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污泥处理发展精选(九篇)

污泥处理发展

第1篇:污泥处理发展范文

关键词:清洁生产;循环利用;污泥;环保

Abstract: The chemical companies, chemical companies and analyzed the case of sludge treatment, the sludge in the future development prospects and outlook of sludge processing mode.Keywords: clean production; recycling; sludge; environmental.

中图分类号:[TU992.3]文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

随着城市进程的加快和生活质量的提高,化工企业对环境问题愈来愈关注,对环境质量的要求也逐渐提高,为防治水域污染、改善生态环境,我国企业污水处理率迅速提高。随着污水处理率的迅速提高,污泥产量也将大大增加。如不进行妥善处理,污泥中的重金属等有毒有害物质必将造成二次污染。

随着我国企业污水排放量的增加和污水处理能力的提高,污水处理过程中产生的剩余污泥数量急剧增加,成为亟待解决的企业固体废弃物。其产量巨大且成分复杂,如何对它进行合理处置与利用已越来越受到化工行业的关注。

图1 污泥处理技术在我国所占的比例

表1 世界各国污泥产生量和最终处置情况

从表中可以看出,污泥并没有得到充分的利用,大部分是以填埋的方式来处理污泥。如果长时间填埋会造成水体污染。

污泥的处理模式有农田林地利用、污泥焚烧产物利用、低温热解制取可燃物、建筑材料利用等几种方式。企业可以根据自身条件选择合适的处理方式,做到企业发展与环保并存。污泥的最佳处置途径是资源化利用,它不仅可以处置污泥,而且还可以充分利用资源,节约资源,为污水处理厂的污泥处理处置找到一条化害为利、变废为宝的合理出路。实现以经济、安全、合理、有效、有益的原则利用污泥,以发挥其巨大的经济效益、社会效益和生态效益。

另外根据污泥的不同污泥可用作污泥堆肥、烟气脱硫吸附剂、吸附重金属离子、热处理发酵产氢、高温厌氧消化。如由于堆肥技术在实际应用中可以达到“无害化”、“减量化”、“资源化”的效果,并且具有经济、实用、不产生二次污染等特点,不仅可以解决污泥出路问题,也产生大量的有用物质,节省了大量的土地面积,是适合国情的有前途的污泥处置方法。

在企业里应提倡清洁生产,它是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用效率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。盐泥是氯碱企业共同的污染物之一,其含固体物为10%~12%,其余为水。其主要成分大体相同,不同盐中其组成部分比例略有差别:NaCl 1.8%, CaO 19%, MgO 14%, SiO2 22%, Al2O3 7.4%, Fe2O3 2.4%, 黏度为1.2~1.5Mpa·s;粒度低于1.5μm的占35%,1.5~9μm的占62%,pH为8.5~11。在盐泥中通入CO2 气体,与其中的氢氧化镁发生反应,生成可溶性碳酸氢镁进入液相,经固液分离,用蒸汽直接加热溶液,析出碳酸镁,在进行固液分离,将精制的固液碳酸镁经850℃灼烧即可制得轻质氧化镁。轻质氧化镁可用于油气工业、橡胶工业、造纸工业的填充剂,还可制镁砖、坩埚等优质耐火材料。盐泥的分离与处理关系到人民身体健康保证人类生存环境不受污染的大事,采用适合本单位的盐泥分离工艺与设备,即可回收原盐既节约用水而降低烧碱生产成本,加大资金力度,又可因得到含量低的固体盐泥为其进一步利用创造条件,为彻底消除盐泥对环境的影响。另一方面,用石灰处理原卤后将产生大量残渣.渣的分离也是一个难题,面临极大的环保压力。若能将渣分离且利用起来不失为好的发展方向。今后可进一步考虑渣的分离及应用,以获得更好的经济效益和应对日益紧张的环保压力达到较好的效果,且成本较低,实现一举两得以达到经济适用的。如果把污泥中的有用物质全部分离出来,显然极不经济,付出的成本太高。尤其化工生产,只有用“绿色化学工艺”代替传统化学工艺,实施清洁生产,才可能完全改变化学工业的面貌。也就是自觉地注意从污染源头着手研究污染控制和防治,同时注意能源和物质的循环利用,减少污染物的排放量和能源、物质的消耗,对环境生态的保护起到积极作用。

现在化工企业必须实行清洁生产,因为清洁生产是一种创新的资源环境战略。清洁生产是一种全新的产品设计、产品生产、产品服务方式。清洁生产理念着眼于消除造成污染的根源。清洁生产目的是节能、降耗、减污、增效,目标是减少人类及环境的风险。

改革工艺,控制污染源,减少废水排放量

第一,尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生。如以无毒原料或产品取代有毒原料或产品(在油漆中的颜料,用钛白代替铅白,以铁红代替铅丹,就可防止铅污染)。

第二,改革生产设备,提高原料转化率。例如,采用表面冷凝器代替大气冷凝器,去除蒸汽喷射器排气所携带的有机物蒸汽,可减少废水排污量,废水经简单处理后就可再次利用。

第三,发展无水、少水工艺或清洁生产工艺,从源头控制污染。

对于水的利用做到循环回用,一水多用

1.防止工业用水泄漏

使水在用水系统内重复使用或连续使用。例如,化肥厂的含氰废水,经生物滤池净化处理后可在煤气冷却,净化系统内实行闭路循环。一些流量大而污染轻的废水,如冷却废水,经适当处理后循环使用。

2.严格管理,控制污染

加强管理,防止跑、冒、滴、漏减少水耗。对含有剧毒物质的废水,如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰化物等废水应与其它废水分流,以便处理和回收有用物质。

3.综合利用,变废为宝

工业上所排出的废水,其中不少成分都是在生产过程中进入水中的原材料、半成品、成品、工作介质和能源。如果能够加以回收,综合利用,可减少或消除污染物,化害为利,变废为宝。例如,从洗毛废水中回收羊毛脂,从高浓度含酚废水中回收酚等。

总之,利用环境的自净能力与人为措施相结合,综合治理;对污染较重的污染源分散治理,达标排放;对于其他的污染物应以集中控制为主,提高污染治理效益。

化工企业要抓好环保工作,必须确保措施落实。要不断健全完善公司的各项环保制度措施,各级部门要确保这些措施落到实处,要求员工精细操作,搞好生产过程控制。精心维护,提高生产装置、设备的实效率,杜绝因设备工艺管道损坏泄漏、超标现象的发生。做到各级重视、全员参与、预防为主、消除环境安全隐患,为公司实施循环经济可持续发展提供必要的条件。尤其化工生产,只有用“绿色化学工艺”代替传统化学工艺,实施清洁生产,才可能完全改变化学工业的面貌。也就是自觉地注意从污染源头着手研究污染控制和防治,同时注意能源和物质的循环利用,减少污染物的排放量和能源、物质的消耗,对环境生态的保护起到积极作用。化学污染物的问题只“点水止沸”式的治理是不行的,必须从化学品设计、生产过程中着手进行“釜底抽薪”式的革新以消除产生负面效应的根源。

化工企业是产生的“三废”的污染大户必须进行清洁生产。对于化工企业而言,清洁生产也已成为刻不容缓的重要课题。清洁生产并不仅仅是保持生产车间的环境清洁,减少设备和管道以及贮罐的“跑、冒、滴、漏”,而应当将它看作是应用绿色技术,从产品的源头和生产过程中削减或消除对环境有害的污染物。减少废料和污染物的生产和排放,改进工艺和操作技术,减少溶剂及化学品的用量,并加以循环利用。研究开发和采用少废、无废工艺技术将“三废”消除在工艺过程中,努力实现化学工业工艺过程的“闭路循环系统”指导思想。尽量做到生产工艺过程中不排放废物;对各个工序所产生的废物,尽量做到循环使用,或在其排放源进行处理后再加以利用;对于实在要排放的废物,应进行无害化处理,使其不污染环境。再生产工艺过程中,在内部将其所产生的废物最大限度地加以回收和利用,从而使整个系统不排放废物。另外化工企业应采用污染较少的新工艺,改革老的工艺流程,不排出对环境有害的废水和污泥。

参考文献

[1]胡佳佳,白向玉,刘汉湖,秦峰,苏晓丽。国内外城市剩余污泥处置与利用现状。徐州工程学院学报(自然科学版),2009,24(2);45-49.

