:武汉市规划设计研究院,武汉市城市防洪勘测设计院,2010.

[2]武汉市规划设计研究院.武汉市都市发展区污水处理厂尾水排放方案及用地控制规划[R].武汉:武汉市规划设计研究院,2011.

[3]中华人民共和国环境保护部.关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知(环保[2010]157号)[R].北京:中华人民共和国环境保护部,2010.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部,国家环保总局,中华人民共和国科学技术部.城市污水处理及污染防治技术政策[R].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,国家环保总局,中华人民共和国科学技术部,2000.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)[R].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2009.

[6]中华人民共和国环境保护部.污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则[R].北京:中华人民共和国环境保护部,2010.

[7]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家发展和改革委员会.城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)(建科[2011]34号)[R].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家发展和改革委员会,2011.

污泥处理目的篇2

关键词:污泥 处理处置 技术路线

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(b)-0-01

1 背景

污泥是污水处理的必然产物,是污水中污染物转化的归宿。如得不到安全、稳定、规范化的处置,将会大大削弱污水厂的减排效益,造成严重的二次污染。因此,污泥的规范化处置问题目前已成为继污水处理后各级政府和部门关注的焦点,是城市排水行业面临的迫切问题。污泥的出路问题已成为城镇污水处理行业可持续发展的“瓶颈”。目前苏州市区,有福星、娄江和城东三座污水处理厂,处理能力36万t/d,实际处理量约为24.5万t/d,产生含水率为80%的脱水污泥约230 t/d,主要运往常熟田娘农业科技公司进行生物堆肥处理,少量运往吴中区江远热电厂与煤直接混烧。现有的污泥处置格局主要存在以下几方面的问题:(1)由于受堆肥产品的市场制约,以及生物堆肥对周边环境的影响比较明显等,目前的污泥主要通过常熟田娘公司进行处置的风险很大。(2)江远热电厂的处理能力仅为100 t/d,主要为吴中区服务,并且积极性不高。因此,只能临时帮助处理极小部分污泥。(3)目前市区污泥全部通过社会化、市场化处理处置,存在很大的不确定性和风险性。(4)污泥处置管理缺失,建设主体不明确,运行费用没有合理的价格机制,缺乏有效的污泥处置管理制度。

2 周边城市、地区的污泥处置情况

2.1 苏州工业园区

目前,工业园区与法国苏伊士环境集团合资成立了工业园区中法环境技术有限公司,建设污泥干化项目,规模200 t/d,利用热电厂的蒸汽进行干化后,进入热电厂燃煤锅炉焚烧。

2.2 苏州高新区

高新区的污水厂污泥暂由七子山垃圾场填埋,与垃圾填埋场有处理渗滤液的协议。根据建设部《城镇污水处理厂污泥处理处置 混合填埋泥质标准CJ249-2007》,污水处理厂污泥含水率一般在80%左右,不能用于卫生填埋。因此,目前高新区正在开始探索焚烧等其他出路。

2.3 宁波市

宁波市出台了《宁波地区城市污泥无害化处置方案》,利用该市周边热电厂比较多的有利条件,大力推广污泥到电厂焚烧的处置方式。由于这些热电厂可以享受到焚烧污泥后上网电价补贴的政策,企业的积极性也较高,主动投资建设污泥的干化设施,再投入锅炉焚烧,以提高处理能力和稳定性。

2.4 杭州市

目前,杭州市污泥的处置方式主要是填埋或堆放,污泥的规范化处置问题也十分紧迫。经过近几年的研究探索,最终确定焚烧作为主要的处置途径。另外,临近的上海市、无锡市也已建成或开始建设污水厂污泥干化焚烧项目。

3 适合苏州市区污泥处理处置技术路线分析

3.1 卫生填埋

根据国家标准,污泥进行填埋处理的含水率必须小于60%。而目前市区污水厂的脱水污泥含水率为80%左右,不能达到填埋的要求。另外,我市垃圾填埋场的库容已严重不足,通过卫生填埋来解决污泥出路已无可能。

3.2 建材利用

污泥的建材利用尤其是作为水泥原料,可以比较好地解决污泥的减量化、稳定化和无害化问题,是一种比较好的处置途径,受到国内外的肯定。但由于中心城区原有的水泥厂将全部外迁,且我市尚未有专门采用污泥做建材的生产企业,因此,污水厂污泥直接建材利用的途径在我市行不通。

3.3 土地利用

污泥土地利用主要包括土地改良和园林绿化等,污泥农用由于有直接进入食物链的可能,现在仍有争议。污泥的好氧高温堆肥工艺是一种资源化利用污泥的有效途径,投资省,运行费用低,能充分利用污泥中的有机质、氮和磷等养分,但堆肥过程需要的时间较长,占地面积大,并在生产过程中会产生异味。同时,堆肥产品的市场销售存在一些不确定因素,有可能出现污水厂泥满为患,影响正常运行。

3.4 干化焚烧

污泥的焚烧是一种最彻底的解决方法,较好地实现了污泥的减量化、无害化、稳定化。建设独立的污泥干化焚烧项目,对于政府履行污泥的处理处置责任是一种最安全、最稳定的方法。从调研的情况来看,限制这种方式应用的主要困难在于投资大、运行成本高。从项目的实施角度来看,环评公示时当地居民的意见也是一个不可忽视的因素。综上所述,结合苏州市区实际特点,几种污泥处置方式的比较结果见表1。

4 结语

4.1 巩固发展污泥堆肥处理

苏州市区的污水大多为生活污水,泥质基本符合污泥农用的技术要求,目前污泥堆肥产品有一定的销路和市场份额。从国家的宏观层面来看,也鼓励在有条件情况下,采用高温好氧堆肥工艺,实现污泥的无害化和资源化。但是,从堆肥产品在我市的市场容量来看,只能满足市区部分污泥的处理处置需要。因此,政府相关部门应对常熟田娘农业科技公司给予必要的技术、政策等方面的扶持,帮助企业健康发展。

4.2 尽快上马干化焚烧项目

采用干化焚烧工艺尤其适合于经济发达、人口密集、土地资源紧张的城市。因此,同济大学在编制我市污泥规划时,综合考虑国内外现有的污泥处置技术优缺点、实际应用中的经验教训以及发展趋势,提出了将污泥干化焚烧作为苏州市污泥最终处置的主要方式。为切实解决市区污水处理厂污泥处置的安全性、稳定性和可持续性问题,应尽快上马污泥干化焚烧项目。建议设计总规模600 t/d,征用土地50亩,分二期建设,一期300 t/d,投资估算约2亿元。污水处理厂污泥处置事关污水处理厂安全稳定运营以及保护和改善生态环境大局,地方政府责无旁贷。如果完全通过市场化途径交由社会企业进行处置,则将始终处于比较被动的局面,包括处置能力、处置费用等方面都存在较大的风险和不确定性。为增强政府对污泥处置的调控能力,推进“三区三城”建设,应抓紧建设污泥干化焚烧项目,尽早建成投产,以确保污水处理厂的正常运转,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。

参考文献

[1] 城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行).

污泥处理目的篇3

关键词: 污泥;处理处置;方案选择

中图分类号:[TU992.3] 文献标识码:A 文章编号:

目前,我国污水处理厂每年排放的污泥量(干重)约 140 万吨,且以每年10%以上的速度增长。随着国家污水处理设施不断完善,污水处理率逐年提高和处理程度的深化,污水处理厂的污泥处理处置问题日益显著。本文详细介绍了城市污泥几种常用的处理处置方法,并对其优缺点进行比较。

污泥处理处置的一般流程

目前,国内外污泥处理处置的方法众多,一般采用浓缩、脱水、消化、干化、焚烧、堆肥等不同处理方法与土地利用、卫生填埋和建材利用等几个处置方式的组合流程。

污泥处理处置过程中的浓缩、消化、脱水、干化、焚烧、综合利用等过程都是相辅相成的。按2001年版《日本下水道施设计画、设计指针和解说》,城市污水处理厂污泥处理流程(见图1)主要有以下2种:

图1 城市污水处理厂污泥处理流程图

第一个流程中,污泥经过消化,使污泥减量化、稳定化和无害化,便于卫生填埋或综合利用。而第二个流程中,由于后续有干化或焚烧工艺,所以消化处理可以超越,即当采用污泥消化时,污泥处理处置宜走综合利用之路,而当污泥采用焚烧工艺时,可以超越消化池,避免流程中环节过多,热量损失过多。

