城鎮污水處理廠污泥處理處置現狀淺議
隨著(zhu)我(wo)國(guo)(guo)經濟(ji)社會的(de)快速發(fa)展(zhan)，城(cheng)市化、工業化進程步伐不斷(duan)加快，公眾(zhong)對環(huan)境質量的(de)要(yao)求越(yue)來越(yue)高，公眾(zhong)的(de)環(huan)保(bao)意識也在不斷(duan)增強，環(huan)境保(bao)護和治理(li)(li)(li)是落實“五大(da)發(fa)展(zhan)”理(li)(li)(li)念的(de)重要(yao)工作。據住建(jian)部統計，截止(zhi)至2016年9月底(di)，我(wo)國(guo)(guo)污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)(li)廠(chang)的(de)數(shu)量3976座，日處(chu)理(li)(li)(li)能(neng)(neng)力(li)(li)達1.7億(yi)立方(fang)米，我(wo)國(guo)(guo)污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)(li)廠(chang)興建(jian)以及污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)(li)能(neng)(neng)力(li)(li)和處(chu)理(li)(li)(li)率都呈現大(da)幅(fu)度增長態(tai)勢。而污(wu)(wu)(wu)泥作為污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)(li)的(de)“衍生(sheng)品(pin)”，隨著(zhu)污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)(li)量的(de)增加而急劇增加，2015年我(wo)國(guo)(guo)市政污(wu)(wu)(wu)泥產量達3500萬噸(dun)，至2020年，市政污(wu)(wu)(wu)泥將達到6000萬噸(dun)-9000萬噸(dun)。
“重水(shui)輕泥”是(shi)我(wo)國污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)過程中(zhong)普遍存在(zai)的(de)現(xian)象，城鎮(zhen)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)行(xing)業(ye)雖快速發展，污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥處(chu)理(li)(li)(li)處(chu)置行(xing)業(ye)卻發展緩慢，與污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥產量連續遞增的(de)趨勢相背，并且污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥的(de)有效處(chu)理(li)(li)(li)處(chu)置效率(lv)較低(di)，直(zhi)接傾倒和簡(jian)單填埋的(de)方(fang)(fang)法是(shi)目(mu)前(qian)大多數污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)廠采用的(de)方(fang)(fang)式(shi)，污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥有效處(chu)理(li)(li)(li)率(lv)遠低(di)于30%，大量污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)泥沒(mei)有得到規(gui)范(fan)化的(de)處(chu)理(li)(li)(li)，直(zhi)接造成了“二次污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染”。
但(dan)污泥(ni)(ni)(ni)濃縮(suo)處(chu)置后可(ke)(ke)以(yi)(yi)作為(wei)制磚和(he)水泥(ni)(ni)(ni)的(de)原(yuan)料，經過(guo)適當(dang)處(chu)理(li)(li)后可(ke)(ke)以(yi)(yi)作為(wei)肥(fei)料，焚燒后可(ke)(ke)以(yi)(yi)當(dang)做能源(yuan)發電(dian)。污泥(ni)(ni)(ni)具(ju)有環(huan)境危害性和(he)資源(yuan)性雙重(zhong)屬(shu)性。所以(yi)(yi)要利用(yong)先進技術來處(chu)理(li)(li)污泥(ni)(ni)(ni)，做好污泥(ni)(ni)(ni)的(de)資源(yuan)化利用(yong)，發揮污泥(ni)(ni)(ni)的(de)經濟和(he)社會效益。
一、污泥的(de)特性及特征
1.有(you)害性(xing)