第2篇:污泥处理发展范文

【论文摘要】:作为声学研究领域的重要组成部分,超声在现代分离技术中的研究也取得了一定进展。已日益显示出其在各分离领域的重要性。

超声技术是一种新兴的、多学科交叉的边缘科学,在化工、食品、生物、医药等学科的研究开拓了新领域,并从应用上对上述工业产生重大影响。作为声学研究领域的重要组成部分,超声在现代分离技术中的研究也取得了一定进展。已日益显示出其在各分离领域的重要性。

1. 超声波技术机理

超声波防垢器主要是利用超声波强声场处理流体,使流体中成垢物质在超声场作用下,其物理形态和化学性能发生一系列变化,使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。超声波的防垢机理主要表现在:

(1) "空化"效应

超声波的辐射能对被处理液体介质直接产生大量的空穴和气泡,也就是把液体拉裂而形成无数极微小的局部空穴,当这些空穴和气泡破裂或互相挤压时,产生一定范围的强大的压力峰,这一强压力峰能使成垢物质粉碎悬浮于液体介质中,并使已生成的垢层破碎使其易于脱落。根据理论和实践测算,用20khz、50w/cm2的超声波对1cm3液体辐射时,其发生空化事件的气泡数为5×104/s,局部增压峰值可达数百甚至上千大气压。

(2) "活化"效应

超声波在液体介质中通过空化作用,可以使水分子裂解为h·自由基和ho·自由基,甚至h+和oh-等。而oh 与成垢物质离子可形成诸如caoh 、mgoh 等的配合物,从而增加水的溶解能力,使其溶垢能力相对提高。也就是说,超声波能提高流动液体和成垢物质的活性,增大被水分子包裹着的成垢物质微晶核的释放。

(3) "剪切"效应

水分子裂解产生的活性h 自由基的寿命比较长,它进入管道后将产生还原作用,可以使生成的积垢剥落下来。而且因超声波辐射在垢层和管壁上,加热管上的吸收和传播速度不同,产生速度差,形成垢层与管壁界面上的相对剪切力,从而导致垢层产生疲劳而松脱。

(4) "抑制"效应

通过超声波的作用,改变了污水的物理化学性质,缩短了污泥的成核诱导期,刺激了微小晶核的生成。新生成的这些微小晶核,由于体积小、质量轻、比表面积大,悬浮于液体中,生成比壁面大得多的界面,有很强的争夺水中离子的能力,能抑制离子在壁面处的成核和长大,让既定结构的晶粒长大,因此减少了粘附于换热面上成垢离子的数量,从而也就减小了积垢的沉积速率。实验研究表明,当污水的过饱和系数一定时,在同一超声波参数下,超声波作用时间越长,则污泥的成核诱导期越短。

2. 超声波对污泥絮体尺寸的影响

用超声波对活性污泥的物理、化学和生物特性分别进行了研究。采用的超声波频率是20 khz,作用时间是20~120 min 不等,未处理以前污泥絮体的平均粒径是98.9μm。在0.11 w/ml 的声能密度下,絮体尺寸几乎没有发生任何变化; 在0.22 w/ml 的声能密度下絮体粒径明显减少; 在0.33w/ml的声能密度下作用20 min 后絮体粒径迅速减至22 μm, 经120 min 减至4 μm; 在声能密度为0.44 w/ml时,经20 min 后絮体直径减至不足3μm,再延长时间则变化很小。分别考察了声能密度为0.11 w/ml 和0.33 w/ml的2种情况下超声波对污泥絮体尺寸的影响。发现在0.11 w/ml 声能密度下,絮体尺寸经60 min由31μm 减至20μm,尺寸减小了35 %;在0.33 w/ml声能密度下,不到20 min,絮体尺寸减至14μm。

3. 超声波对不同细菌的影响

在0.33 w/ml 声能密度下, 经40 min超声波处理后,异养菌减少了82 %,而大肠杆菌减少了99 %以上,并且溶解性cod 经60 min作用后提高了12 倍;而在0.11 w/ml 声能密度下,作用时间较短时, 异养菌和大肠杆菌变化不大, 只有在60 min以上才有明显减少,而且不管作用时间长短,溶解性cod 几乎保持不变,这种现象揭示在较高声能密度作用下,超声波可以把细菌分解,并使相当一部分固态cod 转变为溶解态。同时, 在0.11 w/ml和0.33 w/ml 之间存在一个阈值,超过此阈值,细菌的分解才会发生。

目前,超声波应用于污泥处理及减量存在的主要问题是超声处理运行参数优化、超声效率有待提高以及超声反应器的合理设计等。而且在进一步研究中应注意与污水处理工艺的合理组合,这样才能发挥超声波的特点,并为其在实际工程的应用打下基础。

4. 超声波分解污泥引起温度上升的现象

在声能密度为0.44 w/ml 时,2 min 内污泥温度超过了55 ℃。为了考察温度对污泥分解的影响,他们把反应器的温度控制在15 ℃左右,实验结果显示声能密度为0.11 w/ml 时,没有出现固态cod 转变为溶解状态;如果不进行温度控制,大约有2% 固态cod 转变为溶解态。这种效应在声能密度为0.33 w/ml 时更为明显。为此他们考虑了究竟是超声波还是超声波引起的热效应对溶解性cod 释放的作用。结果表明单独在温度高的情况下,不足以破坏絮体结构,所以他们认为超声空化和由此引起的温度上升对于污泥分解是同样重要的。

5. 结语

综上所述,在不同声能密度、不同作用时间下,超声波对其作用后的污泥分解程度、污泥絮体尺寸变化,以及伴随污泥分解,溶解性cod 释放情况和相应的温度上升现象等研究,为掌握超声波分解污泥的机理提供了研究基础。超声波功率一定时,频率低、作用时间长,去污效果较好;超声波频率一定时,功率大、作用时间长,去污效果较好。同时,超声波去污效果还与流体的流量与压力、液体的粘度与温度、超声波电源发生器与超声波换能器的距离(即传输电缆长度)、原已生成积垢的程度等因素有很大的关系。尤其是经超声作用后的污泥,颗粒态cod 转变为溶解态cod, 可充分利用这一特点并将其结合到污泥处理工艺中,提高污泥厌氧消化的能力;或结合到不同污水处理工艺中,形成微生物的隐性生长以达到污泥减量的目的,其推广价值在环保节能、提高工效、降低成本等诸方面具有广泛的意义。

参考文献

[1] 黄汉生. 用超声波法减少污水中污泥量[j]. 工业用水与废水, 2001,1.

[2] 白晓慧. 超声波技术与污水污泥及难降解废水处理[j]. 工业水处理, 2000, 12.

[3] 袁易全, 等. 近代超声原理与应用[m]. 南京:南京大学出版社, 1996.

[4] 丘泰球, 等. 超声波防除积垢节能技术及设备开发[j]. 应用声学, 2002.

[5] 罗多. 功率超声在石化工业中的应用[j]. 声学技术, 2002.

第3篇:污泥处理发展范文

关键词:污水处理厂;污泥;处置;问题;对策

随着我国城市化进程的加快,节能减排工作的深入开展,城市污水处理率逐年提高。截至2010年,城镇污水处理能力已达到1.22亿m3,城镇污水处理厂已达2600多座,“十二五”期间还将增加污水处理能力9000万m3,增建和在建城镇污水处理厂达1800多座,为污染减排做出了巨大贡献。但是污水处理厂的建设投运伴随产生大量的剩余污泥,以含水率80% 计,全国年污泥总产生量很快将突破3000万t。按照预测,到2020年污泥产量将突破年6000万t[1]。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,不但降低了污水处理系统的有效处理能力,而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁。

但是,受城市污水处理建设发展水平和认识程度的限制,我国对污泥的处理处置始终没有引起足够的重视。面对污泥处理处置实际工程需要的冲击和国际诸多技术产品片面促销的局面,管理体系及技术支撑等领域已经呈现出混乱的趋势。而且,管理体系的欠缺、系统研究的缺乏和技术体系的紊乱等,已经给工程建设和运行管理造成了诸多难以解决的问题。

