1.1 處理現(xiàn)狀
污泥處置至今都是難題,尚未得到有效處置。截止到2011年底,全國已有3100多座污水處理廠投入運(yùn)營,處理能力達(dá)到1.39 億m3/d,污泥產(chǎn)率達(dá)2000萬t/d[1]。只有少部分污泥通過衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒、建材利用等方式進(jìn)行處置,大部分都是隨意填埋或者堆放,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。
1.2 存在問題
當(dāng)前污泥處置工藝所帶來的問題比較多,產(chǎn)生了一系列問題,如焚燒處置產(chǎn)生的二?英氣體,堆肥處置產(chǎn)生有害病菌、病毒,填埋處置消耗大量的土地資源并產(chǎn)生的滲濾液滲透問題等等,導(dǎo)致目前污泥處理處置受到限制。
2.1 堆肥
生活污水處理廠產(chǎn)生的有機(jī)污泥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)及氮、磷和微量元素等植物所需養(yǎng)分,是一種良好的有機(jī)肥料和土壤改良劑。堆肥技術(shù)是污泥農(nóng)用的主要手段。但污泥中也會(huì)含有一定量的重金屬、有毒有機(jī)物等有害成分及高含水率,有惡臭,不便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用等特點(diǎn)。
由于好氧堆肥具有發(fā)酵周期短、無害化程度高、衛(wèi)生條件好、易于機(jī)械化操作等特點(diǎn),故國內(nèi)外用垃圾、污泥、人畜糞尿等有機(jī)廢棄物制肥的工廠,絕大多數(shù)都采用好氧堆肥[2]。好氧堆肥是在富氧條件下,在好氧菌作用下進(jìn)行的[3]。該過程可使污泥中有機(jī)物轉(zhuǎn)化成富含植物營養(yǎng)物的腐殖質(zhì),反應(yīng)的代謝物是CO2、H2O和熱量,大量的熱量使物料維持持續(xù)高溫,降低物料的含水率,有效地去除病原體、寄生蟲卵和雜草種子,使污泥達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化目的。另外,也有采用干污泥和回流污泥為調(diào)理劑,以樹葉粉和木屑調(diào)節(jié)碳氮比,用強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)發(fā)酵裝置對(duì)污泥進(jìn)行堆肥化處理,利用該方法也可使使污泥穩(wěn)定化及無害化[4]。
2.2 填埋
污泥消化后經(jīng)脫水再進(jìn)行填埋是目前國內(nèi)眾多污水處理廠常采用的方式。該方法操作相對(duì)簡單,處理費(fèi)用不高。由于污泥消化裝置工藝復(fù)雜,一次性投資大,運(yùn)行操作難度大,實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明往往難以達(dá)到預(yù)期效果。脫水污泥一般含水率都在80%,而普通垃圾衛(wèi)生填埋場要求含水率為30%,脫水污泥的含水率大大高于普通生活垃圾填埋場的要求。污泥填埋會(huì)產(chǎn)生高濃度有機(jī)污水,需要集中加以處理,污泥填埋場四周應(yīng)設(shè)置圍欄,并采取相應(yīng)的防蚊蠅、防鼠措施,未經(jīng)干化處理的污泥宜小規(guī)模分層處理,污泥層厚度應(yīng)小于0.5 m,泥層上面鋪砂層0.5 m,彼此交替進(jìn)行填埋[5]。
由于填埋是一種對(duì)土地資源以及污泥自身資源的嚴(yán)重浪費(fèi),一些國家開始限制污泥的直接填埋。但綜合考慮各種處置方法的成本、對(duì)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響及目前我國的實(shí)際情況,污泥填埋處置也是我國一種適合的處置方式。
2.3 建材利用
污泥含有大量無機(jī)質(zhì),在處理后也可以作為建材的原料,可以實(shí)現(xiàn)資源化,同時(shí)將其中的有毒有害物質(zhì)分解或固化,具有良好的優(yōu)勢。污泥建筑材料利用方式主要有制磚、制水泥、制纖維板等[6]。污泥制磚方法有兩種:一種是用干化污泥直接制磚;另一種是用污泥灰渣制磚。污泥可用作制水泥,污泥中的無機(jī)物可以替代水泥生產(chǎn)中的粘土,有機(jī)物可替代部分燃煤,日本等發(fā)達(dá)國家利用廢棄物生產(chǎn)生態(tài)環(huán)保水泥已有成熟的經(jīng)驗(yàn),而在國內(nèi),污泥制生態(tài)水泥研究工作開展較晚。污泥可用作制纖維板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白與球蛋白,在一定條件下制成活性污泥樹脂,與經(jīng)漂白、脫脂處理的廢纖維(主要是棉、毛紡廠的下腳料)壓制成板材,即生化纖維板。
2.4 焚燒
焚燒處理技術(shù)利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥后,再進(jìn)行高溫氧化處理,使污泥中的有機(jī)物分解,獲得少量灰燼的過程[7]。目前,焚燒技術(shù)可大致分為兩類,即直接焚燒技術(shù)和混合焚燒技術(shù)。焚燒可將污泥中有機(jī)物全部碳化,殺死病原體,處理有害物,具有處理速度快、減少污泥體積和儲(chǔ)存時(shí)間、可以回收能源等優(yōu)點(diǎn),能夠較大程度減量化、完全穩(wěn)定化和徹底無害化。
但城市污泥在焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、二?英等氣體而造成空氣污染,且其一次性投資和處理成本都高于其它處理污泥方式,我國經(jīng)濟(jì)尚不發(fā)達(dá),污泥焚燒處理所占比例很小。因此,開發(fā)新的焚燒工藝,努力降低焚燒系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本,將會(huì)是污泥焚燒領(lǐng)域努力的方向。
污泥制出的肥料只能用于草土、林地、花卉等的生長,不要用于糧食作物的生長,目前國家對(duì)污泥制肥也沒有很明確的技術(shù)規(guī)范。污泥進(jìn)行填埋,技術(shù)簡單,雖然投資小,但填埋需要消耗大量土地資源,而且污泥中含有的有害成分可能嚴(yán)重污染地下水。污泥在建筑材料上的利用,可使資源循環(huán)利用,變廢為寶,是一種比較優(yōu)良的方式。污泥進(jìn)行焚燒,可使其中有機(jī)物全部碳化,處理速度快,減少污泥體積等優(yōu)點(diǎn),但是在焚燒過程產(chǎn)生大量的有毒氣體(二氧化硫、二?英等)污染環(huán)境。因此,污泥的方式是用于建筑材料的制備,使資源循環(huán)利用,變廢為寶。
污泥是一種固體廢棄物,盡管其中含有大量有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì),具有一定利用價(jià)值,但是污泥本身,以及處理處置過程中,會(huì)造成一些環(huán)境問題。因此,應(yīng)推行處置為目標(biāo),而不是盲目追求資源化的目標(biāo),并在體現(xiàn)“減量化、穩(wěn)定化、無害化”的原則下,在堅(jiān)持“環(huán)?!钡脑瓌t下,實(shí)現(xiàn)污泥的綜合利用,回收和利用污泥的能源和物質(zhì)。
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