常用污泥处理处置方案概述

目前,污泥处理处置主要的方式有土地利用、卫生填埋、建材利用、干化焚烧等。

2.1土地利用

污泥的土地利用是指经过堆肥处理的污泥或污泥产品应用于园林、绿地、土壤修复及改良,目前国内污水污泥的处理处置技术和实际应用,在污泥制肥上获得实质性的进展,将污泥制成有机颗粒肥、有机复混肥和有机微生物肥料施用于绿化,不仅解决了污泥出路,同时使得污泥利用资源化,产生一定的经济效益。但臭气散发往往影响到周边居民的日常生活,露天堆肥带来的对周边环境污染问题也越来越严重。污泥土地利用受限于污泥的泥质,特别是重金属含量不得超过国家的有关规定,同时存在一定的潜在风险,如果施用不当,很容易造成环境的二次污染。

卫生填埋

污泥卫生填埋场中污泥的处置工艺采用卫生填埋技术,即在利用自然界代谢功能的同时,通过工程手段和环保措施,使污泥安全消纳,并逐步达到充分稳定的处置效果。由于土地资源有限,该方式逐渐受到限制,近年来各大城市就污泥的进一步处理和循环利用寻找最佳出路。

建材利用

污泥作为建材的原料,一般包括用作水泥添加料、制陶粒、制砖材和制轻质骨料等。日本在建材利用方面技术领先,较多的工程应用实例,污泥干化或焚烧后的无机灰末均可作为建材的原料利用。我国也正在尝试,有条件的地区应积极推广污泥建材综合利用。

污泥干化

干化处理后的污泥可以成为一种特殊的资源加以利用,为污泥的市场化提供基础,如作为建材、土地利用或焚烧进一步减量。苏州工业园区污泥干化项目设计规模300 t/d,就近利用热电厂的蒸汽作为干化热源,干化并输送至热电厂与煤混烧。

焚烧

污泥焚烧是一种常见的污泥最终处置方法,它可破坏全部有机质,杀死一切病原体,并最大限度地减少污泥体积。当污泥自身的燃烧热值较高,城市卫生要求较高,或污泥中有毒物质含量高,不能被综合利用时,可采用焚烧处置。污泥在焚烧前,一般应先进行脱水处理甚至热干化,以减少负荷和能耗。污泥焚烧在技术上是可行的,并已达到了工业规模的程度。

国外污泥处理处置现状

目前国内外污水污泥处置技术主要有:农业利用、填埋、焚烧及热水解等。

从1910年起各国就开始以焚烧工艺为主作为处理市政污泥的主要方法,如欧洲的德国、丹麦、瑞典、瑞士等国以及亚洲的日本,据EPA估计,1993年美国就已经拥有343座活性污泥焚烧炉,在丹麦,每年约有30%的污泥集中在32座焚烧厂集中助理;而瑞士政府已要求2003年起瑞士将禁止污水厂的污泥用于农业,所有污水厂污泥要进行污泥焚烧处理,而焚烧法处置污泥在国土资源紧张的日本发展迅速,应用最广,处理量约占全国的总污泥量为62.7%。目前欧洲最大的污泥干化焚烧处理处置中心位于荷兰的Moerdijk,处理量约占荷兰全国的总污泥量的27%。污泥干化焚烧技术经过近百年的发展,已经形成了成熟的工艺理论和先进的设备。

污泥处置方案确定

污泥处理处置应综合考虑污泥泥质特征、地理位置、环境条件和经济社会发展水平等因素,因地制宜地确定污泥处置方式。

土地利用在国内外污泥处置方法中污泥逐渐受到重视,经过堆肥处理的污泥或污泥产品应用于可用于制肥、园林、绿地、土壤修复及改良。

卫生填埋也是国内较常用的处理处置方式,但是随着城市发展,人口剧增,垃圾产量日益增多,垃圾填埋场容量已趋于饱和,污泥处理后若再运往垃圾填埋场填埋,一方面占用了垃圾填埋场的容量,另一方对环境造成影响,易造成二次污染。

建材利用是目前比较理想的污泥处理处置方式。然而,污泥建材利用的推广必须对产品质量的要求和干化污泥的要求单独评价,污泥的处置方法必须保证能够长期运行。

污泥干化焚烧是污泥减量化、稳定化最彻底的方式,焚烧后灰渣仅是原污泥干固体的7.5%,如果运输至填埋场,可大大减少运输成本,减少需要的填埋场容积,还可作为部分的覆盖土使用;作为建材利用,可以用作道路基层的回填等。

综合所述,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、资源产出和收益影响比几个方面来考虑污泥处理方案,同时兼顾环境生态、社会效益和经济效益三者之间的平衡。不管采用哪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。

参考文献

[1]杨柯敏,张春燕,张 燕,隋国舜.城市污泥处理处置方式及现状分析[J]. 中国资源综合利用,2012,30(12):28-31

污泥处理目的篇4

关键词: 污泥干化锅炉焚烧体会与思考

Abstract: With the increase of city sewage treatment, sludge production also increases greatly, sludge disposal is a new problem facing the city. I work in a coal-fired thermal power enterprises, treatment and disposal in recent years engaged in the city sludge, have some understanding of city sludge treatment and disposal, and think about their own experience to talk about.

Key words: sludge drying incineration boiler experience and reflection

中图分类号:[TU992.3] 文献标识码:文章编号:

1 城市污泥的问题

随着我国城镇化水平不断提高,污水处理设施建设得到了高速发展,据(2013-2017年中国污泥处理处置深度调研与投资战略规划分析报告)统计2010年我国城镇污水处理厂已经建有2500多座,城市污水处理能力已达到每天1.22亿吨,为实现国家的减排目标和水环境改善,作出了巨大贡献。但是污水厂的建设及运行伴随产生了大量剩余污泥,以含水率80%计,全国年污泥总产量将很快突破3000万吨,污泥处理形势十分严峻。

由于人国污水厂在建设过程中,长期以来“重水轻泥”,我国城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化,但未实现污泥的稳定化处理。约80%污水厂建有污泥的浓缩脱水设施,达到了一定程度的减量化,约有80%的污泥未经稳定化处理,污泥 中含有恶臭物质、病原体、持久性有机物等机物等污染物从污水转移到陆地,导致污染物进一步扩散,合得已经建成投运的大污水处理设施的环境减速排效益大打折扣。据有关统计资料显示,目前处置方式中,土地填埋占63%、污泥好氧发酵+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%。事实上,土地填埋、露天堆放和外运的污泥处理大部分属于随意处置,真正实现安全处置的比例不超过20%。制约污泥处理处置设施建设的因素很多,但国家对污泥处理处置总体路线不够明确是重要因素之一。城市污泥如何更好地处置是全社会关心的问题。

2 解决问题的对策

解决城市污泥的最终目标是实现减量化、无害化和安全稳定化。污泥燃烧是一项技术成熟、节约能源、符合国家能源政策的环保项目,是目前处理污泥的最有效办法。目前污泥焚烧技术已经成为污泥处置的主流,愈来愈受到重视。这是因为与其它污泥处理、处置方法(如将污泥先改性再经高压板式压滤成泥饼后填埋、所谓污泥肥料化等)相比较,具有突出的优势,能够实现减量化、无害化、资源化。污泥焚烧技术成熟不复杂,可利用现有热电厂锅炉,掺入煤中直接燃烧;污泥中的可燃气体及可燃物质作为热能可以回收;而采用燃烧的办法是减量化,避免污染转移的最好办法。

3 目前焚烧污泥的二种主要方式

方式1 脱水污泥直接加入流化床锅炉内与煤混烧 这种方式充分利用了流化床锅炉对多种燃料,特别是多水分、低热值燃料的适应性,只需在锅炉顶部或侧墙,开一个或几个孔,通过一套专用的输送设备,将含有约60%水份的污泥块直接送入炉内,利用污泥中的水份在高温下蒸发汽化,体积膨胀,污泥块爆破使污泥细化,参与炉内的流化过程,与煤混合燃烧。

方式2 将脱水污泥进一歩干化,使污泥的含水率低以40%成粉粒状掺入煤中(或与拉圾混合)进入锅炉焚烧。

比较上述二种方式:方式1污泥脱水工艺简单、脱水过程能耗少,但城市污泥热值不高且大于60%的含水率的入炉污泥燃烧价值不高,不仅不能提供热量,反而还要耗能(煤),影响锅炉燃烧工况;方式2污泥干化增加了干化工艺、干化过程需要耗能(所谓的利用光能、风能效率太低目前还不能实现产业化) ,但干化后的污泥热值提高,入炉后参以燃烧具有热能的价值。比较二种方式:方式2 对污泥处置的效率高,焚烧过程更可靠,资源再利用效果更明显。(南京、武汉、于津等地的专家对污泥不同含水率焚烧效果都有很好的分析和总结)

