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文檔簡介
1、 張增強 電話-mail: 西安市城市污泥處理與處置對策分析張增強,孟昭福,孫西寧,康軍(西北農林科技大學理學院,陜西楊凌,712100)1、概述改革開放以來,隨著我國經濟的持續快速發展和城市化步伐的加快, 城市污水處理事業發展迅速,污水處理廠數量快速增長,隨之而來的是城市污泥的產量越來越大。城市污泥的處理和處置是我國污水處理行業中最薄弱的環節,由于城市污泥的處置成本較高,加之過去對城市污泥的出路問題又沒有予以足夠的重視,因此至今仍缺乏經濟可行的處置技術,使我國城市污泥處置問題日益發展成制約污水處理行業迅速發展的“瓶頸”(張增強等,20
2、04)。截至2008年底,西安市已建成并運行的污水處理廠有5座,分別為鄧家村污水處理廠(16萬噸/日)、北石橋污水凈化中心(15萬噸/日)、第三污水處理廠(10萬噸/日)、第四污水處理廠(25萬噸/日)和長安污水處理廠(5萬噸/日),總污水處理量達到71萬噸/日,按照污水處理能力估計,每天污泥產生量達到500余噸(含水率80%)。隨著本市污水量的逐年增加和污水處理水平的提升,污泥產量將進一步增加,預計到2015年全市污水廠將產生泥餅800噸/日,污泥處置的壓力將進一步增大。由于在城市污泥的處理與處置方面投入嚴重不足,加之污泥的產量越來越大,帶來一系列比較嚴峻的問題,主要表現在:處置能力不足,城
3、區的污泥只能通過荒地、砂石坑、垃圾場簡易處置,容易產生二次污染,周邊居民反映強烈;進行簡易處置的地點越來越遠,運距也越來越長,因泥餅仍然有較高的含水率(80),污泥體積相對較大,致使運輸成本較高,交通限制和運輸安全風險逐步增加,為污泥的運輸帶來困難;采用簡易處置方式會占用大量場地和空間,由于可用于堆置的土地面積不斷減少,以及污泥進入填埋場受到了限制,使城市污泥面臨無處消納的處境,給污水處理廠的正常運行造成很大壓力。大量的未經處理的污泥沒有正常的出路,已成為污水處理廠的沉重負擔,而且污泥中含有大量的有機物、重金屬以及致病菌等,不加處理任意堆放和排放,對生態環境又造成新的污染,使之建成的污水處理廠
4、不能發揮其徹底消除污染的作用。所以對污泥進行處理與處置已成為一個十分迫切的問題(張增強等, 2004)。2、污泥的來源與組成特點污泥是廢水處理過程中產生的沉淀物質,它包括混入生活污水或工礦廢水中的泥沙、纖維、動植物殘體等固體顆粒及其凝結的絮狀物、各種膠體、有機質及吸附的金屬元素、微生物、病菌、蟲卵等物質的綜合固體物質,簡單地說,它是污水的固體部分(Vesilind et al.,1986; 張增強等,1997)。污泥(指含水率為80%左右的濕污泥)量通常占污水量的0.71,隨著污水處理效率的提高,污泥的產量會進一步增加。在確定污泥最終處置方式之前,通過分析測定以了解污泥的泥質是十分必要的。具體