一、我国污泥处理处置的背景

据估算,目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量(干重)大约为130万吨,而且年增长率大于10%,特别是在我国城市化水平较高的几个城市与地区,污泥出路问题已经十分突出。如果城市污水全部得到处理,则将产生污泥量(干重)为840万吨,占我国总固体废弃物的3.2%[2]。

目前,我国污泥处理处置主要方法中,污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31%、其它处置约占10.5%、没有处置约占13.7%,这些所谓的“处理”和“处置”基本上都是在特定的条件下估算的,严格来说以上数字将会有很大变化。据统计,我国用于污泥处理处置的投资约占污水处理厂总投资的20~50%,可以看出,污泥处理处置处于严重滞后状态[3]。

污泥处理处置问题已经在大城市中显现出来。早期的污水处理厂,由于没有严格的污泥排放监管,普遍将污水和污泥处理单元剥离开来,为了追求简单的污水处理率,尽可能地简化、甚至忽略了污泥处理处置单元;有的还为了节省运行费用将已建成的污泥处理设施长期闲置,甚至将未做任何处理的湿污泥随意外运、简单填埋或堆放,致使许多大城市出现了污泥围城的现象并已开始向中小城市蔓延,给生态环境带来了极不安全的隐患。

二、污泥处置存在主要问题

一是污泥处理处置责任主体不明确。污泥处理处置责任主体不明确,是制约污泥处理处置管理体制得以理顺的关键因素。责任主体体现在以下三个主要方面:一是传统的污水处理厂并非一个民事法人主体,而是事业单位,是为政府义务服务的附属实施机构,无法独立承担有关责任;二是污泥处理没有专门的经济支撑体系,一般城市污水收费尚不足以维系运行,污泥处理运行费更无着落,使得责任被旁置;三是过分强调“资源化”技术路线,误导了企业和政府把污泥处理处置作为有价值的资源,而非一种责任。

二是污泥监管严重缺位。由于政府忽视污水处理厂产生污泥的以及污泥排放的间歇性造成了监控的难度,与污水处理的监管相比,政府对污泥处理处置的监管更为困难。污泥处理处置的管理缺位还表现在缺少系统规划。国内各城市的总体规划中尚未涉及到污泥处理处置内容,更无专项规划。目前仅深圳、上海、北京等大城市初步尝试了污泥处理处置专项规划的编制,但仅限于技术性规划。专项规划是污泥处理处置的指导性方针,它的缺乏必然使污泥的处理处置处于无序状态,给监控、管理带来混乱。

三是相关标准缺乏系统性、科学性。系统的、科学的污泥处理处置标准是监控污泥处理处置、选取合理技术路线和采取有效技术政策的重要前提。目前我国与污泥处理处置相关的标准仅有《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)和《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)三项。《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84),为 1984年制订颁布,距今已有20年,从未进行过修订。其中重金属指标需要重新研究,有机污染物指标明显不足,病原菌指标更是空白,已经不能满足使用要求,更起不到控制污染的作用。《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93),是控制城市污水处理厂污泥排放的标准。其中多是原则性的文字,仅对脱水后污泥含水率有明确的要求(小于80%),而对有机污染物、病原菌并没有准确、完整的指标,对重金属更是没有任何的限制。《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)是最新的比较综合的城市污水处理厂污染物排放标准,对污泥脱水、污泥稳定提出了控制指标,对农用污泥中重金属和有机污染物提出了限值。但是,对于污泥稳定化指标缺乏测试手段相配合,从而实际上无法检验[4,5]。

三、解决污泥处置问题对策

从以上分析开看,现在对污水处理厂产生污泥的处置存在较多问题,针对这些问题,提出下面几点建议:

一靠产业政策。污泥处理处置产业政策及相关制度,要充分体现全面、协调、可持续的科学发展观,促进循环经济的发展,维护生态平衡。立足于我国实际情况,借鉴国内外先进经验,瞄准国际发展动态,明确污泥处理处置产业发展的基本思路,制定产业发展规划和实施方案。把污泥处理处置产业的发展列入优先发展领域,将其作为一个重要的新兴行业加以扶持,不断增加投入。坚持以市场为导向、以科技为先导、以效益为中心、以企业为主体的原则,强化政策法规引导,逐步建立与市场经济体制相适应的污泥处理处置产业宏观调控体系。从宏观上,要建立合理的规章制度和科学的政策导向,坚持政府服务、监督与市场化运作并举的方针,积极推动污泥处理处置产业的健康发展;微观上,制定科学合理的污泥处理处置价格,限制高耗能、高污染的处置方式。

鼓励对污泥处理处置给与税、费优惠政策。建立有利于污泥处理处置产业发展的减免税、国债、贷款贴息、设备折旧等税收、财政措施,推动污泥处理处置的发展。对于污泥处理处置过程新产品、新技术的研制及对外来技术消化吸收后生产的产品,在新产品、新技术投产后除享受法律、法规规定的减免税待遇外,还应该给予税前还贷的优惠条件。同时随着污水领域政企分离逐步到位、污水收费逐渐实施及技术路线逐步明确,应在政策上明确污泥处理处置的直接承担主体是污水处理企业,污水处理企业负有对本企业所产生污泥合理处理并最终达标处置的责任[6]。

二靠技术政策。污泥处理处置应促进社会、经济和环境的可持续发展,按照减量化、稳定化、无害化原则,按照地区差别实行分类指导,根据本地区的经济发展水平和自然环境条件及地理位置等因素,合理选择处理处置方式。鼓励污泥资源化综合利用,尽可能利用过程中的能量和物质,禁止污泥随意倾倒和无控制堆放。

污泥处理处置设施建设,应依据城市总体规划、环境保护规划、固体废弃物处理处置规划及城市污水处理厂规划的要求,按照在污水处理的同时,必须对污泥进行最终处置的原则,做到规划先行,合理确定污水处理厂污泥处理处置设施的布局和设计规模。污泥处理到最终处置是一系列工艺技术的组合系统,必须总体规划考虑,不能分离整个处理处置过程而强调某一局部单元工艺技术的效果。其组合系统应根据环境容量、污泥特性、处理处置规模及当地的实际情况和要求,经全面技术经济比较后优化组合确定。

三靠政府管理。政府在污泥产业发展中起着较为重要的作用,主要体现为服务与监督,包括承诺、保障和协调三个方面。政府应该明确将污泥处理处置的运营费用列入污水排污收费范围,单独核算,切实保障处理经费的及时支付。由于我国目前大多数城市的污水处理收费标准偏低,收取率不高,需要根据项目的实际情况逐步实现污泥的经济价值,以此为基础建立科学的价格补偿机制。另外,政府可以承诺涉及与特许项目有关的土地使用、相关基础设施的提供、防止不必要的重复性竞争项目建设及必要的补贴,但不承诺商业风险分担、固定投资回报率及法律、法规禁止的其他事项。政府为项目的建设与稳定运营提供资金、建设用地、电价、税费等方面的保障,协调污水净化厂、运输及相关主管部门的关系,提供一个良好的环境[7]。

总之,为了解决国内污泥处理处中存在的问题,充分利用污泥资源,必须大力发展污泥处理和利用的各种技术,以及建立与完善污泥处理相关的技术、产业政策、制定污泥处理处置过程中相应的标准和法律法规。

参考文献:

[1]戴晓虎.我国城镇污泥处理处置现状及思考[J].给水排水,2012,(2).

[2]杭世,刘旭东,梁鹏. 污泥处理处置的认识误区与控制对策[J].中国给水排水,2004,(12).

[3]岑超平,张德见,韩琪.城市污水处理厂污泥处理处置的政策分析[J].科技中国,2007,(04)

[4]唐小辉,赵力.污泥处置国内外进展[J].环境科学与管理,2005,(03).

[5]王宏元.城市污水处理厂污泥处理处置的技术分析[J]. 广州化工,2007,(04).

