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污泥处理与处置技术分析

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引   言

       随着我国城市化进程的加快和社会经济的快速发展,污水处理、泥浆处理力度逐渐加大,随之而产生的污泥急剧增加。同时因为我国环境标准的提高,污泥与泥浆处理急需进行深度处理。

1 污泥处理处置技术分析

       污泥的处理技术主要包括污泥消化污泥脱水机干化、堆肥和焚烧等。污泥的处置技术主要有填埋、土地利用和建材化等资源化利用。

1.1 常见污泥处理技术

(1)污泥消化

       污泥消化包括好氧消化和厌氧消化。好氧消化目的在于稳定污泥、减轻污泥对环境和土壤的危害,同时减少污泥的最终处理量。污泥消化法具有稳定和灭菌、投资少、运行管理方便、基建费用低、最终产物无臭以及上清夜 浓度低等优点,因而特别适合于中小型污水厂的污水处理设备与污泥处理。厌氧消化目的在于减少污泥体积,稳定污泥性质。

(2)干化

       最有效的减量方式是泥浆脱水机干化,干化意味着在单位时间里将一定数量的热能传给物料所含的湿分,这些湿分受热后汽化,与物料分离,失去湿分的物料与汽化的湿分被分别收集起来,这就是干化的工艺过程。污泥干化可以将含水率从70%降到10%以下。事实上,根据最终处置的需要,污泥最终含固率可以在60%-95%之间变化,此时,污泥的减量超过60%,从成本上和安全性上更为合理。

干化分为直接和间接加热方式,主要在于热源利用的形式区别,具体来说就是直接作为介质还是间接对换热的介质进行加热。干化是依靠热量来完成的,热量一般都是能源燃烧产生的。

(3)污泥堆肥

       污泥堆肥是利用污泥中的好氧微生物进行好氧发酵的过程,它是一种自产热过程,可以消除病原体并产生一种类似腐殖土的物质,一般可分为污泥单独堆肥、污泥与垃圾混合堆肥两种。

(4)污泥焚烧

       污泥焚烧可以破坏全部有机质,杀死一切病原体,并最大限度地减少污泥体积,焚烧残渣相对含水率约为75%的污泥仅为原有体积的10% 左右。当污泥自身的燃烧热值较高,城市卫生要求较高,用地紧张,或污泥有毒物质含量高,不能被综合利用时,可采用焚烧处置。污泥在焚烧前,一般应先进行脱水处理和热干化,以减少负荷和能耗。污泥焚烧在技术上是可行的,并已达到了工业规模的程度。焚烧处理的特点:大大减少了污泥的体积和重量;杀死一切病原体;污泥处理速度快,不需要长期贮存;可以回收能量。但是另一方面其较高的运行成本和烟气处理问题已经成为制约污泥焚烧工艺的主要因素。

1.2 常见污泥处置技术

1.2.1 污泥卫生填埋

       污泥的卫生填埋始于20世纪60年代,是在传统填埋的基础上经过科学选址和必要的场地防护处理,具有严格的管理制度和科学的工程操作方法。填埋是一种比较成熟的处置技术,其优点是处置方法简单、处理容量大、见效快、易行、成本低、不需要高度脱水、适应性强。但是污泥填埋占用土地面积大,在当今城市土地紧缺的情况下致使多数垃圾填埋场不愿接受污泥,另外管理体制存在问题,管理部门分不清责任。因此污泥卫生填埋的前景不容乐观。

1.2.2 污泥土地利用

       目前污泥的土地利用类型多且广,如农林耕地、牧业草地、园林绿地等。污泥土地利用是指利用土壤的自净能力对污泥进行无害化处理,污泥有效成分可以改善土壤结构,促进植物生长,是一种较好的土壤改良剂。这种处置方式是把污泥应用于农田、市政绿化、育苗基质以及土地修复与重建和替代填埋场的覆盖用黏土。但是考虑到污泥本身含有的重金属和有害物质,另外农民和消费者对污泥产品的接受程度、国家相关政策和规范标准不全面使得国内污泥农用举步维艰,这种处理方式将被边缘化。