5、分析指標的確定可以按照以下的原則進行。按照國家相關標準中規定的控制指標如城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB189182002)、城鎮污水處理廠污泥泥質(CJ2472007)、城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(CJ/T2007)、城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(CJ2482007)、城鎮污水處理廠污泥處置土地改良用泥質( CJ/T2912008)、城鎮污水處理廠污泥處置制磚用泥質( CJ/T2892008)等,結合可能采取的污泥處置方案的需要如填埋、土地利用、干化、焚燒等,并適當參照發達國家的一些標準(美國EPA、歐盟等)。 對照國家相關標準及可能采取的處理方法,初步確定了48項分析指標
6、,如表1所示。表1 城市污泥監測分析指標序號項 目分析指標1污泥基本指標5項水份、有機質、灰分、酸堿度和電導率2營養物質和堿土元素7項氮、磷、硝態氮、鉀、鈉、鈣、鎂3無機污染物6項硼、氟、硫、氰、酚、氯4殘余農藥4項六六六、DDT、敵特靈、氯丹5微生物指標4項細菌總數、糞大腸均群菌值、蠕蟲卵死亡率、大腸桿菌6重金屬指標9項汞、鎘、砷、鉛、鉻、鈷、銅、鎳、鋅7微量污染有機物6項有機鹵化物、陰離子表面活性劑、鄰苯二甲酸-雙(2-乙基己基)酯、壬基酚、苯并(a)芘、多氯聯苯8污泥的元素分析4項污泥中碳、氮、氫、氧的含量9污泥熱值分析2項低位熱值和高位熱值10污泥含砂量分析3、污泥處理技術和處置的方式
7、污泥處理(如干化、堆肥化、造粒等 )污泥處置方案土地利用建材利用熱處理填埋農用園林綠化土地復墾制磚水泥添加制陶粒 單獨焚燒與垃圾混合焚燒利用工業鍋爐焚燒送火力發電廠焚燒 單獨填埋混合填埋 污水處理廠污泥圖1 城市污泥處理與處置方式3.1 污泥土地利用污泥的土地利用是指污泥經過穩定化處理后,使污泥中的營養成份又回用于土地的處置方式。堆肥、堿性穩定和污泥熱干化等是這種處置方式通常采用的污泥處理方法。污泥土地利用的處置方式投資少、能耗低、運行費用低,污泥中的養分和有機質可培肥土壤,因此污泥土地利用也被認為是具有發展潛力的一種處置方式(Page et al. 1987;張增強等, 2004;李季等,
8、2005)。這種處置方式是把污泥應用于農田、菜地、果園、林地、草地、市政綠化、育苗基質及嚴重擾動的土地修復與重建等(張增強等,1997 , 2004)。科學合理地土地利用,可減少污泥帶來的負面效應。林地和市政綠化的利用是一條很有發展前途的利用方式,因為它不易造成食物鏈的污染。污泥還可以用于嚴重擾動的土地如礦場土地、建筑排廢深坑、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區等需要復墾的土地(張增強等,1997,2004)。這些污泥利用方式減少了污泥對人類生活的潛在威脅,既處置了污泥、又恢復了生態環境(李艷霞等, 2003)。影響污泥土地利用的主要因素是重金屬污染、病原體、難降解有機物及N、P的流失對地
9、表水和地下水的污染(張增強等, 2004)。目前對重金屬污染研究較多,主要集中在污泥施用后土壤耕作層重金屬的變化,作物各部位富積量,存在形態及其影響等(周立祥等, 1999; 張增強等, 2004)。大量的研究表明:近十幾年來,城市污泥中重金屬含量呈下降趨勢,只要嚴格控制污泥堆肥質量,合理施用,一般不會造成重金屬污染(陳同斌等, 2009)。但不同國家、地區污泥的重金屬含量具有較大差異,因此需要進行嚴格定期監測并進行長期跟蹤。為提高污泥農用效率、減少有害物的含量也可采取將污泥制成有機無機復合肥料,并適當添加鉀肥以補充肥料中鉀的不足。近年來,隨著污泥農用標準(如合成有機物和重金屬含量)日益嚴格的