第4篇:污泥处理发展范文

关键词:污泥资源化利用 焚烧 填埋

一、前言

在城市污水处理中,通常要截留相当数量的悬浮物质,这些物质统称为污泥固体,与水的混合体叫污泥。污泥通常是指主要含有各种微生物以及有机、无机颗粒组成的絮状物,含有大量的有毒有害物质,如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子;植物营养素(氮、磷、钾)、有机物及水分等。另外,污泥易于腐化发臭、颗粒较细,相对密度较小,含水率高且不易脱水,属于胶状结构的亲水性物质。因此,对污泥需要及时处理和处置。

二、国内外污泥资源化处理现状

2.1国外污泥处理现状

随着世界人口的不断增长和城市化进程的飞速发展,城市污泥的产量与日剧增,如何安全经济的处理污泥对环境造成的二次污染,已成为世界各国共同面临的环境问题。

对污水厂的污泥处理,发达国家从20世纪60年代已采用先进的成套技术与设备,如污泥浓缩脱水、污泥消化系统、污泥干燥焚烧、沼气利用、污泥高温堆肥以及污泥固化做燃料等技术与设备。20世纪80年代以来,发达国家的城市污泥处理已进入成熟阶段,此阶段特点有两个,一个是进一步完善污泥的处理技术;另一方面是重视污泥的处置与资源化利用。在污泥处理技术方面,进一步发展与完善的:如污泥消化工艺, 20世纪80年代研究开发的好氧-厌氧两段消化,或酸性发酵-碱性发酵两相消化以及中温-高温双重消化等新工艺;在污泥无害化工艺方面,除沿用厌氧消化或好氧消化技术外,还开发了辐射处理(β射线、γ射线)技术,以及正在研究微波与超声波技术等。在污泥浓缩与脱水方面,除传统的重力浓缩外,又开发气浮浓缩,脱水技术由真空干燥自然脱水(污泥干化床)发展为机械脱水,以及板框压滤、离心脱水等。

2.2我国污泥处理现状

近年来,随着我国政府不断加强环境保护力度,城市污水处理率不断提高,但污泥的产量也迅速增加,随之而产生的污泥对环境造成二次污染的威胁也日益加剧。

在城市污水处理方面,通过引进、改进国外先进技术,已经建立了较为完善的污水处理系统。然而,在污泥处理方面,现有的国外污泥处理和处置方法并不完全适合我国,因此没有有效的污泥处理技术可借鉴,从而使我国在对城市污泥的最终处理方面进展缓慢,远滞后于污水处理技术的发展。

三、污泥处理与资源化基本方向

3.1资源化利用

污泥资源化利用包括了物质回收、转换,能量转换,具体包括了污泥的有用元素、能源和材料利用等方面。

3.1.1污泥的有用元素利用

污泥的有用元素利用主要指污泥的土地利用。污泥中含有丰富的腐殖质、有机物及植物所需的各种微量元素,它不仅能够为植物的生长提供大量的营养物质,提高土壤肥度,还能改良土壤结构,改善土壤的物理化学性质。污泥土地利用包括农业利用、绿地利用、土地恢复等。污泥土地利用风险在于污泥中存在许多有毒有害物质,因此在污泥土地利用时,应严格控制这些风险,避免对周围环境和人类食物链安全造成负面影响。

3.1.2污泥的能源利用

(1)污泥低温制油技术。污泥低温制油技术是指在300-500℃,常温或高压缺氧条件下,借助污泥中所含的重金属和硅酸铝,将污泥中的蛋白质和脂类转变成碳氢化合物。

(2)污泥沼气利用 污泥通过厌氧消化可产生以甲烷为主要成分的沼气。发酵产物主要是气态甲烷和二氧化碳,将其收集后用作清洁燃料。利用厌氧发酵制气的优点是资源化程度高,生产环境好,臭气产生量极小;大气污染小,无酸性物、二噁英,粉尘产生。

(3)污泥燃料化利用 污泥燃料化包括了污泥能量回收系统和污泥燃料。污泥燃料可用于发电,也可用于厂区水泥的生产,还适合纸浆造纸厂应用,有利于降低造纸厂的能耗。污泥燃料热值较高,性质比较稳定,可以方便控制。

3.1.3污泥制作建筑材料

(1)污泥制砖 污泥制砖可直接用干化污泥制转,也可用污泥焚烧灰制砖。用干化污泥直接制砖时,应对污泥成分进行适当调整,使其成分与制砖黏土的化学成分相当。

(2)污泥制陶粒和生态水泥 目前,污泥陶制的工艺主要有两种,一种是直接以脱水污泥为原料制陶粒,另一种是利用生污泥或厌氧发酵污泥焚烧灰造粒后烧结。此外,还可利用城市污水处理厂产生的脱水污泥为原料制造水泥。

(3)污泥制混凝土和吸附剂 细填料污泥焚烧灰可作为混凝土的细填料,代替部分水泥和细砂。利用污泥中含碳有机物对污泥进行热解制成含碳吸附剂,不同污泥所制取的吸附剂有不同的用途。

3.2焚烧

焚烧可达最大限度减量的目的。焚烧可破坏全部有机质,杀死一切病原体。如果城市卫生要求高或污泥有毒物质含量高是污泥无法再利用,但污泥自身的燃烧热值较大时,可采用焚烧方法进行处理。通过焚烧可利用污泥中丰富的生物能来发电并使污泥达到最大程度的减容。焚烧过程中所有的病菌、病原体均被彻底杀灭、又有害的有机残余物被氧化分解。

污泥以焚烧为核心的处理方法是彻底的处理方法,其优点在于其产物为无菌、无臭的无机残渣,迅速实现偶尔无菌化和减量的目的。

3.3填埋

填埋处理是指把污泥运到限定的区域内(山地、平地、峡谷和废矿坑内)铺开压实成薄层至一定厚度,在其上覆盖惰性土壤,已封闭的填埋场覆以由粘性土壤组成的最终覆盖层,上面可种绿色植物。污泥既可单独填埋,也可与工业废物和生活垃圾一起填埋,具有投资少、容量大、见效快等特点。然而,污泥填埋并未最终避免环境污染,有害成分的渗漏可能会对地下水造成污染,填埋场废气排放等,因此,土地填埋技术有待进一步探索研究。

四、结语

污泥无论在近期还是远期都将成为地表水和地下水的潜在污染源,也不可避免的给环境带来严重的二次污染,因此寻找合理的污泥处理技术,对营造和谐的生态环境,维持人类的长足发展具有重要的科学意义。建立和健全惩治污泥处理处置政策的规章体系及配套机制,加快推进城镇污水、污泥的同步治理刻不容缓。

参考文献:

[1]谷晋川,蒋文举,雍毅.城市污水厂污泥处理与资源化[M].化学工业出版社,2008.

第5篇:污泥处理发展范文

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440×108 m3/d;2020年污水排放量达到536×108 m3/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 1998 2000 2005 2010 有利利用(百万吨) (干污泥)

土地利用 2.8 3.1 3.4 3.9 先进处理 0.8 0.9 1 1.1 其他有益利用 0.5 0.5 0.6 0.7 小计 4.1 4.5 5 5.7 处置(百万吨) (干污泥)

地表处置/陆地填埋 1.2 1 0.8 10 焚烧 1.5 1.6 1.5 1.5 其他 0.1 0.1 0.1 0.1 小计 2.8 7.1 7.6 8.2 总计(百万吨) 6.9 7.1 7.6 8.2 出处:U.S. EPA:Biosolids Generation, Use, and Disposal in the United States.September 1999

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 / / / / / / 282 296 循环利用 17 110 1018 1 402 4 5 134 63 38 87 / 472 2351 填埋 34 25 846 65 131 16 4 177 58 75 63 / 130 1624 焚烧 / 40 274 / 110 / / 12 66 / / / 90 592 其它 8 / 70 / / 3 / 1 3 13 / / 24 122 合计 59 175 2208 66 643 37 9 324 190 126 150 243 998 5228 1995 水体消纳 / / / / / 15 / / / / / / 267 282 循环利用 22 120 1151 1 489 7 7 95 63 44 86 120 648 2853 填埋 39 25 857 65 114 14 3 192 58 88 72 106 114 1747 焚烧 / 40 411 / 161 / / 56 66 / / / 110 844 其它 17 / 93 / / 4 / 23 3 15 / 11 19 185 合计 78 185 2512 66 764 40 10 366 190 147 158 236 1158 5910 1998 水体消纳 / / / / / / / / / / / / 240 240 循环利用 33 125 1270 4 572 25 9 100 68 74 85 / 672 3037 填埋 37 25 744 82 92 17 1 108 58 147 65 / 118 1494 焚烧 11 50 558 / 214 / 3 150 66 / / / 144 1196 其它 32 / 89 / / 1 / 23 4 25 / / 19 193 合计 113 200 2661 86 878 43 13 381 196 246 150 / 1193 6160 2000 水体消纳 / / / / / / / / / / / / / 0 循环利用 40 125 1334 6 640 65 9 110 68 104 90 / 1014 3605 填埋 43 25 608 90 71 35 1 68 58 209 60 / 111 1379 焚烧 11 50 732 / 269 / 3 200 66 / / / 326 1657 其它 37 / 62 / / / / 23 4 35 / / 19 180 合计 131 200 2736 96 980 100 13 401 196 348 150 / 1470 6821 2005 水体消纳 / / / / / / / / / / / / / 0 循环利用 47 125 1391 7 765 84 9 110 68 108 115 / 1118 3947 填埋 40 25 500 92 / 29 1 68 58 215 45 / 114 1187 焚烧 14 50 838 / 407 / 4 200 65 / / / 332 1910 其它 58 / 58 / / / / 23 4 36 / / 19 198 合计 159 200 2787 99 1172 113 14 401 195 359 160 / 1583 7242