1.2.3 建筑材料综合利用

       利用污泥生产建材可以实现资源、能源的充分利用,还可将其中的有毒有害物质分解或固化。污泥制造建筑材料的资源化利用具有显著的优势,它将是污泥资源化技术的重要发展方向之一。建材行业原料需求量非常大,能够就地消纳大量污泥,具有广阔的应用前景。目前已知的污泥制建材方式有:污泥制砖、污泥生产水泥、污泥制轻质陶粒材料等方式。

2 目前我国污泥处理处置存在的问题

2.1 污水厂建设运营发展不平衡

       据不完全统计,在1600多个县城中,污水处理厂没有投入运行的约占 72%,其中至今没有开工建设的县城超过750多个,县城的污水处理率仅为 32%。更严重的是在17000 多个建制镇中,绝大部分的泥浆脱水机污水处理设施还处于空白。在已建的污水处理厂中,由于污泥处理泥浆脱水机处置部分耗资较大,使得大部分污水处理厂无力支付。用于污泥处理致使将污泥处理处置跟不上污水处理的步伐。

2.2 污泥二次污染问题突出,应加强监管力度

       据监管数据显示,很多污水处理厂污泥去向不明,约80% 的污泥采用填埋的处置方式或简易堆放,给生活垃圾填埋场带来很大负担,且二次污染严重。

2.3 污泥处理率低、工艺不完善

       我国有重废水处理,轻污泥处理的倾向。很多城市未把污泥的处理作为污水厂的必要组成部分,往往是在污水厂建成相当长的时间后才建立污泥处理系统,造成我国城市污泥处理率很低。大量未经稳定处理的污水污泥对环境造成严重的二次污染,为运输及后继处理带来许多不便。

2.4 污泥处理技术设备落后

       当前我国有些污水处理厂所采用的污泥处理技术水平还停留在发达国家 2 0 世纪60、70 年代水平,而且有些污泥处理设备技术根本不合乎国内的污泥特性,污泥处理设备比较落后,性能差、效率低、能耗高、且专用设备少,未能形成标准化和系列化。

2.5 污泥处理强制法规不健全

       目前我国对污水处理已有较完善的法规体系,但对市政污泥处置还没有健全的法规,特别是对污泥乱排现象还没有相应的对策;对污泥处理费也没有明确。

3 污泥处理处置现状及发展趋势

目前我国污泥处理处置的现状是:

(1)减量化方面

       各单位污水处理设施产生的污泥,基本都经过脱水处理,但污泥消化技术、剩余污泥减量化技术很少应用。

(2)稳定化方面

       城市活污水处理厂因其在性质、规模、技术、经济等方面的优势,一般都对污泥进行必要的稳定化处理,主要是碱法稳定。企业点源设施,一般都不对污泥进行稳定化处理。

(3)资源化方面

       目前,我国各类污泥在资源化方面的利用还处在探索起步阶段。城市污水处理厂污泥,大部分作填埋处置。其中,有些是专业填埋,有些是和城市垃圾混合填埋。小部分作为农用处置,包括稳定化后还田、堆肥处理后还田。也有一部分作焚烧处理。企业点源设施污泥,各单位的污泥量相对较小,处置的成本较高。基本上由企业自行处置。

       根据污泥的性质不同,处置的方式较为多样。

       发展趋势:总的来说,我国的污泥处理处置状况还处于起步阶段,和国际先进水平还有较大的差距。随着环保科技事业的不断进步,我国的污泥处理处置技术,将逐步赶上国际上污泥处置的发展趋势,由填埋为主向焚烧处置、土地利用、建材利用和其他综合利用方式发展。

当然,在具体的处理处置方式上,还需要根据我国的具体国情而有所侧重。

4 结束语

       随着我国城镇污水排放量的增加和处理率的提高,污泥产量大幅增加,污泥处理、泥浆处理处置面临新的挑战。因此,急需结合我国国情和污泥特点寻求泥浆处理的解决对策。应在遵循“减量化、稳定化、无害化、资源化”的处置原则下将污泥变成可用物质,实现经过环保设备处理的资源回收利用,促进循环经济的发展。随着国家对环境保护的重视与投资力度的增加,污泥的处理处置技术必将得到进一步发展和完善。

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2020年12月10日 09:37
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