10、趨勢,許多國家,如德國、意大利、丹麥等污泥農用的比例不斷降低,但也有一些國家,如美國、英國和日本等污泥農用的比例呈增加趨勢。根據國內污泥分類規范,污泥的土地利用分為園林綠化、農用以及土地的改良三種利用方式。目前我國污泥農用肥的利用以及污泥土地改良的利用國家相關的新標準尚未頒布,污泥的園林綠化標準已經出臺了相關的標準。總體上我國城市污泥土地利用方面的管理和經驗還不十分成熟,也存在季節性應用的矛盾等。由于城市污泥含水率高,易腐敗,有惡臭,不便于施用,因此在土地利用之前對污泥進行穩定化處理時非常必要的。在不同的污泥穩定化處理方法中,堆肥化處理比較適合我國國情(張增強等,1997)。堆肥化是一種生物化
11、學過程,在其過程中脫水污泥中的有機物進行生物降解轉化為穩定的最終產物。經過科學堆肥的污泥密度減小,質地疏松,可被植物利用的養分增加,病毒、病菌、蟲卵的存活率幾乎為零(Haug,1993)。按照美國聯邦政府有機固體廢棄物(污泥部分)處置規定(USEPA),經脫水、高溫堆肥處理后的污泥為A類,可用作肥料、園林植土、生活垃圾填埋覆土等。而經簡單脫水處理后的污泥為B類,只能用作林業用土。可見堆肥是一種穩定化、無害化和資源化的綜合處理技術。作為還處于發展中的農業大國,可以預測,污泥堆肥化處理在我國應有很好的前景。圖2為污泥堆肥處理的主要工藝流程。根據堆肥化過程中氧氣的供應情況可以把堆肥化過程分成好氧堆肥
12、和厭氧堆肥兩種。好氧堆肥是在通氣條件好,氧氣充足的條件下借助好氧微生物的生命活動降解有機物,通常好氧堆肥堆溫高,一般在5560時比較好,有時可高達8090,堆制周期短,所以好氧堆肥也稱為高溫堆肥(Haug,1993);厭氧堆肥則是在氧氣不足的條件下借助厭氧微生物發酵堆肥。由于厭氧堆肥法系統中,空氣與發酵原料隔鼓風機拌料機污泥餅抽風機除 塵熱風爐送風機廢氣處理膨脹劑好氧發酵烘干破 碎篩 粉污泥堆肥回流膨脹劑污泥堆肥入 庫圖2 污泥堆肥化工藝流程絕,堆制溫度低,工藝比較簡單,成品堆肥中氮素保留比較多,但堆制周期過長,需312個月,異味濃烈,分解不夠充分;而好氧堆肥化具有發酵周期短、無害化程度高、衛
13、生條件好、易于機械化操作等特點,故國內外用垃圾、污泥、人畜糞尿等有機廢物制造堆肥的工廠,絕大多數都采用好氧堆肥。且現代堆肥化也專指好氧堆肥(張增強, 2008)。80年代之后,日本、韓國以及歐美一些國家相繼研究開發出封閉式發酵系統,以機械方式進料、通風和排料,雖然設備投資較高,但是由于自動化程度高、周期短,日處理量大,污泥處理后質量穩定,容易有效利用,而且可以有效控制臭氣和其他污染環境的因素,所以綜合效益好,日本神戶、大阪及美國等地已經開發出多種發酵倉工藝系統。堆肥技術的發展符合循環經濟發展的理念,是一種最為經濟的方式。因此,在污水廠污泥處理技術的選擇中,是應該首先考慮的方式。但是,堆肥技術也
14、存在一定的缺點,其要求污泥的重金屬含量穩定且小于相關標準要求,這一點較難控制;堆肥處理所需場地面積大、輔料需求量大、處理周期長;堆肥產生的瀝濾液處理難度大,惡臭控制較難,易造成二次污染;污泥堆肥產品肥效低,只能就近使用,生產運行狀況受產品銷售市場的影響,難以持續處理污泥(Vesilind al. 1986)等等。此外,如果以生物好氧發酵堆肥工藝作為處理方法,總投資指標約為2530萬元/噸濕泥,總成本約為80120元/噸濕泥(未計濕泥運費)。3.2污泥填埋衛生填埋的處置方式始于20世紀60年代,是將污水廠的污泥脫水后直接或經過簡單滅菌處理后傾倒于低谷地或經過科學選址和必要的防滲處理進行填埋的方法