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 TN TP TK 平均值 37.18 3.03 1.52 0.69 最大值 62.00 7.03 5.13 1.78 最小值 9.2 0.78 0.13 0.23 中值 35.58 2.9 1.3 0.49

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/kg Cd Cu Pb Zn Cr Ni Hg As 平均值 3.03 338.98 164.09 789.82 261.15 87.80 5.11 44.52 最大值 24.10 3068.40 2400.00 4205.00 1411.80 467.60 46.00 560.00 最小值 0.10 0.20 4.13 0.95 3.70 1.10 0.12 0.19 中值 1.67 179.00 104.12 944.00 101.70 40.85 1.90 14.60 中国污泥标准(GB4284) 5/20 250/500 300/1000 500/1000 600/1000 100/200 5/15 75/75

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 320 13 56 31 0 比利时 75 31 56 9 4 丹麦 130 37 33 28 2 法国 700 50 50 0 0 德国(西德) 2500 25 63 12 0 希腊 15 3 97 0 0 爱尔兰 24 28 18 0 54 意大利 800 34 55 11 0 卢森堡 15 81 18 0 1 荷兰 282 44 53 3 0 葡萄牙 200 80 13 0 7 西班牙 280 10 50 10 30 瑞典 180 45 55 0 0 瑞士 215 50 30 20 0 英国(1991年) 1107 55 8 7 30 美国 6900 41 17 22 20 日本a 171 9 35 55 1

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 Cd Cu Cr Ni Pb Zn Hg As 欧盟 1986 1~3 50~140 100~150a 30~75 50~300 150~300 1~1.5 法国 1988 2 100 150 50 100 300 1 德国 1992 1.5 60 100 50 100 200 1 意大利 3 100 150 50 100 300 / 西班牙 1990 1 50 100 30 50 150 1 荷兰 净土参考值 0.8 36 100 35 85 140 0.3 干扰值 12 190 380 210 530 720 10 英国 1989 3 135 400a 75 300 200 1 丹麦 1990 0.5 40 30 15 40 100 0.5 芬兰 1995 0.5 100 200 60 60 150 0.2 挪威 1 50 100 30 50 150 1 瑞典 0.5 40 30 15 40 100 0.5 美国 1993 20 750 1500 210 150 1400 8 中国(GB4284) 5/20 250/500 600/1000 100/200 300/1000 500/1000 5/15 75/75 日本 5 2 50 加拿大 20 500 1000 500 200 2000 2000

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。

第6篇:污泥处理发展范文

【关键词】污泥;处置方式;研究进展

随着国民经济的发展,工业和生活污水的排放量日益增加,在我国节能减排政策与积极财政的作用下,城镇污水处理发展迅速,水环境治理取得显著成效。在污水处理时产生大量污泥没有得到及时有效处理处置,对环境造成极大的危害,同时造成了资源浪费。

1.国内污泥处理现状及存在问题

1.1 处理现状

污泥处置至今都是难题,尚未得到有效处置。截止到2011年底,全国已有3100多座污水处理厂投入运营,处理能力达到1.39 亿m3/d,污泥产率达2000万t/d[1]。只有少部分污泥通过卫生填埋、堆肥、焚烧、建材利用等方式进行处置,大部分都是随意填埋或者堆放,对环境造成严重影响。

1.2 存在问题

当前污泥处置工艺所带来的问题比较多,产生了一系列问题,如焚烧处置产生的二英气体,堆肥处置产生有害病菌、病毒,填埋处置消耗大量的土地资源并产生的渗滤液渗透问题等等,导致目前污泥处理处置受到限制。

2.目前污泥处置方式

2.1 堆肥

生活污水处理厂产生的有机污泥中含有丰富的有机质及氮、磷和微量元素等植物所需养分,是一种良好的有机肥料和土壤改良剂。堆肥技术是污泥农用的主要手段。但污泥中也会含有一定量的重金属、有毒有机物等有害成分及高含水率,有恶臭,不便于储存、运输和使用等特点。

由于好氧堆肥具有发酵周期短、无害化程度高、卫生条件好、易于机械化操作等特点,故国内外用垃圾、污泥、人畜粪尿等有机废弃物制肥的工厂,绝大多数都采用好氧堆肥[2]。好氧堆肥是在富氧条件下,在好氧菌作用下进行的[3]。该过程可使污泥中有机物转化成富含植物营养物的腐殖质,反应的最终代谢物是CO2、H2O和热量,大量的热量使物料维持持续高温,降低物料的含水率,有效地去除病原体、寄生虫卵和杂草种子,使污泥达到减量化、稳定化、无害化、资源化目的。另外,也有采用干污泥和回流污泥为调理剂,以树叶粉和木屑调节碳氮比,用强制通风静态发酵装置对污泥进行堆肥化处理,利用该方法也可使使污泥稳定化及无害化[4]。

2.2 填埋

污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内众多污水处理厂常采用的方式。该方法操作相对简单,处理费用不高。由于污泥消化装置工艺复杂,一次性投资大,运行操作难度大,实际运行经验表明往往难以达到预期效果。脱水污泥一般含水率都在80%,而普通垃圾卫生填埋场要求含水率为30%,脱水污泥的含水率大大高于普通生活垃圾填埋场的要求。污泥填埋会产生高浓度有机污水,必须集中加以处理,污泥填埋场四周应设置围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施,未经干化处理的污泥宜小规模分层处理,污泥层厚度应小于0.5 m,泥层上面铺砂层0.5 m,彼此交替进行填埋[5]。

由于填埋是一种对土地资源以及污泥自身资源的严重浪费,一些国家开始限制污泥的直接填埋。但综合考虑各种处置方法的成本、对环境可能产生的影响及目前我国的实际情况,污泥填埋处置也是我国一种适合的处置方式。

2.3 建材利用

污泥含有大量无机质,在处理后也可以作为建材的原料,可以实现资源化,同时将其中的有毒有害物质分解或固化,具有显著的优势。污泥建筑材料利用方式主要有制砖、制水泥、制纤维板等[6]。污泥制砖方法有两种:一种是用干化污泥直接制砖;另一种是用污泥灰渣制砖。污泥可用作制水泥,污泥中的无机物可以替代水泥生产中的粘土,有机物可替代部分燃煤,日本等发达国家利用废弃物生产生态环保水泥已有成熟的经验,而在国内,污泥制生态水泥研究工作开展较晚。污泥可用作制纤维板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白与球蛋白,在一定条件下制成活性污泥树脂,与经漂白、脱脂处理的废纤维(主要是棉、毛纺厂的下脚料)压制成板材,即生化纤维板。

2.4 焚烧

焚烧处理技术利用焚烧炉将脱水污泥加温干燥后,再进行高温氧化处理,使污泥中的有机物分解,最终获得少量灰烬的过程[7]。目前,焚烧技术可大致分为两类,即直接焚烧技术和混合焚烧技术。焚烧可将污泥中有机物全部碳化,杀死病原体,消除有害物,具有处理速度快、减少污泥体积和储存时间、可以回收能量等优点,能够最大程度减量化、最完全稳定化和最彻底无害化。

