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浅谈市政污泥的资源化利用和无害化处理

发布日期:2019-04-25 浏览次数:20

污水处理过程中产生的沉淀物质以及从污水表面漂出的浮沫中所得的残渣称为污泥,属于一种固体废弃物。随着国内污水处理事业的发展,污水厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高,产生的污泥量日益增加,污水污泥的处理处置问题日益突出。据记载 ,一个城市污水厂每天产生污泥的体积约为污水处理量的 0. 5 %~1. 0 % ,其处理费用约占城市污水总运行费用的 20 %~50 %。污泥成复杂,其中虽含有大量氮、磷、多种微量元素和有机质等可利用成分,也含有毒、有害、难降解的有机物、病原菌、寄生虫(卵)及重金属等,且常伴有恶臭,处置不当会对生态环境和人类造成很大的危害,因此探讨并寻求经济有效的适合我国国情的污泥处置技术,具有重要的现实意义。

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  1 市政污泥处理现状

  市政污泥的处理方式可分为四种:填埋、排海、农用和焚烧。在我国污泥处理处置的主要方法中,污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31.0%、其它处置约占10.5%、未经处置约占13.7%。由此可见我国城市污泥的处置方法一直以农用为主 。

  2 污泥性质

  污泥的颗粒较细,密度较小,含水率高且不易脱水,并且有机物含量较高,容易腐化发臭。污泥中含有植物生长所需的养分和有机质, 其中植物养分氮、磷、钾等可供植物的生长发育, 而有机质可以用来改良土壤, 防止土壤板结和增加地力。然而,污泥中又含有潜在有害物如重金属或病原体等, 它们的农用必须建立在重金属等有害物质的含量和病原体数量控制在不会对人类造成危害的基础上。城市污水中还混有医院排水和工业废水,污泥中常常含有寄生虫卵、细菌和重金属等有害物质。干燥污泥具有一定量的热值,可以燃烧。干化污泥作为燃料,开发潜力很大。

  3 污泥处置技术

  3.1 农用

  污泥农用是各国较为关注的处置方法 ,它与其他方法相比 ,不仅能耗低 ,而且还可回收利用污泥中大量的植物养分。污泥中含有丰富的有机营养成分,如氮、磷、钾等和植物所需的各种微量元素,其中有机物的浓度占40%~70%,其含量高于普通农家肥,能够改良土壤结构,增加土壤肥力,促进作物生长。影响其推广的因素是可能引起的病原体扩散和重金属污染。因此各国先后出台了农用污泥重金属许可浓度标准和严格的卫生无害化要求 ,并对单位面积污泥使用量作了限制。为减少或消除污泥直接施于农田可能产生的不良影响 ,需对污水厂的进水水质进行控制并对污泥进行预处理。鉴于污水厂设计流量大 ,所产生的污泥量也较多 ,试图通过化学方法去除重金属离子几乎是不可能的。因此只有限制排放重金属离子污染源的污染物排放总量 ,使污水厂污泥达到农用标准。同时还应对污泥进行堆肥预处理 ,以消除污泥中的大量生化有机物及病原菌。

  3.2 卫生填埋

  城市污泥经过简单的灭菌处理直接倾倒于低地或谷地制造人工平原是污泥填埋处置的基本方式。它的优点一是污泥无毒无害化处理成本低,不需要高度脱水(自然干化),二是既解决了污泥出路问题,又可以增加城市建设用地。从总体上看 ,填埋是一项比较成熟的污泥处置技术。然而 ,污泥卫生填埋也存在很多问题,如污泥中含有的有毒有害物质经雨水的浸蚀和渗漏会污染地下水。尽管如此 ,在将来的发展中,填埋仍是垃圾和污泥处置中不可避免的方法。对于不能资源化而必须从使用循环中排出的废物 ,填埋是目前唯一的最终处置途径。

  3.3 污泥的焚烧

  污泥减容的主要方法是浓缩、脱水以及焚烧。一般大型污水处理厂的污泥均通过焚烧达到无害化处理处置,污泥减容减量化程度高,而且产生的热能可回收利用,如利用热交换装置(如余热锅炉)将产生的蒸汽用作供热采暖或驱动汽轮机发电等。

  该方法既解决了污泥的出路问题又充分利用了污泥的能源,而且污泥不需要做灭病原菌的处理。在所有的污泥处置中 ,焚烧方法产生的剩余物最少 ,且无异味。其缺点是处理设施投资大,处理费用高(是其他工艺的 2 倍~4 倍) ,有机物燃烧会产生二垩英剧毒物质。

  3.4 排海

  某些沿海地区,处置污泥采用污泥投海的方式,但近年来受到强烈反对,主要是因为其危害海洋生态系统,引发全球环境问题。

  4 污泥的资源化展望

  4.1 污泥农用

  污泥直接施用于农田和牧场。南京农业大学和湖南农学院对田间施用污泥作了大量试验,发现施用污泥能显着增产,稻麦籽粒和秸秆平均增产分别为38%和41%,蔬菜可食用部分则平均增产11.7%。研究表明,施用污泥后土壤中植物所需的许多营养元素的含量都显着增加,牧草产量明显提高。

  4.2 烧制建材制品

  污泥中含有大量的灰分、铝、铁等成分 ,是建筑材料中不可缺少的添加剂。将污泥(85%含水率)与粉煤灰以1:3比例混合,烧制建材制品。制成品性能优良,无臭味,基本符合卫生标准,且重金属含量大为降低,接近土壤。

  4.3 污泥制动物饲料

  污泥中含有大量有价值的有机质(蛋白质和脂肪酸等) 。其中 70 %的粗蛋白以氨基酸形式存在 ,各种氨基酸之间相对平衡 是一种非常好的饲料蛋白。但如何将污泥中的营养成分转化成饲料蛋白 ,目前研究得还不够深入 ,长期利用污泥蛋白产生的有毒物质在动物体内累计 ,造成的潜在危害和长远影响还有待于进一步研究。

  4.4 污泥改性制吸附剂

  污泥中含有大量有机物 ,它具有被加工成吸附剂的客观条件。在一定高温下 ,以生化污泥为原料 ,通过化学改性活化处理可制得含碳吸附剂。含碳吸附剂对 COD 及某些重金属离子有很高的去除率 ,是一种优良的有机废水处理吸附絮凝剂。污泥制活性碳絮凝剂的研究在我国刚刚开始 ,许多方面的工作还有待深入。

  5 结语

  根据我国国情,污泥的处理应着眼于污泥的综合利用,化害为利,变废为宝,所以污泥资源化应是我国处置污泥的未来发展的主要方向。为实现污泥的资源化和商品化利用,需要注重有关污泥堆肥制造有机和无机复合肥,污泥制造建筑材料,污泥热能利用以及在环保方面的应用等关键技术的研究和相关设备的研制开发,对成分日趋复杂、数量不断增多的污泥进行更有效、更经济的处理。


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