15、,是污泥的最終處置方式之一。目前大多運往城市垃圾填埋場與垃圾混合填埋。這種處置方式具有投資少、見效快、容量大、成本低等優點,也是近一個時期國內污水廠建設立項中關于污泥出路的首選方式;但填埋方式也存在嚴重缺陷,其一是隨著經濟發展和城市擴展,適合填埋的閑置場地逐年減少,與不斷增長的污泥量形成的占地需求產生了尖銳的矛盾;其二是脫水污泥不加處理直接運往垃圾填埋場填埋,一方面過多占用了垃圾填埋場的庫容,另一方面脫水污泥的難操作性和不穩定性給垃圾填埋作業帶來困難,其三就是脫水污泥的直接填埋會大大增加填埋場滲濾液的污染負荷,增加了垃圾填埋滲濾液的處理成本(張增強等,2010),目前國內城市垃圾填埋場大多拒絕
16、脫水污泥直接填埋。根據新的污泥填埋規范城鎮污水處理廠污泥處置 混合填埋泥質規定,污泥在填埋場混合填埋的含水率應該小于60%,如果作為覆蓋土,污泥的含水率應小于45%。而目前污水處理廠的污泥含水率一般在80%左右,不能滿足直接填埋的要求,因此在填埋前必須進行適當的干化處理后再進行填埋。污泥填埋投資指標可參考城市垃圾衛生填埋場,根據城市生活垃圾衛生填埋處理工程項目建設標準,每立方米庫容投資估算指標為1626元/m3。一般城市垃圾填埋場與各個污水廠有一定的距離,運輸成本也占一定比例,一般50km范圍內每噸污泥的運輸成本在40元/噸左右。3.3建材利用將脫水污泥進行適當處理后制作成建材是污泥資源化的最
17、新處置方式。污泥進行建材利用在國內外尚處于研究試驗階段,綜合利用的經驗還很缺乏,行業標準中也只出臺了城鎮污水處理廠污泥處置 制磚用泥質(CJ/T2892008)。因此關于建材利用的投資和成本尚缺乏普遍的數據。污水廠的污泥如果不進行進一步的脫水處理就運往建材廠,大量的水分必然增加建材廠的運行成本(周少奇,2002);而要采用進一步的脫水處理就需要增設諸如干化的設施,或者在污水廠內建設這些設施,投資會提高。同時由于污泥的建材利用同樣會產生較高的環境處理成本,其市場化更加需要政策的支持。3.4污泥焚燒在城鎮污水處理廠污泥處置分類(CJ/T239-2007)中,污泥焚燒是一種污泥處置的方式。污泥焚燒包
18、括單獨焚燒、與垃圾混合焚燒、利用工業鍋爐焚燒或者火力發電廠焚燒等。污泥的焚燒可以破壞有機質,殺死病原體,并最大限度的減少污泥體積(Vesilind et al. 1986)。當污泥自身的燃燒熱值比較高,城市衛生水平要求較高,或者污泥有毒物質含量高不能被其他方式利用時,采用焚燒處理是污泥處置最徹底的一種方式。污泥在焚燒前,一般應先進行脫水處理以減少負荷和能耗。污泥焚燒在國外已經達到了工業規模的程度。污泥的焚燒可以大大減少污泥的體積,而且經過焚燒后殘渣在性質上發生根本變化,是污泥處置比較好的方式之一。圖3是一種污泥干化與焚燒工藝流程示意圖。圖3一種污泥干化與焚燒工藝流程示意圖污泥單獨焚燒的優點是適