4 目前比较成熟的污泥干化工艺

一是以浙江绍兴中环建成的日处量2000吨湿污泥工程,采用空心浆叶机进行干化的方法。将含水率85%的湿污泥泵入空心浆叶机,以蒸汽(或导热油)为媒介间接加热污泥蒸发水汽的方法,使污泥中水份蒸发后含水率降到45%以下,成粉状或小颗粒状,送入锅炉与煤掺和焚烧。采用蒸汽利用空心浆叶干燥机对污泥干化,使污水厂经袋式过滤后含水率85%的湿污泥,通过空心浆叶干燥机干化使含水率降到45%及以下可以掺煤焚烧这种工艺方法已经在许多地方推行。

二是以苏州工业园区污泥处置资源化及综合利用工程为例的目前较为先进的“薄层蒸发加带机干化”工艺,也叫“二段法”工艺。所谓的“二段法”,即首先将含水率80-85%的湿 污泥输入第一段薄层蒸发器,利用蒸汽间接式加热,使湿污泥干化到含水率55%成泥饼,再经切碎机切成条型䢋入第二段带式干化机,经过第二次干化(这第二次干化采用的热媒来自第一段蒸发器的余热)使污泥的含水率降至10-20%,成为“干污泥”,输到热电厂的燃煤锅炉,与煤掺和焚烧。

二者比较:前者设备工艺简单、干化加工成本相对低,但能耗高,热能利用率低;后者设备工艺复杂、干化加工成本要高许多,相对能耗低,热能利用率高。笔者认为:从长远观点看、从能源价值看,应以“二段式干化”的方式推广和肯定,这里就有一个政府主导,环保理念与能源价值、社会效益与企业利益的关系

5 目前污泥干化---焚烧处置方法的思考

前面介绍了目前污泥干化---焚烧的二种工艺,其中前一种污泥干化工艺已在各地不同行业(如热电厂、污泥拉圾焚烧厂、拉圾焚烧发电行业、以及印染行业) 以不同规模逐步推广并已经开始走向产业化,各地政府要求已建成的拉圾焚烧发电厂增设污泥焚烧,对新建的拉圾发电厂必须配套污泥焚烧。这些企业具备了污泥干化所需的热能、污泥干化过程中产生的废汽可以通过密封管道送入锅炉处理,干化的污泥作为热源入炉燃烧,污泥干化过程中蒸汽疏水余热回收用于锅炉给水,所以它是目前城市污泥处置的有效方法,可以实现减量化和安全处置化。

但污泥毕竟是一种污染物,它含有大量有害细菌、可燃气体、重金属,干化过程中产生的大量废汽、废水如何有效处理,真正实现无害化还是应该认真探讨,不少小规模的污泥干化项目往往由于考虑加工成本,将干化过程中产生的废汽、废水直排、偷排,造成空气和地下水的二次污染;目前已经采取废汽入炉焚烧的,真正能做到烟气达标排放的还要做许多努力。正如一些专家但心的这种废汽经焚烧会产生新的更具有危害的毒性气体,新的问题出现,值得认真对待。国家有排放标准,也提出了相应的防治措施,关键在于如何来严格执行。笔者认为:城市污泥的处理和处置是社会的一项公益事业,政府处于主导地位,城市规划中明确采用集中污泥处置地,必须规范化、组织专家论证,明确技术方案,指导市场运作。本人亲历污泥处理走过的弯路,原先污泥处理采用的工艺,是将污水厂运来的含水率85%的湿污泥---加水淘洗---加药剂改性----经高压板式过滤机脱水生产出含水率接近于55%的泥饼,其结果烧又不能烧、填埋又不许的两难境地,最终未能实现污泥的处置,被迫放弃原已形成的一整套耗资几百万装备的作业线,再重新投资改造成目前采用蒸汽空心浆叶干燥,能将污泥干化至含水率低于43%的、日处理200吨湿污泥规模的示范生产线,实现了掺入煤中进入锅炉焚烧的成功,前期浪费的人力、物力和时间值得检讨引于为训。

污泥处理目的篇5

关键词: 污泥含水率 合并深度脱水 调理—压榨干化处理

中图分类号:[TU992.3]文献标识码:A

一、南平市城市污水、污泥处理现状概况

南平市中心城区目前设有两座污水处理厂,即塔下污水处理厂和南庄污水处理厂。根据规划,该两座污水处理厂处理规模近远期均不再扩大,其污水污泥处理处置概况如下:

表1-1现有污水厂处理规模及工艺汇总

二、存在的问题

含水率80%的污泥直接填埋存在以下问题:

(1)没有经过稳定化处理,易对环境造成二次污染。

(2)散发浓烈臭气,运输中对沿途环境影响大。

(3)增加污泥运输费及垃圾填埋的污泥处置费。

(4)会增加填埋场负荷,缩短其使用年限。

(5)粘度大,难以进行推平、压实、覆盖等填埋工艺。

(6)填埋后使填埋体易变形和滑坡,成为人为的“沼泽地”,给填埋场带来极大的安全隐患。

三、政策背景

根据《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T23485—2009)的规定, 脱水后污泥含水率应小于60%方可进行卫生填埋。该两座污水处理厂含水率80%的污泥不满足直接填埋的要求。

福建省住房和城乡建设厅、环境保护厅发文明确指出:目前已建污水处理厂的污泥处理处置尚未满足要求的,应加快整改、建设,确保污泥安全处置。2014年底前,全省所有城镇生活污水处理厂污泥实现安全处理处置。

为满足这一要求,经技术比较,推荐采用“调理—压榨干化处理技术路线[1]”对该两座污水处理厂污泥进行深度脱水处理并安全处置。

四、合并深度脱水的必要性及建设规模

4.1污泥量

南平市塔下污水厂目前的产泥率为0.93吨污泥(干重)/万m3污水左右,南庄污水厂目前的产泥率约为0.86吨污泥(干重)/万m3污水。

据统计,我国南方地区污水处理厂的产泥率大致在1.2-1.75吨污泥(干重)/万m3污水之间[2] [3]。由于历史原因,南平市目前截流制排水管网较多,导致污水进水水质偏淡,使得污水厂的产泥率较低。随着南平市排水管网的完善,污水厂的产泥率会有所提高。

考虑到该两座污水处理厂不再扩建,污泥深度脱水工程需一次到位,为留有余地计,该两座污水处理厂的产泥率均按1.2吨污泥(干重)/万m3污水进行设计及设备安装。

表4-1污水处理厂污泥产量表(以80%含水率计)

4.2合并处理的必要性

南庄污水处理厂相对于塔下污水处理厂,其规模小、污泥量少,若考虑两座污水处理厂各建一套污泥深度脱水设施,则投资较高,不经济;另一方面南庄污水处理厂未预留污泥深度脱水用地,即使拆除原脱水机房,也无足够用地设置污泥深度脱水设施。相反,塔下污水处理厂预留有相关用地。

综上分析,考虑将南庄污水处理厂带式浓缩脱水机房脱水后污泥(含水率80%)外运至塔下污水处理厂,后与塔下污水处理厂污泥一并处理。南庄污水处理厂到塔下污水处理厂运距不足5km,合并处理处置满足相关规范规程。

4.3工程规模

为满足施工期间该两座污水处理厂能正常运行,考虑保留其原有脱水机房及相关设备。

通过以上污泥量预测及分析,考虑在南平市塔下污水处理厂建设50m3/d的污泥深度脱水设施一套,服务于该两座污水处理厂。

五、深度脱水处理工艺流程

深度脱水(调理-压榨干化)工艺原理——通过向污泥加入专用污泥调理剂,经过一系列的物理和化学反应,改善脱水性能,使污泥更容易脱水;调整pH,降低污染物的活性;固化/稳定重金属,使其浸出率降低。调理后的污泥输入压榨机进行压榨,压榨干化后的污泥含水率降至60%以下,再外运进行后续处置。流程如下:

图5-1 “调理—压榨干化处理技术路线”工艺流程图

六、工程内容

塔下污水处理厂现有污泥浓缩脱水车间难以满足污泥压榨机的安装要求,因此考虑在塔下污水处理厂预留用地内新建污泥深度脱水机房及配套设施。主要工程内容:

(1)污泥接收池,平面尺寸为4.80×10.80m。配套搅拌设备及污泥输送设备。

(2)污泥调理池1座,有效容积:150m³。配套搅拌设备。

(3)污泥脱水压榨车间1座。

压榨机进泥含水率:97%,出泥含水率:小于60%。

选用2台压滤机处理,每台处理4T绝干污泥,加药25%,则加药量为4×(1+25%)=5m3。压滤机选用过滤面积:180m2/台,压滤机的滤室容积:3.6m3/台,工作时间:16h/d,单台N=11.5Kw。另配套各类泵及出泥输送机。

七、结语

为满足南平市城市污水处理厂污泥卫生填埋的要求,实现污泥的减量化、无害化的目标,考虑在塔下污水处理厂建设50m3/d的污泥深度脱水设施1套,服务于塔下污水处理厂及南庄污水处理厂。