但城市污泥在焚烧时会产生二氧化硫、二英等气体而造成空气污染,且其一次性投资和处理成本都高于其它处理污泥方式,中国经济尚不发达,污泥焚烧处理所占比例很小。因此,开发新的焚烧工艺,努力降低焚烧系统的投资和运行成本,将会是污泥焚烧领域努力的方向。

3.处置方式对比

污泥制出的肥料只能用于草土、林地、花卉等的生长,最好不要用于粮食作物的生长,目前国家对污泥制肥也没有很明确的技术规范。污泥进行填埋,技术简单,虽然投资小,但填埋需要消耗大量土地资源,而且污泥中含有的有害成分可能严重污染地下水。污泥在建筑材料上的利用,可使资源循环利用,变废为宝,是一种比较优良的方式。污泥进行焚烧,可使其中有机物全部碳化,处理速度快,减少污泥体积等优点,但是在焚烧过程产生大量的有毒气体(二氧化硫、二英等)污染环境。因此,污泥最好的方式是用于建筑材料的制备,使资源循环利用,变废为宝。

4.结论

污泥是一种固体废弃物,尽管其中含有大量有机质和营养物质,具有一定利用价值,但是污泥本身,以及处理处置过程中,会造成一些环境问题。因此,应推行以最终安全处置为目标,而不是盲目追求资源化的目标,并在体现“减量化、稳定化、无害化”的原则下,在坚持“安全、环保”的原则下,实现污泥的综合利用,回收和利用污泥的能源和物质。

参考文献:

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[2] 董宏伟. 浅谈污水处理厂污泥处置方式的选择[J]. 科技资讯, 2011, 148.

[3] 李斌, 李羊林. 污水处理厂污泥好氧发酵堆肥农用研究进展[J]. 环境卫生工程, 2009, 17: 118-120.

[4] 张增强. 污水处理厂污泥堆肥化处理研究[J]. 农业机械学报, 2011, 42: 148-154.

[5] 闫兵. 污水处理厂污泥处置方式探讨[J]. 宁夏机械, 2009, 54-55.

[6] 金波, 李宝新. 城市污水处理厂污泥的综合利用探讨[J]. 环境科学与管理, 2010, 35: 106-109.

[7] 黄祥, 姜言欣, 蒋文举. 城市污水处理厂污泥焚烧处理技术综述[J]. 四川化工, 2012, 15: 26-29.

第7篇:污泥处理发展范文

关键词:污水厂;污泥处理;现状;进展研究

前言

为了更多地增大污水处理率,我国相关部门在全国范围内广泛的开展了关于污水处理的革命性建设,不仅改善了原有的处理设备及技术,也从根本上实现了污水处理的又一次革新,同时其污水处理程度的深化也引起了社会各界人士的普遍关注。如此一来,污水厂的污泥产量必然会产生本质的增长,由此而来的环境污染将逐渐发展成为我国现阶段面临的主要发展问题。相关技术部门对其发展现状进行可行性分析,并在原有污泥处理方法的基础上做出必要的改善,从而促进我国污泥处理事业的可行性发展

1.新时期我国污水厂污泥处理的发展现状分析

1.1目前污水厂产生的污泥分类及其特点

由于我们通常的污水处理方法一般为物理法或生物法,这些方法的实施往往不会改变污水中残留的漂浮物、胶体、微生物等颗粒状物质的存在。我们平时所说的污泥中的成分也大抵如此。确切的说,污水厂中产生的污泥可定义为含水量丰富,多种有机物、重金属物质与微生物并存的呈粘稠胶状物质。其中,需要明确指出的是这里所说的有机物不仅包括蛋白质、淀粉、纤维等可降解的成分,同时也极大地包含了具有苯成分的很长时间难以被降解的有机化合物。而微生物往往指的是各种病原体及细菌的存在,这些都严重威胁着人们生产与日常生活活动的进行,阻碍了社会主义和谐社会的稳定发展。就另外一个角度而言,污水厂处理污水产生的污泥中仍保留着氮、钾等可被我国目前普遍种植的农林作物最大程度利用的元素。同时,由于污泥中有机物的存在使得微生物的降解成为了极大的可能,其降解过程中会产生极高的热量同时其含水化合物本身也具有较高的可燃性。因而从广泛的发展角度来讲,污水处理中污泥的产生对人类的发展又存在着不可或缺的积极作用。

1.2污水厂污泥的现行处理方法及其实施现状

作为污水处理的核心环节,我国污泥处置方法的利用在很大程度上决定了其污水处理的可行性及其发展的可操作性。一旦污泥处理方法不当或者其处理技术存在某种程度的欠缺,那么必然会对人们赖以生存的环境,诸如水资源、空气等,产生不可磨灭的影响,从而恶性循环,进而导致我国污水处理技术停滞不前,大大影响着社会经济的进一步发展。因此,以全局的观点来看,污水厂污水处理方法的选取与实施应不仅注重资金、设备等资源的投入产出比,生态环境及社会环境的长期有效发展,同时也要考虑到人们赖以生存的本土区域经济整体规划的实施与传承,平衡经济、环境及社会三方面的关系,力争实现三者总体效益的全方位多角度提升。此外,还要利用污泥中的有效成分,扬长避短的进行可持续资源的回收与再利用。考虑到这些因素,目前我国污水厂对污泥进行处理的方法主要为土地覆盖、焚烧进行能源利用、污泥填埋及对其进行科学合理的加工使其应用于建筑物材料中等方面。

首先,一些污水处理厂将污水处理后剩余的污泥进行土地的二次覆盖或者将农业使用肥料置于其上。这样做的目的在于利用微生物将土地中的多种有机物进行适当的发酵与分解的同时也将这层覆盖物转化为可供植物直接吸收的相对自然、无污染、有效的肥料,供给其在自然界中的生存与发展。其次,将污泥进行焚烧使其作为能源充分利用,从而不断将碳化的有机肥料以百分之百热量的形式释放出来,采用相关的装置将其收集起来从而真正实现污泥的二次重复利用。据相关调查显示表明,一些污水治理厂已成功研发出一种将污泥中的有机物裂解为小分子化合物,并在此基础上对其进行燃烧进而达到再次利用的方式。这些处于中间的介质即小分子化合物往往呈现为液态或者气态,相比较直接将污水进行燃烧而言其燃烧面积更广,燃烧率也会随之增加,燃烧率提升的同时其污染程度也会相对减少。此外,由于污泥填埋耗时小、成本低且实施起来较为简便,因而逐渐发展成为各个地区的主流污泥处理方式。从长远角度来看,我国在目前发展阶段甚至未来的几十年仍会以这种处理方式为主进行污泥的治理。但污泥填埋的过程直接与地面接触,物理渗透的存在使得我国水资源受到了严重的污染,且污泥量的不断增大使得土地面积占用的增多也影响到了我国土地面积的有效利用。同时需要我们做到明确认知的是污泥中水的含量也决定了我国污泥处理中填埋法实施的不可靠与不合理性。最后,将污泥中的部分物质脱水并烘干使其作为建筑物的原材料运用于施工建设中,这种方法的实施正在不断完善且更有发展前景。

2.我国污水厂污泥处理未来的进展状况

一个地区的水资源问题关系着这个地区居民生活质量的好坏同时也决定着其地区整体发展水平的高低。因此,要想进行水资源的可持续利用就必须针对水资源利用中污水及污泥的处理问题进行定向的规划,选取合理有效的方法,遵循一定的科学化的指导方针,同时借助科学技术的主要生产力,从源头上降低污泥的释放,尽最大努力防止由污泥引发的一系列负面问题的产生。

2.1进行污泥源头量减少的研究

任何事物的发展与演变过程都要遵循先防治后治理的方针,污水厂的污泥治理也不例外。因此,针对现阶段污泥的处理问题,从根源上对其产生量进行有效的控制,这将不可避免的成为我国污泥治理的又一研究方向。

2.2注重污泥处理的技术研发

科学技术的发展及经济实力的不断增强,使得我国工业与城市化进程推进的同时产生了更多的污水排放途径。然而据相关资料显示表明,百分之八十的社会企业部门只是针对污水的治理方式做出了改善,而忽略了对污水处理后产生的污泥的处置,从而导致了二次污染的产生。因此,我国应加大力度进行污泥治理制度的实施,并广泛发动广大人民群众的力量,结合政府的号召及法律法规制度的强制力进行污水厂污泥的治理工作,逐渐发展其为规模化的产业,注重其技术研发的实现。