我國城鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)廠的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)有(you)機(ji)物(wu)(wu)和(he)重(zhong)金(jin)屬含量(liang)高(gao)，有(you)機(ji)物(wu)(wu)含量(liang)高(gao)容易滋生細菌，并且發生腐臭，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)含有(you)的(de)有(you)機(ji)污(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)不(bu)易降解、毒(du)性殘留時間長，這些有(you)毒(du)有(you)害物(wu)(wu)質進人水(shui)體與士壤(rang)中(zhong)將(jiang)造成環境(jing)污(wu)(wu)(wu)(wu)染，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)對環境(jing)的(de)二(er)次污(wu)(wu)(wu)(wu)染還包括(kuo)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)鹽份的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)染和(he)氮、磷(lin)等養分的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)染，重(zhong)金(jin)屬含量(liang)高(gao)將(jiang)影響污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)土地利用(yong)。
2.含(han)水率
污(wu)泥的含(han)(han)(han)水(shui)(shui)率從99%下降(jiang)1%時(shi)，污(wu)泥體積能(neng)減少一半，污(wu)泥含(han)(han)(han)水(shui)(shui)率下降(jiang)至(zhi)85%左(zuo)右時(shi)，污(wu)泥可(ke)(ke)用(yong)泵(beng)來輸(shu)送;含(han)(han)(han)水(shui)(shui)率低于80%時(shi)，污(wu)泥呈不易流動的狀(zhuang)態，可(ke)(ke)運(yun)輸(shu)外運(yun)，污(wu)泥經濃(nong)縮(suo)后含(han)(han)(han)水(shui)(shui)率達到60%左(zuo)右，多為固(gu)體狀(zhuang)態。熱(re)干化、焚燒或熱(re)處(chu)理等方(fang)法可(ke)(ke)進(jin)一步除去(qu)污(wu)泥中的水(shui)(shui)分。
3.污泥比(bi)阻
污(wu)(wu)泥比阻是描述污(wu)(wu)泥脫(tuo)(tuo)水的難易程(cheng)度(du)或污(wu)(wu)泥的脫(tuo)(tuo)水性能。通(tong)常污(wu)(wu)泥比阻越(yue)大，越(yue)難脫(tuo)(tuo)水，這與污(wu)(wu)泥脫(tuo)(tuo)水時濾布的特性和(he)壓(ya)榨(zha)或離心程(cheng)度(du)有關。
二、污泥處(chu)理技術概(gai)述
1.污泥(ni)厭氧(yang)消(xiao)化(hua)
污泥(ni)(ni)厭氧(yang)消(xiao)(xiao)化是指在無(wu)氧(yang)條件(jian)下，由兼性菌(jun)和(he)厭氧(yang)菌(jun)將污泥(ni)(ni)中可生(sheng)物降解的(de)(de)有機(ji)物分解成(cheng)二氧(yang)化碳、甲烷和(he)水等(deng)穩定(ding)物質，同(tong)時減(jian)小污泥(ni)(ni)體(ti)積，去除臭味，殺死寄生(sheng)蟲(chong)卵(luan)，回收利用消(xiao)(xiao)化過(guo)程中產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)沼氣的(de)(de)過(guo)程。是污泥(ni)(ni)減(jian)量化、穩定(ding)化的(de)(de)手(shou)段(duan)之一，一般分為三(san)個階(jie)段(duan)：水解酸化階(jie)段(duan)，產(chan)(chan)氫產(chan)(chan)乙酸階(jie)段(duan)，產(chan)(chan)甲烷階(jie)段(duan)，可以使污泥(ni)(ni)中有機(ji)物濃度(du)降低30%-50%左右(you)。但基建費用較(jiao)高，占地(di)較(jiao)大(da)，適用于規(gui)模大(da)產(chan)(chan)生(sheng)污泥(ni)(ni)量多的(de)(de)污水處理廠。
2.污泥好(hao)氧消(xiao)化
污(wu)泥好氧(yang)消(xiao)化的實質(zhi)是生(sheng)物(wu)污(wu)泥內微(wei)生(sheng)物(wu)有(you)(you)機(ji)體的內源代(dai)謝，即細胞原生(sheng)質(zhi)在有(you)(you)氧(yang)條件下的生(sheng)物(wu)氧(yang)化作用(yong)(yong)。好氧(yang)消(xiao)化對有(you)(you)機(ji)質(zhi)的降(jiang)解程度(du)高，消(xiao)化時間短，不產生(sheng)臭氣，易脫(tuo)水，運營操作管理簡單，但運行(xing)維護(hu)費用(yong)(yong)較高，能(neng)夠消(xiao)化污(wu)泥量較少，污(wu)泥降(jiang)解程度(du)隨溫(wen)度(du)變化較大。
3.污(wu)泥(ni)脫水
將流態的(de)原生、濃(nong)縮或(huo)消(xiao)化污(wu)(wu)泥脫除水(shui)分，轉化為半固態或(huo)固態泥塊的(de)一種(zhong)污(wu)(wu)泥處(chu)(chu)理方法(fa)。脫水(shui)后的(de)污(wu)(wu)泥含水(shui)率(lv)可(ke)降低到80%以下，污(wu)(wu)泥具有固體特性，成泥塊狀，便于(yu)運輸和最終(zhong)處(chu)(chu)理處(chu)(chu)置。