深度脱水工艺为“污泥浓缩污泥调理污泥压榨干化污泥外运处置”,经深度脱水后的泥饼可直接进入填埋场填埋,也可作为建材的原料。

参考文献:

[1] 夏志祥,游建琼. 污泥调理压榨深度脱水技术工程应用[J]. 中国高新技术企业. 2012(18)

污泥处理目的篇6

论文关键词:污泥,处理处置技术,北京污泥现状,污泥处置规划,生态利用

 

污泥作为一种废弃物, 是在污水处理过程中分离出来的固体,每处理万吨污水产生5~10吨含水率为80%左右的污泥。污泥成分及来源均比较复杂,其中含有大量的氮、磷、钾等多种营养元素和有机质可利用成分;也可能含有有毒、有害( 二唖英) 、难降解的有机物( 多氯联苯等) 、重金属( 锌、铜、铬、砷、汞、镉等)、病原菌及寄生虫( 卵) 等物质, 大量未经处理的污泥任意堆放和排放都容易对环境造成了新的二次污染。因此污泥需要及时处理处置,以达到减量化、稳定化、无害化及资源化利用的目的。

污泥中有机质、氮、磷养分丰富, 是一种值得利用的肥源。北京市污泥中含有丰富的营养物质,2008年北京全市106万吨湿污泥相当于尿素1.5万吨、磷酸二铵2.3万吨、硫酸钾0.5万吨和有机质12.9万吨;但污泥中又含有各种各样污染物质, 施用不当会造成土壤和地下水污染。按照2015年北京市污泥最终处置规划,土地修复利用占有很大的比例,因此,开展泥质分析,研究污泥堆肥后符合园林绿化、矿山修复和沙化土地改良用工艺产品是十分必要。

1. 国内外污泥处理处置现状

污泥处理处置的方式各个国家不尽相同,同一国家的小同地区也相差很大。目前污泥的处理处置手段包括排海、卫生填埋、焚烧以及土地利用等。一些发达国家的污泥处置及利用情况如下:

图1污泥的主要处置与利用情况 %

污泥填埋占有很大的比例,约40%左右;污泥排海自20世纪90年代后被禁止;污泥焚烧由于价格昂贵处理处置技术,且焚烧过程中容易产生二噁英污染,在很多国家对污泥的焚烧处置都有着严格的限制;污泥农用比例在30%以上,但要严格控制其中的重金属含量,而园林绿化、生态改良、市政绿化等土地利用方式表现出较好的应用前景。

我国常用的污泥处置方法包括:堆肥处理、卫生填埋、焚烧处理、水体消纳和上地利用(排入江河湖海的方法),但每种方式的具体比例还有待进一步统计。

2 北京市污泥处理处置现状及存在的主要问题

北京市污泥总体状况为产生量大,资源化利用率低。其中,中心城区建成污水处理厂9座,日处理能力256万立方米,污水处理率达到95%;郊区卫星城建成污水处理厂16座,镇级污水处理厂42座,污水处理率达到48%。2010年北京市污泥总量为3800吨,其中城区污泥量约为2500t/d,郊区污泥量约为1200t/d,预计2015年污泥年产量5000t/d,其中中心城区3200 t/d,郊区1800 t/d。目前,不足50%的污泥进行了堆肥和建材利用等处置和资源化利用,其余污泥进行简单临时堆置,缺乏有效的最终出路。

2.1 北京市污泥处理处置现状

北京市现共有6处污泥处置设施,处理处置技术多样化,包括清河热干化厂、方庄和小红门石灰干化厂、庞各庄堆肥厂、昌平区堆肥厂、北京水泥厂干化焚烧6座污泥处理设施,日处理能力为1810吨,处理能力不足污泥总产量的50%。

(1) 小红门和方庄污泥钙化处理厂

小红门和方庄污泥钙化厂处置能力分别为500吨/天和30吨/天,采用具有自主知识产权的增钙热干化工艺和装备,该技术以氧化钙为干化发热剂取代外加热源,工艺简单,干化后污泥渣可用做路基材料或替代部分水泥原料。

(2)庞各庄和昌平污泥堆肥处理厂

庞各庄堆肥厂处理能力200吨/天处理处置技术,昌平堆肥厂处理能力80吨/天,堆肥技术该技术占地大、处置效率受季节波动明显,但初始投资较小、熟化污泥可进行土地利用(农业、园林、绿化、生态修复等)。目前,该厂熟化污泥主要被周边省、市的肥料厂以低价收购。

(3) 北京水泥焚烧处理厂

处理能力500吨/天,采用水泥窑余热干化-焚烧技术,该技术使用进口干化设备,自动化程度高,但初始投资较大。干化后污泥作为水泥窑燃料替代部分焦煤。

(4) 清河热干化处理厂

处理能力400吨/天 ,采用流化床间接热干化技术,含水率由80%下降到10%,该技术全部使用进口装置,以天然气燃烧为热源,主要构筑物包括冷却水泵井、污泥运转仓间、干燥车间、干料仓、生物除臭池,建筑面积1800平方米,初始投资和运行成本较大。干化后污泥含水率过低、恶臭严重,需密闭运输和后期处置。

2.2北京市污泥处置存在的主要问题

污泥的最终安全消纳包括处理和处置与资源化利用两个阶段;一为处理阶段,主要对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理,包括浓缩(调理)、脱水、厌氧消化、好氧消化、石灰稳定、堆肥、干化和焚烧等。二为处置与资源化阶段,是污泥的最终安全消纳过程,一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚烧等。当前北京市污泥处理处置存在的主要问题为:

(1) 污泥脱水减量化处理程度低。污泥只经过浓缩、脱水等常规处理过程,含水率仍高达80%,运输过程易遗洒,并影响后续处置。

(2) 污泥处理设施严重不足。随着污水处理量提高,污泥产量急剧攀升,导致污泥处理和最终处置率不足50%。大量污泥简单堆置于废弃沙坑和沙荒地,没有进行稳定化和无害化处理,污泥中的污染物容易随降雨发生迁移,再次进入土壤、水体,产生二次污染,夏季散发的臭味、孳生的蚊蝇影响周边环境。

(3)资源化利用率低。污泥资源化处理设施只有庞各庄和昌平2座堆肥厂处理处置技术,产品用于土地改良和园林绿化,年产堆肥产品13.9万吨,占污泥总量的13.1%。

(4)污泥处理处置政策、标准尚不完善。北京市污泥处理处置监管措施、资源化利用激励政策尚未制定。目前征收的污水处理费不包含污泥处置费,污泥处置运营资金不足。

2.3北京市污泥处理处置规划

污泥处置按照因地制宜、协同处置、技术多元和厂内处理优先的原则,综合考虑技术成熟、经济合理、运输条件和征地困难等因素,城区采用热干化+焚烧的处理处置方式,具有占地较小优点,且可实现污泥减量化、无害化、资源化,实现热量的循环利用。具体包括三种处置方式热干化+焚烧,辅以堆肥+农用,以及石灰干化+建材利用的方式,具体规划如下见图2所示。在三种主要利用方式中,水泥厂焚烧占31%的比例,主要利用水泥焚烧转炉的余热对污泥进行预干化,干化后污泥进入水泥焚烧炉,有机质热量被利用,焚烧灰用作水泥原材料;污泥制生物碳土用于土地修复的规划比例为47%,但目前该方式处理和利用方式能力不足,且污泥产品品质评价、利用方式和对环境的影响还需进一步研究;污泥干化后制燃料棒和建材等利用方式占有22%的比例,其热值折合11万吨标准煤。

污泥处理目的篇7

【关键词】 城市污水处理厂 污泥 污泥减量

随着城市化水平的提高,污水处理厂不断地建成和投入使用,很多未能得到妥善处置的污泥已成为负担。如果仅是对污泥进行简单的填埋,将会带来严重的二次污染。如何将数量庞大、含水量高、成分复杂的污泥进行稳妥的安全的处理,达到污泥的无害化和减量化,最终达到资源化,成为各界关注的问题。

1 城市污水处理厂污泥处理现状与问题

1.1 城市污水处理厂污泥处理现状

据不完全统计,我国目前每年产生干污泥约1000万吨,约占总垃圾量的0.4%,且每年以10%的速度递增。面对如此巨大的污泥产生量及其高速增长趋势,要求我们在处理污泥问题时要具备长远的眼光和科学合理的规划,污泥处理问题刻不容缓。

1.2 我国污水处理厂污泥处理存在的主要问题

我国的污水处理厂在污泥处理方面主要存在以下问题:第一,在污泥处理的规模化成熟技术方面仍存在较大不足,还不能实现对污泥的高效的能量回收和物质利用;第二,在污泥处理问题上,相应的法规、制度尚不健全,无法从市场机制、标准体系、技术政策等方面给予其必要的支撑;第三,污泥处理的责任主体不明确。