2.3努力实现污泥的高速循环治理

在现行经济发展模式下,资源的浪费与过渡利用严重制约了我国社会主义经济制度的进一步发展。因此,有必要开展节能节源模式,进行资源的循环利用,并将资源的回收与利用贯穿到整个污泥治理的过程中,使其逐步发展为产业链式的经营模式。其中主要表现为采用具有循环经济效益的污泥治理方法,结合建筑建材的应用、微生物的降解及热量的有效积累等,从而做到我国污泥治理与生态环境的平衡式发展。

3.结束语

综上所述,对外开放以来,我国经济发展的同时整体综合国力与国际地位也有了很大程度的提升。但也正是因为工业经济的发展使得工业废水、污水、污泥等问题产生的同时阻碍了人们生活的正常进行及身心的愉悦发展。因此,我国要针对现阶段污泥问题的产生进行本质的变革,总结我国污泥治理过程中出现的各种弊端,并参考污泥自身的分类及特点,对其处理方法与发展现状研究与探讨的基础上进行污泥源头量减少的研究、注重污泥处理的技术研发、努力实现污泥的高速循环治理。

参考文献:

[1] 杜佐兵 刘平波.城市污水厂污泥处理与处置现状及进展[J].科技创新导报,2012,17(21):43-44.

第8篇:污泥处理发展范文

一污泥制砖是水处理企业和社会发展的需要

污水处理厂产生污泥简单填埋,是所有污水处理厂处理污泥的主要方法。填埋主要采取两种方式:一种是付费给垃圾填埋场,由垃圾场填埋处置。且不说昂贵的运输和堆放成本,即使作了脱水处理,污泥含水量仍超过80%,给垃圾填埋场带来极大安全隐患。许多垃圾场将污泥拒之门外。另一种是自己置地挖坑填埋,成本更大,还极大地浪费土地资源。一方面因污泥中有机物含量高容易腐化发臭,另一方面污泥中含有大量细菌,易传播疾病,给城市生态环境构成威胁。污泥中的有害物质经过雨水侵蚀和渗漏,不同程度地污染了地下水环境。不明原因的大规模死鱼事件接踵发生就与污泥污染有关,污水处理厂由于数量太大,含水率高难以堆积而被垃圾填埋场拒收,加之历史堆积的数万吨,因此常常被环保部门重罚。这些无路可去的污泥已成为污水处理厂身上的沉重负担。

二卫生填埋处理

污泥的土地填埋技术经过40多年的发展,已经趋于成熟。但由于填埋技术对污泥的土力学性质要求较高,随着污泥量的增加,大面积选址更加困难,特别是在人口稠密的国家;同时填埋并没最终避免环境污染,而只是延缓了污染产生的时间。例如有害成分的渗漏可能会对地下水造成污染,填埋场废气排放等。这都决定了填埋处理不是可以长久依赖的污泥处置方法。

污泥填埋有填地与填海造地两种。污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式,经过消化后的污泥有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。但由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大,实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率,因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的污泥填埋场,根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋,但此法有占地较大,选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水,必须集中加以处理;污泥填埋场四周应设围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施,未经干燥焚烧处理的污泥,宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应小于0.5m,消化污泥泥层厚度应不大干3m,泥层上面铺砂土层为0.5m,彼此交替进行填埋,并设置通气装置。污泥焚烧灰

渣填埋时,可不分层填埋。

三土地利用

城市污泥之所以能利用于土地。主要是因为污泥中含有丰富的有机营养成分氮、磷、钾等元素,有机物的质量分数一般为60%一70%,其含量高于农家肥,是肥田、改良土壤、园林绿化建设的好材料。但是,污泥中含有大量的病原菌、寄生虫(卵),以及铜、铝、锌、铬、砷、汞等重金属和多氯联苯、放射性核素等难降解的有毒有害物质。

污泥的土地利用主要有农田回用、园林绿化、改良土壤、堆肥等。城市污水处理厂产生的污泥含有大量的有机物和N、P、K等丰富的营养成份,但经过脱水后,颗粒细微、含水率高,干化后呈硬块和粉灰状,直接施肥非常困难,国外常采用高温干化造粒或与工业废料、城市垃圾、农业桔杆混合发酵处理生产有机肥料。前者工艺简单,但耗能较高,成本高,只有少数发达国家采用。后者设备较少,耗能较低,占地面积大,成本低,几十年来各国普遍采用。

四焚烧处理

焚浇是剩雳污混中宥撬成努蒜,具有一定热值的特点来处置污泥。以焚烧为核心的污泥处理方法是比较彻底的处理方法。焚烧的优点在于其产物为戈菌、无臭的无撬残渣,逐速实现无菌化程减量诧(减少60%)的目的,引。但由于设备、能源及操作费用所限。而且由于污泥中含有大量的有机物,燃烧时会产生大量的有害物质,如二恶英、二氧化硫、盐酸等气体容易造成二次污染。同时,形成的重金属的烟雾和污泥灰烬没有好的方法进行利用,有造成二次污染的可能性。另外,焚烧浪费了污泥中的大量营养物质引。这些不利之处都限制了该种方法的广泛应用。

五处置及利用方法

目前.国内外在污泥制动物饲料、吸附剂、石油化工原料等技术方面也进行了大量研究,但这些技术都处于研究阶段,能否推广,还要等待时日。结合我国的国情和发展.现在较适用的污泥处置技术是污泥的肥用和制造建材。

⑴污泥堆肥

污泥堆肥是农业利用的有效途径.它是在好氧条件下,利用嗜温菌、嗜热菌的作用分解污泥中的有机物质并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒,提高污泥肥份。用污泥对农田、林地、草坪施肥或进行土壤改良以及用于市政绿化、育苗等,不仅可改善土壤的理化性质,增加土壤肥力,促进树木、花卉及草坪等的生长,而且可避免污泥中的重金属、有毒有机物因食物链的生物富集效应对人畜产生的危害。除此之外土壤的自净能力还可使污泥进一步无害化。因此土地利用是一种积极的、生产性的污泥处置方法。污泥堆肥发酵在国内的试验较多,也取得了一定的成果。目前已经成为污泥农田利用的一个重要手段。

污泥堆肥采用的主要方法有:(1)生污泥堆肥•(2)熟污泥堆肥}(3)好气和厌气堆肥或综合堆肥。所谓生污泥即未经过好氧或厌氧消化处理的污泥,其有机物含量较高(大干55%),总碱度较低(小于pH6.5),含有大量活的寄生虫卵,病原菌等,需要补充的碳源较少。所谓熟污泥是指经过中温消化处理的污泥,此污泥的有机物在消化过程中被分解了一部分,病原菌绝大部分被消灭,污泥已基本稳定。一般情况下脱水、于化可以直接用于林业、果园。由于消化后污泥纤维素减少,不能直接用于水田和花卉。污泥厌气堆制的肥料有臭味,适用于农业、林业、园林绿化,不适用家庭用肥。污泥好气堆制的肥料不仅适用农业等用肥,还适用于家庭用肥。为减少占地面积,加速制肥速度,可综合厌气堆肥成本低和好气堆肥时间短的优点,进行综合堆肥。

⑵合微生物肥

复合微生物肥料是一种很有应用前景的无污染的生物肥料,此类肥料在我国主要依赖于进口。试验生产刚刚起步。生产工艺主要以脱水污泥作原料,制成固磷菌、解钾细菌、解磷细菌三种互不产生抵抗作用的微生物肥料。因菌种含有芽孢,所以耐高温、耐干燥,施入土壤后不仅固氮、还可分解磷钾,促吸收,比其它生物肥的存活时间要高出2~3倍。

⑶建材利用

污泥可用于制砖和制纤维板。污泥制砖有干化污泥直接制砖和污泥灰渣制砖两种方法。用干化污泥直接制砖时,当污泥与黏土按质量比l:10时,污泥砖可达普通红砖的强度,利用污泥灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制砖黏土的化学成分是比较接近的,制砖时只需添加黏土与硅砂,比较适宜的配料质量比灰渣:黏土:硅砂为100:50:(15~20)。污泥制纤维板,主要是利用活性污泥中含有的粗蛋白(有机物)球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质,在碱性条件下加热、干燥、加压后,发生蛋白质的变性作用,从而制成活性污泥树脂,使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材,其质量优于国家三级硬质纤维板。同时,污泥还可以用来生产水泥。