19、應性較強、資源再利用、占地面積小、減容90%以上、達到了完全滅菌無害并達到最大程度的減量,廢氣經過處理后排入大氣,環境污染指標容易監控;缺點是工藝比較復雜、一次性投資大、設備數量多、操作管理復雜,技術要求高。這些缺點對于固廢焚燒技術比較成熟的地區已不構成制約。在國外,特別是西歐和日本已得到了廣泛的應用,在日本污泥焚燒處理已經占污泥處理總量的60以上,歐盟也在10以上。焚燒后產生的焚燒灰根據飛灰的組分可以改良土壤、筑路,制磚瓦、陶瓷、混凝土填料等。總體上看,污泥進行單獨焚燒處理,處理量大,占地面積小,處理過程的污染物控制技術成熟。污泥(干化)焚燒的總投資指標約為4070萬元/噸濕泥,運行成本約為
20、250500元/噸濕泥。污泥與垃圾混合焚燒、利用工業鍋爐焚燒或者火力發電廠焚燒是跨行業的協同處置方式。國外有不少應用實例;國內常州、富陽、南京等地已經將城市污泥送入熱電廠進行焚燒處置;北京目前正在建設“北京水泥廠處置污水廠污泥工程”,建成后能將500噸/日脫水污泥送入水泥窯焚燒。與污泥單獨焚燒相比,這種協同處置方式充分利用了現有的工業資源,發揮了其它行業的技術優勢,污泥處置也比較徹底,是較為理想的處置方式。但這些地點往往距城市較遠,脫水污泥由于含水率較高,污泥的運輸費用較高并有可能帶來交通壓力和道路溢灑問題。此外如果脫水污泥不能在電廠或水泥廠直接焚燒而要在這些工廠內先進行干化,則需要建設干化廢
21、液處理站來解決。通過調研了解,歐洲國家污水廠的污泥普遍先在廠內進行干化處理,或者建設污泥干化廠,將附近污水廠的污泥運來集中干化后再送往熱電廠、水泥廠、垃圾焚燒廠焚燒,或者進行土地利用。3.5污泥的干化干化是利用熱能將污泥中水分快速蒸發的一種處理工藝。污泥經過干化處理,可為污泥的處置創造良好條件,提供多種途徑。污泥干化包括熱干化、利用太陽能干化和生物干化(周少奇, 2002; 張增強等, 2010)。熱干化最早出現于20世紀40年代,早期的干化設備主要是用于工業污泥的處理。經過多年的不斷改進,污泥干化設備逐漸克服了市政污泥較工業污泥性狀不穩定、易產沼氣、干化過程難蒸發、易粘結、可燃易爆等技術難點
22、。隨著設備性能日臻完善以及其它處置方式弊端的突出,污泥干化裝置的高效、靈活、安全、穩定的優勢逐漸被認同,在歐美市政行業迅速擴展,涌現出流化床、轉鼓、轉盤、渦輪薄層、帶式機、槳葉式機等典型工藝和設備(周少奇, 2002),采用的熱源主要有天然氣、沼氣、煤、重油、熱蒸汽、水泥窯高溫煙氣等。太陽能干燥技術則具有節能、運行費用低、對環境污染小等優點,但占地面積大,受天氣條件制約,適合在西北干旱少雨的地區進行;污泥生物干化是利用高溫好氧發酵裝置對污泥進行處理,利用好氧發酵產生的高溫不僅可以使污泥脫水、滅菌,還可使污泥穩定化(Shahram et al. 2010),并配套有生物濾池對臭氣進行處理,干化產
23、品可以用于焚燒和填埋,也可以進行土地利用,該法占地面積較小,處理成本較低,適合在我國推廣應用。污泥干化是能較好的做到污泥“四化”即減量化、無害化、穩定化、資源化的處置方式,特點在于:機械化:目前應用較多的幾種干化工藝均為全自動化操作,裝置安全、高效、穩定,設備布置緊湊,占地面積小,可在污水廠內布置,節省了濕污泥的倉儲和運輸費用,符合工業化的趨勢;減量化:干化可以使污泥大幅度縮減體積和重量,通常干化后體積可減少60%,重量減少70%80%;無害化;污泥進行了巴氏消毒,完全消除了病原體,干化污泥性狀安全衛生;穩定化:由于干化污泥含水率低,微生物活性完全受到了抑制,所以污泥性質穩定,不會腐敗發臭,可