2 我国污水处理厂污泥处理的方法

2.1 填埋

对于污泥处理我们以往最常用的方法是在垃圾填埋场处理,这种方法几乎没有对技术上的要求,操作非常简单。但是随着时间的推移,在城市生产生活产生的垃圾量和污泥产量不断增加的情况下,污泥中含有的有机物和一些微量元素将会影响到地下水的质量,由此产生的后果也不可估量。同时简单的填埋处理还将占取大面积的垃圾场,故不能将其作为污泥处置的长久之计。

2.2 焚烧

污泥焚烧在我国污泥处理总量中占据比较小的比例。焚烧可以将污泥中的有机物释放,能杀死其中的有害物质,而且具有时间快、可回收、减量化等特点。但是在焚烧污泥的过程中,会产生大量的污染性气体,对空气环境的影响较为严重,且污泥处理的经济成本远远高于收益。

2.3 污泥农用

在我国大多数边缘化地带上,污泥农用的处理方式也是可以见到的。这种方式是基于污泥中的一些有机物和部分微生物菌体可以在一定程度上起到促进农作物生长的作用,将其作为一种很好的土壤改良剂。但是同时,污泥中的有害元素也会对农作物甚至土壤环境产生危害。世界上已经有一些国家对此采取措施,杜绝污泥掺杂到农作物的原料中,更不让污泥在市场中出现。

3 城市污水处理厂污泥的综合利用

3.1 能源与热能利用

污泥制油技术可以由两种工艺技术实现:一种是污泥热解制油技术。其原理是在无氧或低于理论氧气量的环境下,将污泥加热到一定的温度,利用高温环境下,污泥的有机质热裂解和热化学转化反应,使污泥中的固体物质分解为油、不凝性气体和炭三种可燃物质,部分产物可以作为干燥与热解的能源,剩余可以当能源回收;二是污泥直接油化技术。该技术是在高温高压、催化剂的环境下,污泥中的高分子化合物质通过分解、缩合、脱氢、环化等一系列反应后变成低分子油状物质,目前已经在美国、英国、日本等国家得到推广使用。

3.2 农业利用

污泥中含有许多植物生长需要的元素,其中有机物的含量尤为突出,可以称为一种物美价廉的有机肥料。但是将污泥用作肥料使用需要满足以下条件:达到规定的卫生指标,同时还要没有病菌,污泥中的营养元素和有机物均达到相关要求,含氮量也应该符合标准量。在满足上述要求的前提下,在农业生产方面,污泥还是具有相当的可利用价值。

3.3 污泥制作建筑材料

在建筑材料制造领域,污泥具有明显的资源化利用优势。由于建材行业对原料的需求量巨大,将污泥中的有害物质分解和固化,就地消化污泥,对于有机含量偏低、不宜农用的污泥不失为一种有效的处理方式,具有广泛的应用前景。将污泥作为生产生态水泥的原料,也是解决城市污泥处理问题的一条有效途径。发达国家对于利用污泥等废弃物生产生态环保水泥已经有了成熟的经验,在欧洲水泥生产者联合会旗下的水泥厂中每年都有百万吨级的有害废物通过焚烧处理用于水泥生产。

3.4 提取重金属

城市污水处理厂中的污泥还可能含有部分重金属,如Hg、Pb、Cu、Zn等,我们可以通过适当调整污泥性状,向其中添加化学药剂,用来改变污泥中重金属的形态,从而利用重金属和其化合物的特性将其从污泥中分离提取出来。在污泥中添加某些还原剂可以对Hg等具有挥发性的重金属进行还原使之成为金属单质,然后对Hg等挥发性的重金属进行提取,最终达到回收利用的目的;同样还可以使一些重金属生成沉淀物沉淀下来后,利用离子交换对重金属进行分离提纯。但是污泥中的重金属含量总体偏低,而分离提纯的成本又较高,所以这种方式目前很少在城市污水处理厂得到实际应用,大部分还停留在试验研究的阶段。

总而言之,随着社会的不断发展和进步,污泥处置问题逐渐成为人们在生态环境建设领域的一个重点、难点。如果我们在污泥处置问题上措施不当,污泥会使环境问题更复杂,能源和资源的损失也不可估量。如果污泥能够得到科学、妥善的处理,它完全可以作为资源再次为我们所利用,并能带来一定的经济价值。由于我国在污泥处理方面欠缺经验,并且区域性处理方式又不尽相同,所以我们在处理污泥的时候,要因地制宜,结合当地的具体情况,对处理污泥的手段要具体分析,最终目的都是要实现污泥的综合利用与资源化。

参考文献:

[1]戴晓虎.我国城镇污泥处理处置现状及思考[J].水业导航,2012.

污泥处理目的篇8

关键词:污泥;处理处置;政策;实践

中图分类号:X703 文献标识码:A

文章编号:16749944(2013)07020202

1 引言

污水处理事业的快速发展,对城市水环境的改善和再生水的利用发挥了重要作用,但随之产生的污泥如果未能及时得到合理的处置,不仅不能充分发挥消除污染、保护环境的作用,反而会大大弱化污水净化的功能。为污泥寻找可靠和经济的出路,已成为整个社会与自然界面临的亟待解决的大问题。

河南省污水处理逐渐完善。截止2010年底,河南省已经投入运行的城镇污水处理厂共146座,设计污水处理规模为646万t/d,在这些项目中大多采用了氧化沟工艺,这意味着污泥的产量也在大幅增加,2010年污泥量产生约116.6万t(含水率80%左右)。随着城镇污水处理厂新建、扩建及提标改造工作的持续开展,预计2015年河南省污泥产生量将达到5900t/d,污泥处理处置工作面临的形式将更加严峻。河南省针对污泥的处理与资源化处置从政策法规和技术实践上也进行了不懈的探讨与实践。

2 政策扶持与法规的重视

政策的扶持与相关法规的完善是污泥处理与资源化产业发展的首要前提与基础。目前我国还没有一个综合的污泥环境管理体系,污泥处理处置相关指导性标准的空缺将导致其技术路线选择、方案制定、工程设计、施工、验收等阶段都无法保证污水处理工程的实际效果。同时,也导致了相关部门进行监督管理的政策依据的缺失,这是目前国内急待解决的问题。

国家计委、建设部、国家环保总局《关于推进城市污水、垃圾处理产业化发展的意见》拉开了污泥产业化发展的序幕,并为各项具体政策的制定提供了依据。河南省对于污泥处置问题也越来越重视,颁布了许多相关的法规。例如《郑州市2008年整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动工作方案》的通知规定:对城镇污水处理厂超标排污的,未对污泥进行无害化处理的,拒报或者谎报排污申报登记事项的,未安装自动监测设备或者未与环保部门联网的,要严格按照《中华人民共和国水污染防治法》的规定对其运营单位进行处罚。《河南省城镇污水处理厂污水污泥检验监测管理办法(试行)》规定:省建设厅负责全省城镇污水处理厂污水、污泥检验监测的监督管理工作。各市、县建设(市政)行政主管部门负责组织监督、检查本区域内各城镇污水处理厂污水、污泥的检验监测工作。这一系列法规的出台,为河南省污泥的处理处置奠定了法治基础,强化了污泥处置的责任落实,有力的推动了技术研究的进展和实践设施的完善。

3 污泥处理处置的技术实践探讨

河南省各地区针对污泥处理与处置问题,结合各地实际情况进行了多种多样的技术研究与实践探索。

3.1 污泥填埋

污泥填埋处理具有投资少、容量大、见效快等优点,是目前污水处理厂主要的污泥处置方法。以郑州为例,目前郑州市共有3座污水处理厂,即王新庄厂、五龙口厂和马头岗污水处理厂。其中王新庄、五龙口两厂每天共收集和处理50万t污水,产生污泥约250t,每年两厂共产生9万t污泥。据专业人士估算,待马头岗污水处理厂投入运营后,郑州市的污水处理率将达到85%,而

年污泥产生量也将有16万t左右。因此大量的污泥处置成为日益严重的问题。在王新庄污水处理厂,污泥通过浓缩机和脱水机的处理,含水量降为80%,最终成为可以填埋的污泥,运至郑州西部的小刘庄垃圾场进行填埋。五龙口污水处理厂没有污泥消化系统,其含水量过高,运输成为问题,给城市环境带来了风险和危害。日前,市污水净化有限公司拿到了污泥处置工程的批复,该公司将在中牟县投资兴建日处理污泥600t的工程,用来处理郑州污水处理厂排出的污泥。该工程选址位于中牟县八岗乡,征地面积397亩,建设工期1年,总投资1.76亿元,先行实施日处理污泥100t能力的生产线,可满足郑州市污泥处置需求。届时,郑州污水处理厂产生的污泥在这里脱水后,经过添加辅料、晒场翻晒和生化堆肥腐热等几道工序之后,再由破碎机破碎成粉状,可制成高效优质的有机肥,实现了污水处理的综合效益。