⑷利用污泥生产沼气

沼气是有机物在厌氧条件下经厌氧细菌的分解作用产生的以甲烷为主的可燃性气体,是一种比较清洁的燃料。.Im3沼气燃烧发热量相当于Ikg煤或是0.7kg汽油,沼气中甲烷的含量约占50%~60%,二氧化碳的含量占30%左右,另外还有一氧化碳、氢气、氮气、硫化氢和极少量的氧气。污泥进行厌氧消化即可制得沼气。对日处理能力在10万m,以上的大型二级污水处理设施产生的污泥,宜采用厌氧消化制沼气。沼气的利用途径很多,在实际工程中主要用于沼气发电和用沼气发动机带动鼓风机;在污水处理厂的运行费用中,电费开支始终占了很大部分,而按我国目前的技术水平,利用沼气解决污水厂30%的能源需求是可以做到的,国内已有不少成功的先例。利用污泥制沼气,不仅可以解决污泥出路问题,而且对节约能源和降低污水厂运行费用都有很大意义。通过分析污泥的基本特性,积极开展减量化,无害化、稳定化和资源化技术的研究,以降低污泥处置费用,解决污泥的长期出路问题。目前的污泥处置方法由于各自存在的问题,给污水处理带来了沉重的负担。污泥处置已从过去仅仅作为污水处理的一个单元发展成了令污水处理厂不得不优先考虑的重要环节,因为污水处理厂50%的费用是用于污泥处置的。在经过了无害化、资源化阶段之后,剩余污泥处置必将进入一个新的减量化发展阶段。对污泥的处置,应坚持:一方面做好污泥的减量化,使得剩余污泥尽量减少,另一方面要做好剩余污泥的处置,真正做到无害化、资源化、走可持续发展的道路。城市污水处理厂污泥除了土地利用外,可以经干燥焚烧后,利用其热值发电,还可作为建筑材料而派上用场。因此,城市污水处理厂污泥的处理处置与资源化的相结合,必将成为城市污水污泥的最终出路。

六结束

第9篇:污泥处理发展范文

Pan Yamei;Chen Shujuan;Wang Liangzhong

(Nanjing Normal University College of Energy and Mechanical Engineering,Nanjing 210042,China)

摘要:本文通过分析传统污泥处理方法,提出一种新的污泥处理方法――利用锅炉余热干化生活污泥用作电厂原料。对比了新旧方法的利弊。

Abstract: Through analysis of traditional method of sludge treatment, a new method of sludge treatment, using sewage sludge dried by waste heat of boiler as the raw material of power plant, was put forward in this paper, and the advantages and disadvantages of the old and new methods were compared.

关键词:污泥 污泥处理 锅炉余热干化生活污泥

Key words: sludge;sludge treatment;sewage sludge dried by waste heat of boiler

中图分类号:X7 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)29-0312-01

0引言

城市污水污泥是污水处理过程中必不可少的副产品。目前我国年产干污泥近30万吨[1],折合湿污泥含量约为750万吨(96%的含水率)。大量的污泥未能及时得到合理处理而成为污水处理厂沉重的负担。有资料表明[2],在建成的污水处理厂中90%以上没有污泥处理的配套设施,60%以上的污泥未经任何处理就直接农用,而消化后的污泥也由于未进行无害化处理而不符合污泥农用卫生标准。

1污泥的处理方法

目前国内外污泥的处理方法如下:

1.1 污泥填埋处理污泥填埋处理操作上相对简单,但是对场地的要求较高:既要防止渗滤液、微生物对地下水体的污染,还要考虑污泥发酵所形成气体的二次污染。目前我国污水处理厂污泥填埋问题尤为突出。一是消耗大量土地资源,不少城市很难找到新的填埋场;二是产生大量渗沥液,由于含水率较高,污泥加剧了垃圾填埋场渗沥液的污染,大部分和垃圾混合填埋的垃圾场存在拒收污泥的现象;三是对填埋气进行资源化利用的填埋场较少,填埋气体污染大气,并存在安全隐患。

1.2 污泥农业利用相对于污泥填埋处理,污泥农业利用的投资少、能耗低、运行费用低,被认为是最有发展潜力的一种处置方式。污泥土地利用,尤其是在相关法律法规及相关政策完善的情况下,将发酵后的污泥作为园林绿化、苗圃、土壤改良以及覆盖土是一种有效的污泥处置途径。但是污泥农用的产品将直接和人类的食物链发生关系,而目前国内外对污泥农用的风险性研究还不够深入。目前,我国关于污泥农用风险的研究体系尚不健全,对于污泥处置的风险研究可用数据不充分。

1.3 污泥土地利用美国EPA技术文件中所提到采用污泥专用处置场(Dedicated disposal site)和污泥专用有效利用场(Dedicated beneficial use site)进行污泥处理。污泥专用处置场(Dedicated disposal site)作为污泥土地处置方式的一种,目的是为了获得最大程度的污泥施用率(可高达220~900Dt/(ha.a))。由于大量地、重复地施用污泥,专用处置场上一般不适宜进行种植。污泥专用有效利用场(Dedicatedbeneficial use site)则是属于污泥土地利用的一种形式,但其污泥施用率较其他的土地利用形式高得多(第一年的施用率可高达150~200Dt/ha)。在污泥专用有效利用场上,通常用来种植不进入人类食物链的植物,该技术在我国应用不多。

1.4 污泥综合利用污泥作建材利用是近年来一种新兴的污泥回用方法,较农业利用、能源化利用具有经济效益明显、无处置残留物等优势,是污泥资源化处置的一个重要发展方向。与发达国家比较而言,我国在污泥建材利用发展方面有些落后,虽然在污泥制砖方面的研究确实不少,但缺乏实际的工程应用。

1.5 焚烧处理污泥焚烧处理法是最彻底的污泥处理方法,污泥干化焚烧是今后我国提倡的方向,尤其是采用有焚烧后余热干燥污泥体现了节能减排,循环经济的思想。但此方法的缺点也不容忽视,如需要投入大量的基础设施资金和运行费用,还需要消耗大量的能源,而能源价格又不断上涨,设施成本和运行费用昂贵。

2污泥处理技术目前存在的问题

传统的污泥的主要处置方式有填埋、焚烧、排海、农用等。在国外,西方发达国家经济实力雄厚、科学技术先进、其处理程度一般较高。其中,西欧以填埋为主,美、英、北爱尔兰三国以农用为主,而日本主要采用焚烧,而在我国,由于经济和技术所限,目前污泥尚无稳定而合理的出路,基本还是以农肥的形式用于农业。并且大多数污泥未经任何处理就直接农用,由此产生地环境问题直接危及人体健康。为此,我国于1984年颁布并实施《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84),这对于污泥农用的规范化起到一定的指导作用。

但是传统的污泥处理方法都存在一定弊端,且污泥也没有达到有效的资源化发展。污泥排海也并未从根本上解决环境伺题,同时也造成了海洋污染,对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁,受到越来越强烈的反对。

3新工艺流程

3.1 新工艺工作原理利用目前火电厂排放的余热干化生活污泥以及印染污泥以提高污泥本身的热值并且减少烟尘中的SO2和粉尘含量,干化后的污泥可以做为电厂发电的燃料添加剂。工艺采用风机1加速锅炉尾气的流动速度以更好的干化污泥,风机2加速了干化污泥后的尾气的流速,使之及时的排除烟道,保证了烟道的通常。

3.2 新工艺的设计思路新工艺秉承节能减排的思想,在减少污泥排放的同时合理利用了污泥的有效热值,节约了有限的化石能源――煤。为污泥的资源化利用找到了一条新的途径,为电厂能源来源找到了新的选择。

4展望

总结以上污泥处理方式,普遍存在成本高、处理不彻底等缺陷,受经济因素影响大,在污泥污染早期时往往不被重视,拖延了时间,污染不断加重,导致后期更难治理,花费更多。新的污泥处理方法――利用锅炉余热干化生活污泥用作电厂原料,使得污泥处理有了新的途径,相信在不久的将来污泥处理定会有新的突破。

参考文献: