董文靈+董興
摘 要:隨著城市化進(jìn)程加快,城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥量大幅增漲,城市剩余污泥的合理處置備受關(guān)注。本文介紹了污泥處理處置技術(shù)的發(fā)展,并對(duì)幾種污泥處理處置技術(shù)介紹,對(duì)剩余污泥處理問(wèn)題進(jìn)行探討,為污泥處理處置問(wèn)題的研究提供參考。
關(guān)鍵詞:城市污泥;處理處置;資源化利用;二次污染
隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,環(huán)境生態(tài)問(wèn)題越來(lái)越突出,其中污水處理與循環(huán)利用問(wèn)題已成為城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素。近年來(lái),城鎮(zhèn)污水處理能力大幅提升,與此同時(shí)剩余污泥大量產(chǎn)生,剩余污泥處理不當(dāng)造成的環(huán)境污染也隨之而生。剩余污泥產(chǎn)生的滲濾液會(huì)造成土壤及地下水的污染,污泥散發(fā)的惡臭氣體及泥沉顆粒會(huì)造成空氣污染,污染途徑不同但是最終會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生危害。因此,研究剩余污泥的處理處置可將氮、磷、鉀等元素以及有機(jī)物變廢為寶,并減少環(huán)境污染。
1 污泥處理處置技術(shù)發(fā)展歷史
19世紀(jì)末至今,污泥處理處置技術(shù)經(jīng)歷了百年的發(fā)展歷史。19世紀(jì)末到20世紀(jì)20年代,環(huán)保意識(shí)淡薄,污水處理量較少,污泥產(chǎn)生量也很少,所以污泥簡(jiǎn)單的用于填平洼地,也有少量污泥使用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增強(qiáng)土壤肥力、改善土質(zhì)。接下來(lái)到80年代,人們環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng),污泥處置技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,產(chǎn)生了至今仍被廣泛使用的污泥厭氧消化技術(shù)作為污泥穩(wěn)定化處理方法。從20世紀(jì)80年代至今,對(duì)于污泥的處置與資源化利用更加重視,污泥處理技術(shù)進(jìn)一步完善,產(chǎn)生了許多新型處理技術(shù),但大多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)階段,并不能用于生產(chǎn)實(shí)踐,降低剩余污泥的危害并將其資源化處理成為當(dāng)前污泥處理的主流趨勢(shì)。
2 污泥處理處置技術(shù)簡(jiǎn)介
污泥處理是污水處理過(guò)程中重要構(gòu)成部分,主要目的在于穩(wěn)定污泥性質(zhì)、降低污泥產(chǎn)量從而便于污泥的運(yùn)輸和最終處置。由于受到環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、法律以及政治等多方面因素的影響,不同國(guó)家和地區(qū)的主流污泥處置方式與標(biāo)準(zhǔn)各不相同,每個(gè)國(guó)家都有同社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相匹配的污泥處置標(biāo)準(zhǔn)和方法。我國(guó)經(jīng)過(guò)近年來(lái)的不斷探索,制定了適宜當(dāng)前國(guó)情的污泥處置標(biāo)準(zhǔn)與處理技術(shù),完成由“濃縮、脫水、干化、露天堆放”到“衛(wèi)生填埋、土地農(nóng)用、焚燒發(fā)電、生產(chǎn)建筑材料”的突破。
2.1 衛(wèi)生填埋
污泥填埋技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代,是最早的污泥處理手段之一,目前已成為一類較成熟的污泥處置技術(shù)。污泥的衛(wèi)生填埋是經(jīng)過(guò)科學(xué)選址、設(shè)置防護(hù)措施后對(duì)污泥進(jìn)行封閉化處理。這種方法技術(shù)要求低、成本小、應(yīng)用廣泛,但并不能徹底處理污泥、占地面積大、易產(chǎn)生二次污染,因此衛(wèi)生填埋技術(shù)不再適合當(dāng)前處境。
2.2 土地利用
隨著循環(huán)經(jīng)濟(jì)在環(huán)境保護(hù)中的認(rèn)識(shí)不斷加深,實(shí)現(xiàn)剩余污泥資源化利用的理念,污泥土地利用技術(shù)不斷發(fā)展,已成為一種積極有效的綠色處理技術(shù)。由于污泥中含有大量的植物營(yíng)養(yǎng)元素以及相對(duì)穩(wěn)定的腐殖質(zhì),可在一定處理后施入土壤,改善土壤理化性質(zhì)、增強(qiáng)土壤生物活性。此外,剩余污泥還可用于干旱地區(qū)擴(kuò)充水分或用于修復(fù)退化草地林地等。但由于污泥中含有大量病原菌、重金屬及有機(jī)污染物,土地利用的實(shí)際應(yīng)用率并不是很高,在我國(guó)污泥農(nóng)業(yè)利用率不超過(guò)10%,在英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)、荷蘭等國(guó)家污泥農(nóng)業(yè)利用率為60%。
2.3 焚燒發(fā)電
城市污泥含有大量有機(jī)物及一定的木質(zhì)素,經(jīng)脫水處理后熱值可達(dá)836千焦/公斤,可通過(guò)焚燒方式進(jìn)行有效徹底的處理,使污泥最大程度的減量化。為在解決污泥的同時(shí)利用所產(chǎn)生的能量,研究出焚燒發(fā)電技術(shù),將熱能轉(zhuǎn)化為電能供廠區(qū)使用并可接入到電網(wǎng)中。但焚燒污泥時(shí)會(huì)產(chǎn)生二惡英等劇毒物質(zhì),需要對(duì)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行處理。
2.4 制備建筑材料
污泥中含有大量穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物質(zhì),因此可用于制備穩(wěn)定的建筑用磚,是污泥資源化處置的重要發(fā)展方向。污泥干化處理后可直接制備建筑用磚,也可經(jīng)過(guò)焚燒后取灰分制磚,但污泥與黏土性質(zhì)存在差異,采用此技術(shù)需添加黏土和硅砂。污泥制備建筑材料具有綠色環(huán)保、高強(qiáng)度、耐久性強(qiáng)以及無(wú)放射性等特點(diǎn),具有較好應(yīng)用前景。
近些年來(lái)研究了多種污泥處理新技術(shù),如低溫?zé)峤馓幚砑夹g(shù)、等離子體處理技術(shù)及濕氏氧化技術(shù)等,對(duì)于污泥處理技術(shù)的研究越來(lái)越多,在處理過(guò)程中秉持減量化、無(wú)害化、資源化的原則。
作者簡(jiǎn)介:董文靈(1992-),女,碩士研究生,從事環(huán)境科學(xué)研究。E-mail: 465793145@qq.com
通訊作者:董興,男,碩士研究生,從事環(huán)境科學(xué)研究,Tel: 15940050710;E-mail: 465793145@qq.com.
基金項(xiàng)目:國(guó)家“十二五”科技重大專項(xiàng)子課題(No.2012ZX07202003-05);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41401262);遼寧省教育廳一般項(xiàng)目(L2015202);遼寧省博士科研啟動(dòng)基金計(jì)劃項(xiàng)目(201501131)。