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摘要:污水处理产生的污泥中含有不同的有机和无机污染物,其处置以减量化、稳定化和无害化为目的,经浓缩和脱水后,视不同情况采用焚烧、填埋和资源化等处理技术。本文分析了我国污泥产生、处置现状,结合国外污泥处置的先进经验,提出了对污泥处置方法的选择。
关键词:污水处理厂污泥处置
1.我国污泥产生处理情况
城镇污水处理厂污泥是污水处理的产物,主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。每万立方米污水经处理后污泥产生量(按含水率80%计)一般约为5-10吨,具体产量取决于排水体制、进水水质、污水及污泥处理工艺等因素。
近年来,我国大力推进城镇污水处理厂建设运行,全国已有18个省、市、自治区实现了“每个县(市)建有污水处理厂”的目标,截至2011年3月底,全国累计建成城镇污水处理厂2996座,处理能力达到1.33亿立方米/日,运行负荷率达到74.98%,年处理废水达到364亿立方米,每年将产生污泥1820万吨以上。同时,全国正在建设的城镇污水处理项目约1500个,处理能力近3600万立方米/日,这些污水处理厂建成运行后,按运行负荷率75计算%,年处理废水达到98.6亿立方米,每年还将产生493万吨污泥以上。目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等而大部分未进行规范化的处理处置。污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质,如此大量的污泥如果不妥善处理处置,极易对地下水、土壤等造成二次污染,直接威胁环境安全和公众健康,使污水处理设施的环境效益大大降低。污泥处理处置问题已经成为制约整个污水处理行业和影响环境保护的重要问题。
2.世界各国污泥处理处置方法
2.1 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,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學的工程操作方法,到目前为止已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。但是由于需要大面积的场地,大量的运输费用,渗滤液对地下水的潜在污染,对处理技术标准要求越来越高,可供填埋的场地越来越少,污泥填埋处置所占比例越来越。在今后数年里美国的大部分污泥填埋场将关闭,欧盟也将规定填埋必须和焚烧相结合,只有焚烧灰才可以被填埋。人们已认识到污泥处理的优先顺序是减容、利用、废弃[1]。
2.2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。近几年总的趋势是土地利用的比例越来越高,欧盟及绝大部分欧洲国家越来越支持污泥的土地利用。目前,德国、英国和法国每年产生的污泥(干重)分别为220万t、120万t和85万t,作为农用方向土地利用的比例分别已达到40%、60%和60%,美国60%的污泥经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体,用做农田肥料。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[2]。
2.3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,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。但是其缺点在于处理设施投资大,有机物焚烧会产生二噁英等剧毒物质,需要对尾气进行处理。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[3]。
2.4 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。目前各国已禁止海洋倾倒处理污泥。
3.污泥处理处置方法选择
3.1对于污泥重金属含量低,能满足园林绿化、土壤改善甚至农用泥质标准,且当地具有土地利用条件的地区,可以采用厌氧消化和好氧发酵处理后,用于园林绿化和土壤改善。
3.2对于重金属含量超标,不能满子土地利用泥质标注,且当地用地不紧张、同时具备污泥填埋条件的地区,可以采用添加石灰改性、自然干化、生物干化等低成本处理方法。
3.3对于用地紧张,无法实施大规模污泥填埋、建材利用、土地改良等方法的地区,可以采用污泥干化或焚烧处理
3.4对于周边有规范的大型建材企业的地区,可以采用在水泥、砖瓦原料中添加污泥,制作水泥,砖瓦等建筑材料。
3.5对于用地紧张、无法实施大规模污泥填埋、无土地利用、无建筑材料利用条件的经济较发达的大城市和中等城市,可以采用焚烧方法进行处理。
3.6对于污泥低位热值大于5000kJ/kg的,可以采用深度脱水后直接焚烧,焚烧后产生的蒸汽用来发电,实现污泥中能量的回收,减少能源消耗。
总结
面对各地区千差万别的污泥利用经验,应立足于本地区的实际情况,在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。
参考文献
[1] Peter Matthews,Pelican Portfolio,Monsal.污泥利用条例的制定.有机废弃物管理与利用国际学术研讨会论文集.南京,2000.
[2] Hall J E.Sewage Sludge Production,Treatment and Disposal in the European Union[J].J CIWEM,1995,335-343.
