所屬欄目:城市管理論文 發(fā)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(yīng)該立足于各地實(shí)際,在同時(shí)兼顧生態(tài)環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益平衡的前提下,選擇最佳處置利用方案。
關(guān)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(chǎn)生的固體廢棄物。隨著我國污水處理事業(yè)的發(fā)展,污水處理廠總處理水量和處理程度將不斷擴(kuò)大和提高,所產(chǎn)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(yùn)行費(fèi)用約占總基建和運(yùn)行費(fèi)用的20%-50%。污泥中除了含有大量的有機(jī)物和豐富的氮、磷等物質(zhì),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(yùn)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(jīng)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(shí)土地填埋也受到限制,因?yàn)樘盥裥枰加么罅康耐恋亍⒑馁M(fèi)可觀的填埋費(fèi)而且不能根治污染。在今后數(shù)年里美國的大部分污泥填埋場都將關(guān)閉,歐盟也規(guī)定填埋必須和焚燒相結(jié)合,只有焚燒灰才可以被填埋。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到污泥處理的優(yōu)先順序是減容、利用、廢棄,污泥減量化、穩(wěn)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(wěn)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(jìn)行發(fā)酵的方法。在污泥中加入一定的膨松劑及調(diào)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(huán)境下對各種有機(jī)物進(jìn)行氧化分解并轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)。研究結(jié)果表明,經(jīng)過堆肥的污泥質(zhì)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(yǎng)成分增加、病原菌及寄生蟲幾乎全被殺滅。
堿性穩(wěn)定化
堿性穩(wěn)定化是在污泥中加入石灰或者水泥窯灰等堿性物質(zhì),使污泥pH值大于12并且保持一段時(shí)間,利用強(qiáng)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(nóng)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(chǎn)品發(fā)霉和發(fā)臭,利于儲(chǔ)藏及運(yùn)輸。熱干化過程中產(chǎn)生的高溫對滅菌也很徹底,產(chǎn)品完全可以達(dá)到有關(guān)衛(wèi)生指標(biāo),而且可以使污泥性能得到全面的改善,產(chǎn)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(fā)電,而且可以使污泥達(dá)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(jī)殘余物質(zhì)被氧化分解。焚燒灰可以用作生產(chǎn)水泥的原料,使重金屬被固定在混凝土中以避免重新進(jìn)入環(huán)境。其不足之處在于焚燒過程中產(chǎn)生污染物會(huì)污染空氣。現(xiàn)在應(yīng)用最廣的焚燒設(shè)備是流化床焚燒爐,當(dāng)污泥含水率達(dá)到38%以上時(shí)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(fā)展一種新的熱能利用技術(shù)——低溫?zé)峤猓丛?00~500℃、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(zhì)轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔铮罱K產(chǎn)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(shí)現(xiàn)了能量循環(huán);熱解生成的油(質(zhì)量上類似于中號燃料油)還可用來發(fā)電。第一座工業(yè)規(guī)模的在澳大利亞柏斯污泥煉油廠,日處理干污泥量可達(dá)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(yǎng)分并且可以改善土壤的物理性質(zhì)(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(chǎn)品,具有工業(yè)化的利用前景。因此當(dāng)污泥不能用于農(nóng)用或者污泥量大于農(nóng)用需求量時(shí),焚燒也是一種不錯(cuò)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(nóng)用的污泥進(jìn)行熱干化處理后可以形成高質(zhì)量的顆粒肥,易于撒播并且適宜包裝上市銷售;對不可農(nóng)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(chǎn)品用途也最為廣泛。
污泥利用的潛在風(fēng)險(xiǎn)
污泥利用需要滿足嚴(yán)格的有關(guān)環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),不能造成新的環(huán)境污染。污泥利用的環(huán)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(fēng)險(xiǎn)。污泥的熱能利用無疑是風(fēng)險(xiǎn)最小的。而土地利用則需要嚴(yán)格的管理,只有重金屬含量低于農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)才可以用于農(nóng)作物,而且污泥肥的施用也需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)品可完全抑制微生物的活性。堿性穩(wěn)定化基本也能達(dá)到有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。堆肥則不足以保證安全性。因其病原物仍有少量存活且產(chǎn)品高含水率(一般為30%左右)可以使病原物復(fù)活,故而如采用堆肥方案時(shí)需加強(qiáng)對堆肥質(zhì)量、場所和施用場地的管理。
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文章標(biāo)題:城市污水廠污泥的綜合利用
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