(1)干(gan)化(hua)(hua)(hua)法。一般包(bao)括自然干(gan)化(hua)(hua)(hua)法，熱(re)干(gan)化(hua)(hua)(hua)法，石灰(hui)(hui)石穩定(ding)干(gan)化(hua)(hua)(hua)法等(deng)。自然干(gan)化(hua)(hua)(hua)是依靠下滲作用(yong)(yong)和(he)蒸發(fa)(fa)(fa)作用(yong)(yong)來降(jiang)(jiang)低堆放在固定(ding)場所(suo)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)含水(shui)(shui)量。下滲作用(yong)(yong)可將污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)含水(shui)(shui)率降(jiang)(jiang)低到百(bai)分之(zhi)八十(shi)五(wu)左右(you)，蒸發(fa)(fa)(fa)作用(yong)(yong)數(shu)周后，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)含水(shui)(shui)率可降(jiang)(jiang)到百(bai)分之(zhi)七(qi)十(shi)五(wu)左右(you)。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)石灰(hui)(hui)石穩定(ding)干(gan)化(hua)(hua)(hua)技術的(de)(de)(de)原理是利(li)用(yong)(yong)石灰(hui)(hui)和(he)水(shui)(shui)發(fa)(fa)(fa)生的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)反應(ying)，形成較為(wei)穩定(ding)的(de)(de)(de)氫氧化(hua)(hua)(hua)鈣，從而實現對污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)中的(de)(de)(de)含水(shui)(shui)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)處(chu)理，起到吸水(shui)(shui)干(gan)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)效果。熱(re)干(gan)化(hua)(hua)(hua)是指將污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)通過直接加熱(re)的(de)(de)(de)方式進行烘干(gan)處(chu)理，這能(neng)夠實現污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)含水(shui)(shui)的(de)(de)(de)有效降(jiang)(jiang)低，通過能(neng)夠降(jiang)(jiang)低內部細(xi)菌等(deng)的(de)(de)(de)滋(zi)生和(he)繁殖，實現對污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)氣(qi)味的(de)(de)(de)改善。
(2)機(ji)(ji)械(xie)脫(tuo)水法。利用(yong)(yong)離(li)心(xin)分(fen)離(li)、帶式(shi)壓(ya)(ya)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)、板框式(shi)壓(ya)(ya)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)、管式(shi)壓(ya)(ya)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)真空過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)、污(wu)泥(ni)增(zeng)稠等機(ji)(ji)械(xie)進行脫(tuo)水的方法。投(tou)加無機(ji)(ji)鹽或高(gao)分(fen)子混(hun)凝(ning)劑是(shi)目前普遍的預處理方法。過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)是(shi)將濕污(wu)泥(ni)用(yong)(yong)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)層(ceng)經過(guo)重力(li)濃縮、壓(ya)(ya)榨后過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)污(wu)泥(ni)，水分(fen)(濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)液(ye))滲過(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)層(ceng)而(er)回用(yong)(yong)，脫(tuo)水污(wu)泥(ni)(濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)餅)則被(bei)截(jie)留在(zai)濾(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)層(ceng)上(shang)，然后通過(guo)輸(shu)送機(ji)(ji)外運(yun)。離(li)心(xin)法是(shi)利用(yong)(yong)污(wu)泥(ni)中固、液(ye)比重不同而(er)產生的不同離(li)心(xin)力(li)達(da)到泥(ni)水分(fen)離(li)的效果。
三、污泥處置技術概述
