所屬欄目:城市管理論文 發布日期:2010-08-13 09:07 熱度:
摘要:本文通過對污泥的綜合利用、填埋、投海等幾種污泥處置方式的分析,指出污泥的資源化利用應該立足于各地實際,在同時兼顧生態環境效益、社會效益和經濟效益平衡的前提下,選擇最佳處置利用方案。
關鍵字:處理減少方案處置利用選擇污泥城市污水堆肥
城市污水廠污泥是污水處理過程中產生的固體廢棄物。隨著我國污水處理事業的發展,污水處理廠總處理水量和處理程度將不斷擴大和提高,所產生的污泥量也日益增加,目前在我國一般污水廠中其基建和運行費用約占總基建和運行費用的20%-50%。污泥中除了含有大量的有機物和豐富的氮、磷等物質,還存在著重金屬、致病菌和寄生蟲等有害有毒成分。為了防止污泥造成的二次污染和保證污水處理廠正常運行及處理效果,污水廠污泥的處理處置問題在城市污水處理中占有的位置已經日益突出。
目前海洋投棄被禁止,污泥棄置的比例正在逐漸減少,同時土地填埋也受到限制,因為填埋需要占用大量的土地、耗費可觀的填埋費而且不能根治污染。在今后數年里美國的大部分污泥填埋場都將關閉,歐盟也規定填埋必須和焚燒相結合,只有焚燒灰才可以被填埋。人們已經認識到污泥處理的優先順序是減容、利用、廢棄,污泥減量化、穩定化、無害化處理以后作為資源回用已成為主流。污泥利用可分為土地利用和熱能利用,具體操作方法包括堆肥、堿性穩定化、熱干化、焚燒等。
堆肥
堆肥是一種利用污泥中的微生物進行發酵的方法。在污泥中加入一定的膨松劑及調理劑(如秸桿、木屑、稻草或生活垃圾等),然后利用微生物群落在潮濕環境下對各種有機物進行氧化分解并轉化為類腐殖質。研究結果表明,經過堆肥的污泥質地疏松,陽離子交換量(CEC)明顯增加、容重減小、可被植物利用的各種營養成分增加、病原菌及寄生蟲幾乎全被殺滅。
堿性穩定化
堿性穩定化是在污泥中加入石灰或者水泥窯灰等堿性物質,使污泥pH值大于12并且保持一段時間,利用強堿性及石灰放出的熱能殺滅病原體、降低惡臭和鈍化重金屬,處理后的污泥可以直接施用農田。
熱干化
熱干化是一種利用熱能將污泥烘干的方法。干化后污泥呈顆粒或者粉末狀,體積僅為原來的20%左右,并且由于含水率在10%以下,各種微生物的活性也完全受到抑制,避免了產品發霉和發臭,利于儲藏及運輸。熱干化過程中產生的高溫對滅菌也很徹底,產品完全可以達到有關衛生指標,而且可以使污泥性能得到全面的改善,產品既可以作替代能源也可以土地利用。
焚燒
通過焚燒,可以利用污泥中豐富的生物能來發電,而且可以使污泥達到最大程度的減容。焚燒過程中,所有的病菌、病原體都可以被徹底殺滅、各種有毒有害的有機殘余物質被氧化分解。焚燒灰可以用作生產水泥的原料,使重金屬被固定在混凝土中以避免重新進入環境。其不足之處在于焚燒過程中產生污染物會污染空氣。現在應用最廣的焚燒設備是流化床焚燒爐,當污泥含水率達到38%以上時就可以不用輔助燃料直接燃燒,污泥焚燒在日本和歐美較為普遍,日本有三分之一左右的污泥都是焚燒處理。
目前正在另外發展一種新的熱能利用技術——低溫熱解,即在400~500℃、常壓及缺氧的條件下,借助污泥所含的硅酸鋁和重金屬(尤其是銅)的催化作用下將污泥中的脂類和蛋白質轉化為碳氫化合物,最終產物為油、碳、非冷凝氣體和水。熱解前的污泥干燥可以利用這些低級燃料(碳、氣和水)的燃燒提供能量,實現了能量循環;熱解生成的油(質量上類似于中號燃料油)還可用來發電。第一座工業規模的在澳大利亞柏斯污泥煉油廠,日處理干污泥量可達25噸。
利用方法的比較
污泥的土地利用可以回收植物生長所需要的各種養分并且可以改善土壤的物理性質(降低容重、提高滲透性和保濕性),它的效益是極為顯著的,但是前提是污泥必須處理安全。焚燒既可以回收熱能而且可以通過干餾來提取油、氣等,不但可以做燃料也可以用于制造四氯化碳等化工產品,具有工業化的利用前景。因此當污泥不能用于農用或者污泥量大于農用需求量時,焚燒也是一種不錯的選擇。歐洲將來有三分之一的污泥土地利用、三分之兒熱能利用。而在所有的各種方案中,無疑熱干化最具有靈活性,對可農用的污泥進行熱干化處理后可以形成高質量的顆粒肥,易于撒播并且適宜包裝上市銷售;對不可農用的污泥可以直接焚燒或者干餾制油,而它們都需先熱干化處理。因此,熱干化適用于所有各種污泥,其產品用途也最為廣泛。
污泥利用的潛在風險
污泥利用需要滿足嚴格的有關環境衛生標準,不能造成新的環境污染。污泥利用的環境問題是重金屬和氮對土壤、作物、水體的影響及病原物污染,所以具有潛在的風險。污泥的熱能利用無疑是風險最小的。而土地利用則需要嚴格的管理,只有重金屬含量低于農用污泥標準才可以用于農作物,而且污泥肥的施用也需嚴格按照標準來定量以控制重金屬的積累及減少氮、磷等污染物對水體的污染。至于病原物污染,熱干化安全性較佳。因其高溫滅菌的作用很徹底,產品可完全抑制微生物的活性。堿性穩定化基本也能達到有關安全標準。堆肥則不足以保證安全性。因其病原物仍有少量存活且產品高含水率(一般為30%左右)可以使病原物復活,故而如采用堆肥方案時需加強對堆肥質量、場所和施用場地的管理。
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文章標題:城市污水廠污泥的綜合利用
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