24、長時間儲藏和運輸;資源化:干化產品通常為顆粒狀或粉狀,符合1993年美國環保署制訂的USEPA503條例規定的A級標準,可作為農作物和綠化肥料及土壤改良劑直接包裝上市銷售;也可作為燃料用于焚燒廠、發電廠和水泥廠,其燃燒熱值在14630kJ/kg,與褐煤相近;也可以進行建材利用,如制磚、進入水泥窯一同燒制水泥、陶粒等。其干化產品的廣泛用途無疑為污泥管理體系提供了更多的靈活性和可操作性。污泥干化的總投資指標約為3545萬元/噸濕泥,總成本約為230350元/噸濕泥(視熱源費用不同)。城市污泥的不同處理與處置方式各有優缺點,各地應該結合當地實際,因地制宜地開展城市污泥的處理與處置工作。表2是不同污泥
25、處理與處置方法的比較(張增強等, 2010)。表2 不同污泥處理與處置方法比較項 目處理與處置方法填埋處置熱處理制造建材土地利用技術成熟度比較成熟,有一定的實踐經驗成熟,國外有許多工程實例技術比較成熟,國內外都有工程實例成熟,國內外有較長的應用實踐操作安全性較好,應注意防火及防爆較好較好較好選 址較難,要考慮合適的地質條件,應遠離城市和居住區容易,可靠近市區建設容易比較容易選擇適當的土地來消納污泥占地面積較大小較小較大運輸計劃及費用運輸計劃較容易,但運輸距離較長,費用較高運輸計劃容易、費用較低運輸計劃容易、費用較低運輸計劃較復雜,要考慮天氣等多種因素,費用較高適用條件適用范圍廣,對污泥的含水率
26、有一定的要求,填埋前需將污泥干化,或與其它物質共同填埋對熱值有一定的要求適用范圍廣受施肥季節影響明顯;對重金屬、病原菌及其它有害物質有一定要求資源化程度較低可以利用部分熱能及殘渣較高可以較大程度的利用污泥中的營養物質地面水污染可能性很小無無有可能,可通過適當選址及控制施用量和施用方法而避免地下水污染有可能,可采取措施防止無無有可能,可通過適當選址及控制施用量和施用方法而避免大氣污染可能會有臭味,可采取措施加以減少有可能,可通過適當方法處理有可能,可通過適當方法處理可能會有臭味等土壤污染僅限于填埋場區域無無有可能,通過適當選址及控制施用量可避免對動植物及人體健康的影響影響很小影響很小影響很小可能
27、有影響,但可以采取措施避免管 理較容易較容易較容易較復雜處理成本投資較高,運行費用適中投資及運行費用最高投資及運行費運較高投資及運行費用最低。4、國內外污泥處置現狀及發展趨勢分析4.1國外污泥處理與處置現狀 自從1875年英國倫敦建立世界第一個污水處理廠以來,污泥處理問題便成為市政管理的重要問題之一。早期歐洲對污泥的處置使用最為廣泛的是脫水污泥的填埋。由于滲濾液對地下水的潛在污染和城市用地的減少等因素,對污泥的處理標準要求越來越高,許多國家和地區甚至堅決反對新建填埋場。1990年歐洲干污泥產量為11.07106t,1999年干污泥產量達17.46106t。到2010年,歐洲將建立許多新污水處理
28、廠,一些國家污泥產量將幾乎增加300,污泥管理將是一個嚴峻挑戰,選擇處理處置方法也將會具有更大的經濟和環境內涵。由于城市污水處理要求的日益嚴格,歐洲城市污泥產量預計將增加50以上。截至2005年,歐洲15個成員國干污泥產量已由1992年的6.60106t上升到至少9.40106t。歐盟估計2005年污泥農用比例已經上升到70以上;污泥焚燒比例達到總產量的25,比1992年增加大約300;2005年的填埋數量比1992年下降24。由此可以看出,污泥土地利用的比例越來越大,焚燒的量在穩定增加,填埋處置量在不斷下降,因此,對歐盟而言,土地利用與焚燒將是其污泥處理處置的主要方式。據Biocycle雜志