3.2 污泥农用

除了填埋外,污泥还能进行肥料化处置。污泥制肥就是把城市污水污泥经过堆肥、混合、发酵、烘干、造粒、包装等一系列工序后,变废为宝转化为富含各种有机物的农家肥,进而再生产出各种有机专用肥。由于目前广大农村大量使用化肥,造成土壤有机质严重缺乏,由污泥转化而成的各种有机肥,将有效地填补这种需要。

河南省第一个污泥制肥项目在许昌正式建成投产。许昌市区污水管网总长约130多km,污水处理厂日处理工业废水和生活污水8万多t,随着城市污水处理能力的不断提高,许昌市污水净化后的污泥生产量也将由目前的40t/d逐步提高到100t/d。许昌市污水净化公司利用污泥制作的小麦有机无机复混肥取得了良好发展势头,在污泥处理与处置上实现了环保与经济效益同步增长。资料显示,2004年许昌市污水净化公司产出污泥量11677t,而且全部被利用于制作肥料,不但大大的改善了环境,从根本上解决了污泥的去路和去向问题,避免了二次污染现象的发生,而且从一定程度上为公司第三产业的发展增加了经济效益。根据客户反馈意见看,这种小麦复混肥不但肥效好,而且对旱涝保墒都比同类化肥效果好。

洛阳瀍东污水处理厂污泥处置工程是该污水处理厂的配套工程,位于洛阳邙山镇水口村。该污泥处理车间于2006年3月开始建造,8月建设试生产,解决了瀍东污水处理厂、涧西污水处理厂和新区污水处理厂的每天产生228t脱水污泥无害化处理问题。工程占地12.6万m2,日处理规模为228t(82%含水率),产出颗粒营养土24t(10%含水率)和营养土32t(35%含水率)。符合国家标准要求的颗粒营养土和营养土全部作为园林绿化有机肥料、绿化用改良土、回填土利用。这类产品富含有植物所需的腐殖质和营养成分,其有机质含量高达30%以上,肥效高于畜禽粪便。

河南省三门峡市经济技术开发区开发区污水处理厂干污泥中有机质平均占687%,氮、磷、钾分别为518%、93%、09%,三样总和为1538%,可以进一步加工成我国现行的复混肥国家标准中的低浓度三元肥的含量25%标准第复混肥。 污水处理厂每年产生污泥1万t左右,若每年以生产330d计,一年可实现利润:9591.68×330=3165254.40元(317万元),即1.6年即可收回全部投资。

3.3 污泥制酶

污泥制酶也成为其资源化利用的一种方法。三门峡市酶制剂厂利用城市污泥、果渣等有机固体废弃物年产1000t角质酶生产线。项目总投资21000万元,分两期建设。一期:新建一条利用城市污泥、苹果渣(湿)等有机固体废弃物年产1000t角质酶生产线。二期:新建一条利用有机废弃物厌氧发酵生产线1000t脂肪酸(VFA)项目。以上两项技术均引进江南大学生物研究所最新科研成果和先进的生产工艺,采用国内最新专利生物酶制剂设备生产,该项技术是国家“863”高新技术成果和产业化推广项目,为城市污泥、苹果渣等有机固体废弃物资源化生产生物活性产品,带来了巨大的市场空间。污泥定向产酸并发酵生产高附加值的生化产品,符合“以废治废”和国家倡导的资源综合利用原则,生产成本低廉,能保护环境、减少城市污染物占用土地和污染河流。产品在国际国内市场上竞争优势明显.具有良好的经济效益和社会效益。

3.4 污泥制砖

污泥燃烧后的产物与粘土的组成基本接近,因此,用粘土制砖时加一定量的污泥一般是可行的。南阳市油田振兴特种油品有限公司总投资 100 万元溶剂萃取法处理含油污泥项目,建设一套年处理能力1万t的含油污泥处理工程,对污泥中的原油进行回收,并进行废渣无害化处理后固化制砖(不需要粘土)。该项目采用溶剂萃取工艺,回收的原油返销油田,而污泥固化砖做路面砖,销路及市场前景均好。

污泥处理目的篇9

关键词:污泥处理;技术;污泥堆肥

中图分类号:TV文献标识码: A

1我国污泥产量概述

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。

污泥是污水处理过程中产生的物质,它以好氧微生物为主体,同时包括混入生活污水中的泥沙、纤维、动植物残体等固体微粒及其吸附的有机物、金属、病菌、虫卵等物质的综合体。污泥中既含有多种有益生物生长的微量元素和改良土壤结构的有机质,同时也含有病原微生物、寄生虫(卵)、重金属及某些难降解的有机毒物。

2.我国城市污水污泥处理处置现状与资源化主要技术

(1)我国城市污水污泥处理

从国内已运行的城市污水厂来看,污水污泥处理工艺大体可归纳为18种工艺流程。由于污水处理厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液,所以污泥处理最重要的步骤是分离污泥中的水分以减少污泥的体积。污泥水与污泥固体颗粒的结合力是很强的,如果没有污泥调理(通过化学的、物理的、或者热工的方法),则绝大多数污泥的脱水是非常困难的。脱水方式的选择必须与污泥调理方式、脱水后是否干化及最终处置的形式结合考虑,如果脱水后的污泥直接用于农业,其含固率要大于25%,如果脱水后的污泥直接填埋(例如我们目前的状况),仅考虑含水率是不够的,还应该考虑承载能力的要求,实践证明,只有采用无机药剂的化学调理(在污泥中形成骨架)和板框压滤机脱水才能满足填埋场的要求。另外污泥生物稳定时间、程度、方式对污泥的可脱水性能有明显的影响,生物稳定时间不足、稳定程度不高的污泥,其脱水性比未稳定的污泥差;好氧消化生物稳定的污泥可脱水性比厌氧消化稳定的污泥差。图1是几种污泥脱水技术在我国所占比例。

图1是几种污泥脱水技术在我国所占比例

(2)国内城市污水污泥处置现与资源化主要技术

目前国内污水厂污泥处置的方法主要有:自然堆肥、干燥制肥、石灰消解稳定、污泥制作陶粒、污泥制砖、污泥制水泥、污泥填埋等。

3.污泥堆肥

污泥堆肥是简单易行的污泥处置与资源化技术,污泥农用前通过堆肥处理,经过微生物的作用,使植物养分形态更有利于植物吸收,另一方面可以消除臭味、杀死病原菌和寄生虫。堆肥应该是首要的污泥处置技术。但前提是污泥中各种污染物含量在控制指标内,污泥堆肥生成的有机肥料才有应用之地。尤其是目前工业废水和生活污水混合排放,导致了污水厂污泥的重金属含量超标,这样的污泥用于农作物的施肥会使重金属进入食物链,对人类的健康造成不可忽略的影响。

但是从另一方面可以预测到,随着我国城市园林绿化事业的蓬勃发展,需要大量的苗木花卉草坪基地。而污泥有机肥用于花卉苗圃,一是可以改良土壤,增加土壤有机质和养分;二是促进苗木和花卉的生长;三是污泥中的一些重金属和有害物质不进入食物链,同时树木园林花卉对重金属和有害物质有一定的净化功能。

污泥堆肥可以说是符合中国国情的污泥稳定技术,但自然堆肥需要的时间长、占地大、肥效低、肥料的经济价值小;目前国内有一些机械化程度高的堆肥技术,如圆柱形分格封闭堆肥、滚筒堆肥、竖式多层反应堆肥,在天津进行的污泥高温堆肥试验,已经探索出一套少加甚至不加调节剂、简单而便于管理操作的污泥堆肥工艺;我国近年在北京、唐山、太原、深圳、大连、石家庄、淄博、秦皇及徐州等城市,进行高温堆肥的研究,并取得工艺技术方面的初步成果。山西沃土生物有限公司与太原市排水处在太原市杨家堡污水净化厂合作建设的堆肥处理装置采用的就是强制通风动态发酵槽。深圳市中兴环境工程技术有限公司和加拿大诺曼工程公司合作,在国内新近推出了一项污泥处理专利技术――VERTADTM污泥好氧消化处理工艺(简称VD工艺)和污水处理专利技术――VERTREATTM污水好氧处理工艺(简称VT工艺)。目前在加拿大和美国已有三家采用该技术的污水处理厂投入运行。VERTAD工艺是目前最先进的好氧消化技术,通过VERTAD工艺消化后的污泥达到美国环保总署规定的USEPA-503条A级生物固体标准。VD工艺深井反应器的修建深度为110m,直径为0.5~3.0m。采用常规的转孔技术,以10万m3/d规模的污水厂为例。