在(zai)我國，由于經(jing)費和技術(shu)上(shang)的原因，目前污泥尚無穩定而(er)合理的出路，總(zong)的狀況還是以土地(di)(di)(di)填埋(mai)(mai)、農業(ye)(ye)利(li)用(yong)和綠化的土地(di)(di)(di)利(li)用(yong)方式為主。農業(ye)(ye)利(li)用(yong)占比44.83，土地(di)(di)(di)填埋(mai)(mai)占比31.03%，焚燒、綠化和與垃圾(ji)一塊(kuai)填埋(mai)(mai)共占比10.35%，而(er)未經(jing)處理的占比達13.79%。
1.填埋法
國內對污(wu)泥進(jin)行(xing)處(chu)置最常見的(de)(de)方(fang)法是利用(yong)城(cheng)市(shi)生活(huo)衛(wei)生垃圾廠進(jin)行(xing)填埋(mai)。它具有(you)投資(zi)(zi)較少、容(rong)量大、見效(xiao)快的(de)(de)特點，但污(wu)泥中含有(you)的(de)(de)有(you)毒有(you)害物質(zhi)會以滲濾液和(he)臭氣(qi)的(de)(de)方(fang)式污(wu)染(ran)地(di)下(xia)水和(he)大氣(qi)團，造成(cheng)二(er)次污(wu)染(ran)。隨著近年來污(wu)水廠剩余污(wu)泥量的(de)(de)大量產出，可供(gong)衛(wei)生填埋(mai)的(de)(de)填埋(mai)廠容(rong)積越來越有(you)限，并且隨著土(tu)地(di)資(zi)(zi)源緊張(zhang)和(he)高(gao)昂的(de)(de)污(wu)泥運輸(shu)費用(yong)也(ye)是制約污(wu)泥衛(wei)生填埋(mai)的(de)(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要問題。因此我國采(cai)用(yong)衛(wei)生填埋(mai)處(chu)置污(wu)泥技(ji)術的(de)(de)比例逐漸(jian)減少，但仍占很大一(yi)部分(fen)比例。
2.土地利用
污(wu)(wu)泥的(de)(de)(de)土地利(li)用(yong)是(shi)(shi)污(wu)(wu)泥處理的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種有效方式。剩余污(wu)(wu)泥中含(han)有豐富的(de)(de)(de)有機(ji)物(wu)和(he)(he)氮、磷、鉀等營養元素(su)和(he)(he)鈣、鎂、銅、鐵、鋅等微量元素(su)，它們有改善士壤(rang)結構、增(zeng)加(jia)士壤(rang)肥(fei)力、促進(jin)植物(wu)生(sheng)長的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。但污(wu)(wu)泥土地利(li)用(yong)的(de)(de)(de)不(bu)足是(shi)(shi)容易(yi)產(chan)生(sheng)惡臭(chou)等廢氣(qi)，影(ying)響(xiang)周邊的(de)(de)(de)環境，對(dui)(dui)附近居民的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)生(sheng)活產(chan)生(sheng)一(yi)(yi)(yi)定影(ying)響(xiang)。污(wu)(wu)泥土地利(li)用(yong)受(shou)到其泥質特性的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，尤其是(shi)(shi)士攘中的(de)(de)(de)重(zhong)金屬(shu)含(han)量影(ying)響(xiang)，在采用(yong)這一(yi)(yi)(yi)處置技(ji)術時，要做(zuo)好相關的(de)(de)(de)風(feng)險防范，為了減少對(dui)(dui)士壤(rang)的(de)(de)(de)二次污(wu)(wu)染，堆(dui)肥(fei)時通常加(jia)人稻草、木屑(xie)等作(zuo)為調理劑和(he)(he)膨脹劑，不(bu)僅能(neng)增(zeng)加(jia)發(fa)酵的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)物(wu)質，也(ye)對(dui)(dui)污(wu)(wu)泥中的(de)(de)(de)重(zhong)金屬(shu)起稀(xi)釋作(zuo)用(yong)。
3.焚(fen)燒法(fa)
污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)燒(shao)是利用污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)有(you)機(ji)成分較(jiao)高，具有(you)一定熱值等特點來處(chu)置污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)。污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)燒(shao)的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)方法及(ji)工藝流(liu)程(cheng)具有(you)多種方式，從燃(ran)料(liao)方面包括單一焚(fen)燒(shao)(在(zai)焚(fen)燒(shao)爐(lu)內(nei)單獨(du)處(chu)置污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni))和混合焚(fen)燒(shao)(污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)或污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)衍生燃(ran)料(liao)與其他可燃(ran)物混合進行燃(ran)燒(shao))兩種形式。