29、的調查表明:2000年美國大部分污泥被有效利用,21個州的50以上的污泥被循環利用,4個州的50以上的污泥被填埋,5個州的50以上的污泥被焚燒。調查的40個州中,有5個州沒有污泥陸地填埋處置,17個州沒有污泥焚燒處理。由此表明:美國的污泥的主要處置方法是循環利用,而污泥填埋的比例正逐步下降,美國許多地區甚至已經禁止污泥土地填埋(張增強等, 2010)。表3為近十多年來美國污泥處理與處置趨勢變化。由表3可以清楚的看出,污泥的土地利用和其他有效利用的比例在穩步增加,達到污泥總產量的70%,填埋處置的量在減少,而焚燒處置的量基本維持不變。表3 美國污水處理廠污泥處理與處置變化年 份199820002
30、0052010利用/(106t) (干污泥)土地利用3.9先進處理1.1其他有益利用0.7小計4.14.555.7處置/(106t)(干污泥)填埋1.21. 00.80.9焚燒1.5其他0.1小計2.5總計/(106t)8.2在日本,由于土地資源十分緊張,干化焚燒是污泥處理處置的主要方式。根據日本國內污泥的統計資料,最近10幾年來對污泥的最終處置以焚燒處置是最主要的處理方式,大約占總污泥量的2/3以上,其次是污泥的堆肥(劉則華等, 2006)。4.2 國內污泥處置現狀及
31、發展趨勢圖4 我國污水處理廠發展趨勢在上世紀60年代,由于污水廠的數量少,對污泥的認識不充分,污泥處置方式主要是被土地利用;80、90年代,污泥逐漸成為隱患;近十年來,污泥處理與處置已經成為困擾各大城市市政管理部門的難題之一。目前,我國經濟正處于迅猛發展階段,隨著各項事業的推進,城市污水量和污泥量也在不斷增加。資料顯示,截至2005年底,全國661個設市城市中,已有383個城市建成污水處理廠792座,污水處理率由2000年的34提高到52。而最近幾年來,全國各大城市均加大了對污水處理的投入力度,根據預測,到2010年底,全國建成的污水處理廠將達到3000余座,污水排放量將達到440108m3/
32、d(張增強等, 2010)。圖4為我國城市污水處理廠發展趨勢圖。由圖4可知,我國城市污水處理廠還處于快速發展階段。目前我國城市污水處理廠每年排放干污泥大約1.30106t,而且還在以每年約10%的速度增長。由于認識水平和經濟實力的限制,過去我國城市污水處理廠的建設均未考慮污泥處理與處置問題,污水廠的剩余污泥大部分采用外運填埋的處置途徑。經過多年的運行,城市污泥對垃圾填埋場運行造成了很大的負面影響,污泥的出路已經成了污水處理廠生產的一大難題。目前國內的污水廠污泥的主要去向是垃圾填埋場,與城市垃圾一起混埋,還沒有污泥單獨填埋處置場。隨著污水處理率的不斷提高,污泥大量的產出給垃圾填埋場帶來巨大負擔,
33、縮短了填埋場使用年限,進而給城市垃圾處理又造成了影響,并使得適宜填埋的場所顯得越來越有限。北京市正在積極開展污泥處理處置工作,日處理規模為400噸的清河污水廠污泥干燥系統、日處理規模為500噸的大興龐各莊污泥處置廠以及日處理規模為30噸的方莊污水廠石灰干化工程已經建成投產,日處理規模為500噸的北京水泥廠處置污泥工程已經開工建設,預計年底投入使用。計劃建設日處理規模為800噸的高碑店污水廠污泥干燥項目和500噸的小紅門污水廠污泥干化項目已經基本上完成前期工作。上海市城市污泥以直接填埋處置為主,目前的污泥處置原則是“處理分散化,處置集約化,技術多元化”。石洞口污水廠已建成一座規模為30tDS/d