4.污泥干燥制肥

通过干燥造粒工艺,并向污泥中添加必要的氮、磷、钾等营养成分,将污泥加工成复合有机肥,大大提高了污泥肥效和经济价值,是污泥处置的有效途径和发展方向。国内利用干燥造粒技术处置污泥、生产有机复合肥的污水厂有大连、北京密云、太原等地;其中以太原杨家堡污水净化厂沃土生物有限公司的污泥干燥制肥技术和工艺设备(VT筒仓式高效气流堆肥装置)最具有代表性,工艺先进、技术成熟,与其他堆肥发酵装置相比,具有产量大。投资少、占地少、发酵充分、无二次污染,并可根据处理量,灵活搭配发酵仓组合。VT筒仓式高效气流堆肥装置主要工艺如下所示:

向消化污泥中加入天然脱水剂和絮凝剂机械脱水调质堆积发酵二次发酵筛分热喷 造粒二次接菌 干燥计量包装 出厂

添加辅料干燥 计量包装出厂(有机复混肥)

5.石灰消解稳定

该工艺的原理是利用石灰和污泥中的水反应时释放出来的热量进行污泥干燥的。反应时温度逐步上升,最高达到102~105℃,干燥后的污泥产品,具有较好的利用价值,主要利用途径有公路基土、垃圾填埋场的覆盖土。天津市开发的活性石灰稳定处置工艺与成套设备是在引进了日本先进技术的基础上,结合我国实际情况开发和研制的,产品先后出口日本、印尼等,专门用于处置市政污水污泥、河道清淤污泥及橡胶产业排出污泥的处置。

6.污泥制陶粒

将污泥与黏土或煤灰按一定比例掺和,烧制成陶粒,可用作建筑材料,达到既处置污泥又创造经济效益的目的。根据天津污水处理研究所的试验成果,生产1m3陶粒消耗污泥1.584 m3(污泥含水率75%)。陶粒的销售价格基本与污泥处理成本相抵。

7.污泥制水泥

污泥制水泥具有减容程度大,无害化处理彻底等特点。例如,上海万安企业总公司利用水泥窑焚烧处理城市污水污泥。但是目前利用水泥窑焚烧处理污泥的技术,还不十分成熟,污泥仅占水泥生产原料的3%,因此不能作为污泥处置的主流工艺。

8.污泥填埋

污泥填埋处置的基本方式是城市污泥经过简单的灭菌处理,直接倾倒于低地或谷地制造人工平原。它的好处是污泥无毒无害化,处理成本低,不需要高度脱水(或自然干化)。然而,城市污泥卫生填埋也存在许多问题,如填坑中含有各种有毒有害物质经雨水的侵蚀和渗漏作用污染地下水环境,这对以地下水为生活水源的地区来说是不安全的卫生问题。此外,适宜污泥填埋的场所因城市污泥大量的产出而显得越来越有限。根据一份关于污水污泥情况调查报告,到2005年,欧盟国家的污泥卫生填埋场所仅能容纳污泥总产量的17%。在污泥不能被农用的情况下,污泥必须被填埋或焚烧。

9.污泥处置及资源化的其他技术

新的探索性的污泥资源化处理技术,包括作为填料回用、低热值燃料回用、建筑材料的附加原料、制造熔融材料和微晶玻璃、做粘合剂和可降解塑料等。图2是几种污泥处置技术在国内所占的比例。

图2:几种污泥处置技术在国内所占的比例

国内的污泥处置存在严重问题,从上图可以看到仍有13.79%的污泥没有任何处置,这将为环境污染带来巨大危害。

10.污泥处理处置的展望

从污泥处理处置趋势分析,今后污泥利用方面将会是土地利用和热能利用,污泥农用将会向更安全的方向发展。因此,我们必须及时了解污泥的各成分,同时在严格的污泥农用标准下改进污泥处理工艺。虽然堆肥受到处理周期,成本等的限制,但是,随着科学的进步和人们资源循环利用和环保利用意识的提高,堆肥和其他有竞争力的处置技术的经济差额正逐步减少。

污泥处理目的篇10

关键词:城市污泥,处理处置,干化,资源化

中图分类号:TU992文献标识码: A

Progress of the Sewage Sludge Treatment and Disposal Techniques

Gao Xinghua

(CECEP Water Development Co.,LTD ,BeiJing,100082)

Abstract: With the rapid increase of sewage treatment capacity and treatment rate, sewage sludge production increased rapidly. The components of the sludge is complicated and difficult, but also useful biological resources, if can reasonable use not only can change waste into treasure, but also increase the economic benefits, how effective the treatment and utilization of city sludge has become the focus of attention. This paper systematically analyzes the sewage sludge disposal technology, and combining with the situation of our country has carried on the forecast to the development trend of sludge treatment and disposal.

Keyword: sewage sludge; treatment and disposal technologies; drying; resources

随着污水处理设施的大量兴建以及污水处理量、处理率的大幅提高,污泥作为污水处理的副产物,产生量也日益庞大,其对生态环境造成的负面影响逐渐引起了世界的关注,污泥的处理处置问题也成为了各国污水处理的沉重负担。根据住建部资料显示,截止到2009年年底,全国城镇污水处理量达到280亿立方米,湿污泥(含水率80%)产生量突破2000万吨,有超过一半以上的污泥未经过任何稳定化处理即运出污水处理厂,45%的污泥被无控制的农用,35%的污泥直接填埋或者混合填埋,14%的污泥未经过任何处置措施。污泥的成分很复杂,除含有大量的水分外,还含有难降解的有机物、重金属和盐类,以及病原微生物和寄生虫卵等,如不加妥善处理和处置,直接排放会给环境带来严重的二次污染,甚至危害人类及动物的健康。据资料介绍[1],一个城市污水处理厂每天产生的污泥量占污水处理量的0.5%~1.0%(体积分数),但是污泥处理费用却与污水处理相当甚至更高。由此可见,如何将产量巨大,成分复杂的污泥,通过经济有效地处理处置,使其无害化、资源化,已成为污水处理厂亟待解决的问题之一。

无论是国内还是国外,污泥的处理与处置与其它废物的处理一样,皆是以减量化、稳定化、无害化、资源化为目的。常用的主要处理处置方法有:堆肥、稳定化、填埋、焚烧、干化、碳化、氧化等处理方法。本文就污泥处理处置技术研究进展进行综述。

1 污泥处理处置技术

1. 1堆肥

堆肥是在污泥中加入一定比例的膨松剂和调理剂(如秸杆、稻草、木屑或生活垃圾等),利用微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为CH4、CO2、热量和腐殖质的过程[2]。实践证明用污泥作为肥料使用,能够改善土壤结构,增加土壤肥力,促进作物的生长。堆肥技术是污泥进行稳定化、无害化处理的主要方式之一,也是农业利用的有效途径[3]。

由于污泥中不仅有丰富的有机物和植物养分,同时也含有大量的重金属、有毒有害的难降解有机物质,为了控制影响公众健康安全的因素与防止二次污染,国家制定有堆肥的质量标准、污泥控制标准及污泥农用控制指标。

1. 2污泥稳定化

1.2.1好氧消化

好氧消化污泥出现于50年代[4],是指在有氧条件下,好氧微生物使污泥中的有机物进行生物降解和稳定的过程。包括两种具体的方法:不加热的好氧消化和自然好氧消化。前者反应温度低(常温),所需时间长约20d;后者的反应温度较高(可达40℃~70℃),反应速度快,在这样的高温下可以杀灭部分病原菌。

1.2.2厌氧消化

厌氧消化,即在无氧的条件下,由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物,最终产物是二氧化碳和甲烷气,使污泥得到稳定[5],与好氧消化相比厌氧消化操作的最大特点在于它要求在专门的密闭厌氧池中进行,所以对设备的性能要求较高,根据反应采用的温度范围,厌氧消化可分为:低温消化(20℃)、中温消化(30℃~37℃)和高温消化(45℃~55℃)。因生物反应与温度成正比关系,所以三种消化的速度随温度的升高而加快[6]。

1.2.3碱性稳定化

碱性稳定化是在污泥中加入石灰、水泥窑灰或飞灰等碱性物质,使污泥pH值大于12,并保持一段时间,利用强碱性和石灰放出大量的热杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属,处理后污泥可直接施用于农田。碱性稳定化的两个主要处理方法是N-ViroSoil和Agri-Soil方法。前者是在碱性稳定后通过机械翻堆或其他方法使污泥快速干燥,后者则是在混合碱性物料后进行堆肥。

