城市污泥處理處置及綜合利用

南昌市城市規(guī)劃設(shè)計研究總院 江西 南昌 330038

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市污水產(chǎn)量不斷增長,污泥產(chǎn)生量也越來越大,導(dǎo)致在處理污水的同時產(chǎn)生新的更為嚴(yán)重的污染。污泥處理處置是城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的主要組成部分,污泥處理處置應(yīng)遵循從源頭消減和全過程控制的原則,鼓勵采用節(jié)能減排、適合地區(qū)特點的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備,妥善處理處置污泥,合理綜合利用具有重要的現(xiàn)實意義。

1 城市污泥簡介

污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的半固態(tài)或固態(tài)物質(zhì),不包括柵渣、浮渣和沉沙,由多種微生物形成的菌膠團(tuán),少量病原微生物等綜合固體物質(zhì)。污泥的成分很復(fù)雜,是由多種微生物形成的菌膠體與其吸附的有機(jī)物、無機(jī)物組成的集合,除大量的水分外污泥中含有大量氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì),此外還有重金屬、鹽類及病原微生物和寄生蟲等。污泥主要特征是含水率高,易腐化發(fā)臭,呈膠體液狀。

2 城市污泥處理處置的一般原則

①減量化原則?？赏ㄟ^濃縮和脫水的方法縮減污泥體積。

②無害化原則。采取強(qiáng)制分解、殺菌消毒的方式使處理后的污泥不會對環(huán)境產(chǎn)生毒害。

③穩(wěn)定化原則。是根據(jù)生物厭氧或好氧的特點,采用消化工藝或者直接加入化學(xué)藥劑,使污泥中的有機(jī)物產(chǎn)生分解,最終形成無害的穩(wěn)定的產(chǎn)物。

④資源化原則。對污泥中氮、磷、鉀等元素進(jìn)行回收和處理,使之形成可以被利用的有用資源,在保護(hù)環(huán)境的同時還能變害為利。因此,資源化是對污泥處理處置的最終目標(biāo)。

3 城市污泥處理處置技術(shù)

目前國內(nèi)污泥處理處置的主要方法有:

①填埋法:類似于城市垃圾填埋。污泥可單獨或與其他固體廢物一起填埋,目前國家限制未經(jīng)處理的污泥直接填埋,污泥準(zhǔn)許填埋處置的基本條件是含水率低于60%。填埋需要侵占土地,填埋過程中防滲技術(shù)必須達(dá)標(biāo),若填埋不慎則會嚴(yán)重污染地下水及周邊環(huán)境。由于城市周邊土地資源有限,填埋的處置方法具有一定的局限性,且具有一定程度的潛在危害性,從而限制了城市污泥填埋處置方法的發(fā)展,我國越來越多的地區(qū)開始減少甚至限制垃圾填埋場的建設(shè),填埋不會成為城市污泥最終處置的發(fā)展方向。

②焚燒法:一般是干化焚燒的聯(lián)用方法,污泥中的可燃性成分均能充分燃燒,有機(jī)物全部被碳化,有毒有機(jī)物熱分解徹底,最終成為穩(wěn)定的灰渣,污泥焚燒后產(chǎn)生的灰量只有機(jī)械脫水污泥的10%,可以最大限度實現(xiàn)污泥減量化、無害化和衛(wèi)生化。是一種快速有效地污泥處理處置手段。此外,干污泥熱值和褐煤相近,通過焚燒生物能源可回收利用。對于大城市,污水處理廠產(chǎn)生的污泥數(shù)量大,缺乏足夠的填埋場地,焚燒已逐漸成為更有吸引力的污泥處理方式,但其缺點在于是投資大,設(shè)備維護(hù)要求較高,易產(chǎn)生酸性氣體、重金屬揮發(fā)和二噁英等劇毒物質(zhì),環(huán)保風(fēng)險大,這些缺點限制了污泥焚燒技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