目前(qian)，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)燒(shao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)已得到了迅(xun)速發展，尤其在(zai)發達國(guo)(guo)家(jia)已成為(wei)主流(liu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)置技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。在(zai)2016年(nian)以前(qian)，美國(guo)(guo)的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)燒(shao)占(zhan)所有(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)置技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)比例約22%，日本約68%，歐(ou)盟國(guo)(guo)家(jia)約20%-40%，而中國(guo)(guo)的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)燒(shao)比例僅為(wei)3%。
焚(fen)燒(shao)法可(ke)最大化的(de)減(jian)少(shao)污(wu)(wu)泥(ni)的(de)體積，減(jian)量率可(ke)達95%左右，并(bing)且(qie)污(wu)(wu)泥(ni)中的(de)有機物焚(fen)燒(shao)時均被(bei)(bei)完全氧化，病原體和細菌(jun)均被(bei)(bei)完全殺(sha)死，另(ling)外(wai)污(wu)(wu)泥(ni)在焚(fen)燒(shao)時，可(ke)利用余熱發電或供熱，具有良好的(de)經濟效益。但焚(fen)燒(shao)法的(de)投資和操作費用較高，焚(fen)燒(shao)時產生的(de)二噁英有毒氣體、飛灰、爐渣和煙氣可(ke)引起二次污(wu)(wu)染(ran)。
4.建材(cai)利(li)用
污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)資(zi)源化利(li)用(yong)是(shi)(shi)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)處理(li)處置(zhi)技術發展的(de)最終趨(qu)勢。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)的(de)建材(cai)(cai)利(li)用(yong)主要包括以下出路：污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)(zhi)瀝青;污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)(zhi)磚;污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)(zhi)陶粒;污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)(zhi)生態水泥(ni)(ni)(ni);污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)(zhi)混凝士;污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)(zhi)吸附劑等。但(dan)從經(jing)濟和產品適用(yong)角度(du)看(kan)，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)制(zhi)(zhi)磚和制(zhi)(zhi)水泥(ni)(ni)(ni)是(shi)(shi)目前比較可(ke)行的(de)建材(cai)(cai)利(li)用(yong)方法。
2001年4月日本第一座(zuo)“生態水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)廠(chang)”在(zai)千葉縣(xian)正(zheng)式(shi)投(tou)產(chan)，以污水(shui)(shui)(shui)廠(chang)污泥(ni)(ni)、下水(shui)(shui)(shui)道淤(yu)泥(ni)(ni)和(he)垃圾焚燒(shao)飛灰殘渣(zha)等作為原(yuan)料，每年生產(chan)“生態水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)”的(de)(de)最大(da)產(chan)能達(da)11萬噸。但污泥(ni)(ni)中磷含量較高(gao)會引(yin)起磚(zhuan)(zhuan)塊或水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)熔點降低(di)，其產(chan)品不得用作高(gao)層建筑材料，污泥(ni)(ni)中存在(zai)重金屬有害成分，德國等國家規定(ding)，污泥(ni)(ni)制磚(zhuan)(zhuan)和(he)制水(shui)(shui)(shui)泥(ni)(ni)的(de)(de)建材產(chan)品不得參與飲用水(shui)(shui)(shui)建設。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