1.3焚烧

焚烧是利用污泥中丰富的生物能发热,使污泥达到最大程度的减量(减量率可达到95%左右)。焚烧过程中,所有的病菌病原体被彻底杀灭,有毒有害的有机残余物被热氧化分解。焚烧所释放的热量可回收利用,实现污泥的资源化利用。焚烧灰可用作生产水泥等建材的原料,使重金属被固定在混凝土中,避免其重新进入环境。

目前应用最广的焚烧设备是流化床焚烧炉,当污泥的含水率达到38%以上时就可不需要辅助燃料直接燃烧,污泥焚烧在日本和欧美较为普遍,在欧盟,1992年污泥焚烧的比例为11%,比1984年增加了38%;日本有61%的污泥采用焚烧处理。

1.4热干化

热干化是利用热能将污泥烘干,干化后的污泥呈颗粒或粉末状,体积仅为原来的1/5~1/4,而且由于含水率在10%以下微生物活性完全受到抑制而避免了产品发霉发臭,利于储藏和运输[7]。20世纪90年代,污泥热干化在美国得到迅速发展[8],2000年世界干污泥产量已是1990年的10倍。干化后的污泥根据污泥性质及成份指标可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源、建筑材料等[9]。

热干化按加热方式可分为直接干化和间接干化,其中有代表性的是欧洲最大的污泥直接干化厂――英国的Bransands(可蒸发水量为7×5000kg/h)以及世界最大的间接干化厂――西班牙的巴塞罗那(可蒸发水量为4×5000kg/h)。国内的大连、秦皇岛和徐州等地也开展了污泥热干化生产的研究,都采用直接干化方式。

1.5湿式氧化法

湿式氧化法是在高温(125℃~320℃)和高压(0.5~20MPa)条件下压入空气,将污泥中大部分的有机物质和还原性无机物氧化成CO2和H2O及少量固体残渣[10]。湿式氧化法主要适用于处理各种难降解的有机污泥,但需要较高温度(159℃~370℃)和一定压力,在300℃以上并氧化30min后,污泥中82%的有机物被降解,70%以上的MLSS被去除。目前,有50%以上的湿式氧化装置应用于剩余污泥的处理[11]。

1.6污泥的碳化技术

污泥碳化技术是通过一定的手段,使污泥中的水分释放出来,同时又最大限度地保留污泥中的碳值,使最终产物中的碳含量大幅提高的过程。污泥碳化主要分为三种。

高温碳化,即碳化时不加压,温度为649―982℃。先将污泥干化至含水率约30%,然后进入碳化炉高温碳化造粒。碳化颗粒可以作为低级燃料使用,其热值约为8 360―12 540 kJ/kg(日本或美国)。技术上较为成熟的公司包括日本的荏原、三菱重工、巴工业以及美国的IES等。

中温碳化,即碳化时不加压,温度为426―537℃。先将污泥干化至含水率约90%,然后进入碳化炉分解。工艺中产生油、反应水(蒸汽冷凝水)、沼气(未冷凝的空气)和固体碳化物,碳化生成的油(质量上类似于中号燃料油)还可用来发电。该技术的代表为澳大利亚ESI公司。该公司在澳洲建设了1座100t/d的处理厂。

低温碳化,即碳化前无需干化,碳化时加压至6-8 MPa,碳化温度为315℃,碳化后的污泥成液态,脱水后的含水率50%以下,经干化造粒后可作为低级燃料使用,其热值约为15 048~20 482 kJ/kg(美国)。

1.7其他污泥处理处置技术

随着环保力度的加强和人们对已有污泥处理处置技术局限性的进一步认识,世界各国都在投入重金研发新技术,争取找到更经济、更合理的污泥处理方案。

1.7.1超声波处理技术

超声波污泥处理技术[12]是利用超声波对污泥不断地进行压缩和膨胀,使内部可产生气穴泡,且不断成长并最终共振“内爆”产生超高温(5000℃)、高压(500 bar),同时产生的强力水喷射流形成巨大的水力剪切力,对污泥絮体结构与污泥中微生物细胞壁产生巨大的破坏,使细胞质和酶从细胞中溶出,使污泥的物理、化学和生物性质发生不同程度的改变,从而有利于污泥处置。超声波发挥作用的目标主要是污泥中可降解有机物和难降解有机物,使之被摧毁、转化、降解。

1.7.2污泥制建材

通过干燥、部分燃烧、造粒和烧结过程可以制造出符合要求的轻质陶粒。该工艺的关键在控制烧结温度1000 ~1100℃,同时将残留碳的含量控制在0.5~1.0%之间。由日本荏原株式会社开发成功的污泥熔融系统将含水率为75%的脱水污泥经过干燥、熔融后制成与微晶玻璃类似的人造大理石,其外观、强度、耐热性均比熔融材料优,可作为建筑的内外装饰材料用。以污泥为原料制成的生态水泥工艺也引起了国内外的高度重视。在污泥制水泥的过程中,污泥中的有机成份和无机成份均得到了充分的应用,资源化效率高;同时由于水泥的需求量大,因此可以销纳较多的污泥。但是这种污泥中含氯盐较高会使钢筋锈蚀,应予以重视。

1.7.3污泥生物制氢技术

污泥生物制氢是利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可制得氢气的原理进行的。根据微生物生长所需能源来源,污泥生物制氢主要包括光合生物制氢、发酵生物制氢两类。

光合生物制氢是指在一定的光照条件下,光合生物(一般包括细菌和藻类)分解底物产生氢气。厌氧发酵制氢是通过细菌利用多种底物在氮化酶或氢化酶的作用下将底物分解制取氢气。发酵法生物制氢技术较光合生物制氢技术更容易实现规模化和工业性生产。但是,生物制氢技术的整体研究水平仍处于基础和奠基阶段。

2污泥处理处置技术发展趋势

污泥的处理与处置已是当前环境科学中研究的热点之一。目前世界范围内常用的污泥处置方法有农用、填埋、投海、焚烧等。国际上,西方发达国家经济雄厚、技术先进,污泥处理与处置已经有近百年的历史,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。例如,美国,从1972年政府颁布水净化条例以来,污泥量呈逐年增加趋势。目前,美国有超过16000座污水处理设施在运行,日处理污水量1.5亿m3,年产干污泥(干物质量)约710万t,其中大约60%农业利用,17%填埋,20%焚烧,3%用于矿山恢复的覆盖。欧盟,最初的污泥处理处置方式主要是填埋和土地利用。目前,欧盟已对填埋、投海等简单的处置方式下达禁令,并鼓励泥质符合公众健康和环境保护要求的污泥直接用于绿化、土地修复等用途,或将厌氧消化或好氧发酵处理后的污泥用于土地用途。目前,欧盟产生的污泥中大约55%土地利用、26%焚烧、16%填埋、3%采用其它方式进行处理处置。总的来说,欧盟污泥利用率不断上升,各成员国的污泥资源化利用项目也大幅增加。日本,污泥处理处置方式最初以农用和焚烧占主导。近年来,日本对污泥处理处置技术路线进行了战略调整,逐渐降低了污泥焚烧比例,并将研究和发展重点转向了污泥资源化利用,污泥焚烧灰分也用于生产建筑材料。因此可知,厌氧消化、好氧发酵、土地利用、建材制造等资源化处理处置技术将会是国际上污泥处理处置的研究重点,而保证污泥的资源化利用将是该领域的发展趋势。

在中国,由于经费和技术上的原因,与外国先进国家相比差距较大,在现有的污水处理设施中,有污泥稳定处理设施的不到25%,处理工艺和配套设备完善的不到10%。目前污泥总的状况还是以填埋、堆放为主。有资料表明,在建成的污水处理厂中90%以上没有污泥处理的配套设施,在一些地方,由于滥用污泥造成重金属、有机物污染以及病虫害等,直接危及人体健康,造成对环境的二次污染。目前国内基本是沿用垃圾处理的技术来处理污泥,各技术在国内所占的比例如下:土地利用占48.28%、填埋占34.48%、焚烧3.45%、未经过合理处置占13.79% [13],总体状况以土地利用形式为主。我国污泥处理处置的起步较晚,污泥利用率不是很高,因此我国当前面临的问题是应尽快发展污泥处置技术来解决不断增长的污水污泥。

3 小结

对我国来说,我国地域辽阔,不同地区的自然环境、人文环境、产业结构和经济发展水平都不同,各地区应从自身特点出发,采取适宜的技术路线;同时依据国家相关政策和规范的要求,在参考借鉴国外的经验和教训,必须和国内的具体国情相结合,建议立足于我国国情,瞄准国际动态,将以污泥为生产原料或燃料并以污泥资源化和能源化为目的的相关领域作为我国重点和优先发展的领域,如污泥协同焚烧发电、厌氧消化制沼、好氧发酵、土地利用和建材生产等领域。

参考文献

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11 孙德智.环境工程中的高级氧化技术[M].北京:化学工业出版社,2002.