34、的污泥干化焚燒廠,將污泥干化后進行焚燒。該工程是國內第一個大型市政污水處理廠污泥焚燒工程。深圳計劃建設三個環境園,將全市的污泥分別送往這三個環境園進行單獨焚燒處置,其中兩座800噸/日單獨焚燒的污泥焚燒廠已經列入建設計劃,一座利用深南電廠余熱的污泥干化廠正在建設中。成都和石家莊根據自身情況,結合污泥處理處置的各種方法和方式進行了研究。成都市選擇干化單獨焚燒作為污泥處置的主要方式;石家莊市傾向于送往熱電廠或水泥廠進行焚燒處置。5、西安市污泥處理處置的總體思路如前所述,2008年西安市污水處理廠的污泥產量已近1.8105噸/年,日平均污泥泥餅產量500噸。預計到2015年城區污水廠將產生泥餅800
35、噸/日。西安是水資源、能源和土地比較緊缺的城市,同時對環境的要求較高,另一方面,和沿海發達地區相比較西安的經濟發展相對滯后,政府財政收入較少,對污泥處理的補貼有限,而且由于江村溝垃圾填埋場距離城區較遠,同時由于高含水率導致的運輸問題和溢灑等環境問題,采用填埋處理的成本也較高。污泥焚燒處置的投資和運行費用更是難以接受。西安及周邊農田面積廣闊,按照我國農業種植特點和需要,每公頃農田每年需要45噸有機肥,每年共需有機肥300萬噸,而農民只能自給30萬噸,缺口270萬噸。西安市2008年污泥總量約3.6萬噸/年(干基),全部制成有機肥也只能供應5萬噸,即使全部制成有機復合肥還不足10萬噸,尚有很大的缺
36、口。另外,西安市的綠化對有機肥的用量也是一個可觀的數字。但由于沒有政策的引導和健全的市場機制,加之我國已有的偏施化肥的習慣以及施肥季節性的影響,僅憑污水廠自身的財力、物力和人力去打開堆肥產品的銷路并不現實,因此,在污泥的堆肥化處理和土地利用方面,還需要當地政府在政策上的支持與引導,才能使污泥處理與處置走上良性循環的道路。考慮到污泥的減量化和穩定化這兩個首要因素以及在處理過程中涉及的用地、用水、用電、廢液處理、除臭等因素,污泥在污水廠就地處理具有明顯的優勢,可以避免上述問題。如堆肥化過程中產生的滲濾液或干化過程中產生的高濃度廢液可以直接排到污水廠處理;工程建設不存在重新征地的問題;經過增容改造就
37、可以解決用電問題;采取除臭措施可以避免臭味污染;就地處理污泥可以節省巨大的濕泥運輸費用等。最重要的是堆肥化或干化后的污泥產品為后續的處置提供了多種途徑,因此西安市的污泥處置應當遵循“堆肥為主、干化為輔、技術多元、協調發展”的原則。根據污水處理廠的工藝布局,在有預留地的污水處理廠,在廠區內采用堆肥化處理,在沒有預留地的污水處理廠,可將污泥運輸到合適的地點集中堆肥處理,在有條件的污水處理廠(如白石橋污水處理廠緊鄰西郊熱電廠)采用熱干化處理,以污泥堆肥化處理后的土地利用為主要處置方式,積極探索干化污泥的建材化利用等其它利用方式。6、參考文獻1. CJ/T2007 城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋泥質S2. CJ/T2892008 城鎮污水處理廠污泥處置制磚用泥質S3. CJ/T2912008 城鎮污水處理廠污泥處置土地改良用泥質S4. CJ2472007
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