[3] Trevor Bridle.污泥的热处理技术.有机废弃物管理与利用国际学术研讨会论文集.南京,2000.
关键词:污水处理厂污泥处置
1.我国污泥产生处理情况
城镇污水处理厂污泥是污水处理的产物,主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。每万立方米污水经处理后污泥产生量(按含水率80%计)一般约为5-10吨,具体产量取决于排水体制、进水水质、污水及污泥处理工艺等因素。
近年来,我国大力推进城镇污水处理厂建设运行,全国已有18个省、市、自治区实现了“每个县(市)建有污水处理厂”的目标,截至2011年3月底,全国累计建成城镇污水处理厂2996座,处理能力达到1.33亿立方米/日,运行负荷率达到74.98%,年处理废水达到364亿立方米,每年将产生污泥1820万吨以上。同时,全国正在建设的城镇污水处理项目约1500个,处理能力近3600万立方米/日,这些污水处理厂建成运行后,按运行负荷率75计算%,年处理废水达到98.6亿立方米,每年还将产生493万吨污泥以上。目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等而大部分未进行规范化的处理处置。污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质,如此大量的污泥如果不妥善处理处置,极易对地下水、土壤等造成二次污染,直接威胁环境安全和公众健康,使污水处理设施的环境效益大大降低。污泥处理处置问题已经成为制约整个污水处理行业和影响环境保护的重要问题。
2.世界各国污泥处理处置方法
2.1 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,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學的工程操作方法,到目前为止已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。但是由于需要大面积的场地,大量的运输费用,渗滤液对地下水的潜在污染,对处理技术标准要求越来越高,可供填埋的场地越来越少,污泥填埋处置所占比例越来越。在今后数年里美国的大部分污泥填埋场将关闭,欧盟也将规定填埋必须和焚烧相结合,只有焚烧灰才可以被填埋。人们已认识到污泥处理的优先顺序是减容、利用、废弃[1]。
2.2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。近几年总的趋势是土地利用的比例越来越高,欧盟及绝大部分欧洲国家越来越支持污泥的土地利用。目前,德国、英国和法国每年产生的污泥(干重)分别为220万t、120万t和85万t,作为农用方向土地利用的比例分别已达到40%、60%和60%,美国60%的污泥经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体,用做农田肥料。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[2]。
2.3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,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。但是其缺点在于处理设施投资大,有机物焚烧会产生二噁英等剧毒物质,需要对尾气进行处理。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[3]。
2.4 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。目前各国已禁止海洋倾倒处理污泥。
3.污泥处理处置方法选择
3.1对于污泥重金属含量低,能满足园林绿化、土壤改善甚至农用泥质标准,且当地具有土地利用条件的地区,可以采用厌氧消化和好氧发酵处理后,用于园林绿化和土壤改善。
3.2对于重金属含量超标,不能满子土地利用泥质标注,且当地用地不紧张、同时具备污泥填埋条件的地区,可以采用添加石灰改性、自然干化、生物干化等低成本处理方法。
3.3对于用地紧张,无法实施大规模污泥填埋、建材利用、土地改良等方法的地区,可以采用污泥干化或焚烧处理
3.4对于周边有规范的大型建材企业的地区,可以采用在水泥、砖瓦原料中添加污泥,制作水泥,砖瓦等建筑材料。
3.5对于用地紧张、无法实施大规模污泥填埋、无土地利用、无建筑材料利用条件的经济较发达的大城市和中等城市,可以采用焚烧方法进行处理。
3.6对于污泥低位热值大于5000kJ/kg的,可以采用深度脱水后直接焚烧,焚烧后产生的蒸汽用来发电,实现污泥中能量的回收,减少能源消耗。
总结
面对各地区千差万别的污泥利用经验,应立足于本地区的实际情况,在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。
参考文献
[1] Peter Matthews,Pelican Portfolio,Monsal.污泥利用条例的制定.有机废弃物管理与利用国际学术研讨会论文集.南京,2000.
[2] Hall J E.Sewage Sludge Production,Treatment and Disposal in the European Union[J].J CIWEM,1995,335-343.
[3] Trevor Bridle.污泥的热处理技术.有机废弃物管理与利用国际学术研讨会论文集.南京,2000.