③厭氧消化法:80年代以前大多數(shù)的活性污泥采用厭氧消化法處理,殺滅微生物病菌并生產(chǎn)部分可利用的沼氣。這也是一種有效的污泥處理資源化手段,但是依然存在著污泥后續(xù)處置問題。而且該方法普遍存在運行復(fù)雜,成本高,不穩(wěn)定,安全隱患多等缺點。

④生物堆肥法:堆肥化是我國城市污泥達(dá)到穩(wěn)定化、無害化及資源化的主要手段。引進(jìn)好氧菌種和供氧,使污泥進(jìn)行好氧生物高溫發(fā)酵,有機(jī)物分解,將污泥改良成穩(wěn)定的腐殖質(zhì),用于施肥或土壤改良,以堆肥技術(shù)為核心的污泥綜合利用方式目前被認(rèn)為是未來污泥處理處置中最適宜的方法之一,其優(yōu)點是操作簡單,充分利用污泥中的有機(jī)物、氮、磷、鉀等資源,肥效較好,而且還可以達(dá)到改良土壤的效果,促進(jìn)植物生長,但可能存在重金屬含量超標(biāo)帶來二次污染的問題,若重金屬含量超標(biāo),此法將受到限制。

4 污泥的資源化利用

從環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面分析,污泥資源化利用是最理想的出路,避免城市生態(tài)環(huán)境污染,使其具有良好的生態(tài)效益,社會經(jīng)濟(jì)效益,是城市可持續(xù)發(fā)展的必然要求。鼓勵回收利用污泥中的能源和資源,在安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的前提下實現(xiàn)污泥綜合利用,達(dá)到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。污泥資源化利用方法有土地改良和園林綠化,制作建筑材料,制動物飼料等。

①土地改良和園林綠化。污泥中含有許多植物生長需要的元素,可以稱為一種物美價廉的有機(jī)肥料。但是將污泥用作肥料使用的條件是:達(dá)到規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),污泥中的營養(yǎng)元素和有機(jī)物均達(dá)到相關(guān)要求,重金屬符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在滿足上述要求的前提下,污泥還是具有相當(dāng)?shù)目衫脙r值。據(jù)報道世界上12個發(fā)達(dá)國家對污泥處置45%為土地利用,38%為填埋,6%為排海。歐美等國家重視污泥土地處理。污泥土地處理投資少,運費低,有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化為土壤改良劑成分。污泥應(yīng)用于果林草地及擾動土地修復(fù)等,施用污泥堆肥植株生長狀況比不施肥好。施用污泥堆肥能改善土壤物理性質(zhì),如提高團(tuán)粒水穩(wěn)定性等。施用污泥堆肥可改善土壤化學(xué)性質(zhì),提高土壤有機(jī)質(zhì)含量等。城市園林綠化中施用污泥堆肥效果顯著,相比施用商品有機(jī)肥效果更好,樹高,開花量等明顯增大。由于污泥中的營養(yǎng)成分和微量元素可促進(jìn)樹木生長;且污泥綠化施用不會進(jìn)入食物鏈,不會對人類健康造成危害,為此,國家鼓勵符合標(biāo)準(zhǔn)要求的污泥用于土地改良和園林綠化,并列入政府采購名錄。

②制作建筑材料。包括制陶粒,制取水泥材料,路基材料等。污泥含有大量灰分,是建材可用添加劑。輕質(zhì)陶?？勺髀坊蚧ɑ芨采w材料使用。國家鼓勵有條件的地區(qū)積極推廣污泥建筑材料綜合利用,用于制作水泥添加料、制磚、制輕骨料、路基材料等。

③制動物飼料。污泥中含有大量有價值的物質(zhì),灰分占26．4－46%,脂肪酸占3．7%。污泥蛋白中含有家畜飼料所需氨基酸,可作為飼料蛋白利用。

結(jié)束語

綜上所述,對城市污泥的處理處置和綜合利用從技術(shù)角度,其關(guān)鍵是減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化;從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度,受到處理成本、市場的雙重制約。應(yīng)立足于本地區(qū)的實際情況,在兼顧環(huán)境生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益平衡的前提下,審慎地、全面地論證各種方案實施的可行性,從中選出最佳方案。