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城市污水厂污泥的处理处置与综合利用

张学秋

【摘要】本文对城市凯旋门线上娱乐厂的建设运行,污水得到了处理,而怎样对污泥处理处置提出了解决方案并做了一些分析。首先对城市凯旋门线上娱乐厂污泥特性、污泥处理处置原则进行了说明,对污泥处理处置以稳定化、无害化、减量化、资源化为原则对污泥消化、堆肥、干燥、填埋、焚烧等工艺流程、优缺点作了详尽阐述,对污泥的建材利用做了介绍。

一、前言

       随着城市凯旋门线上娱乐厂的建设运行,污水得到了处理,河道等水环境得到了大大改善,随之而来的污泥大量增加。因此污泥处理处置成为突出的问题,也越来越得到各方面的重视。目前,一些城市污泥采取了随产随运,送去填埋或郊区倾倒,从而变成二次污染源,对大气、水体、土壤都造成污染和危害。如不进行适当处理及合理有效的再利用,将导致在处理污水的同时制造出新的更为严重的污染,使人们生存的环境进一步恶化,生态环境难以修复。该文就城市凯旋门线上娱乐厂的污泥处理提出解决方案并做部分案例分析。

二、排泥水处理及其污泥处置必要性

       随着我国城市化进程的加快加深,越来越多的自来水厂建立,公众环保意识也在不断加强,政府对环境污染治理程度也逐渐加大,开始把对净水厂污泥的处理、处置方法和技术的研究提上日程。净水厂污泥对环境危害性相对较小,其处理处置也容易被忽略,大多数净水厂污泥被直接排入水体,其危害性主要表现在以下方面:

    1排泥水中大量泥沙、悬浮物会在河道产生泥沙淤积,影响其正常功能。室外给水设计规范也严格规定净水厂排泥水排放水质需要符合《污水综合排放标准》GB8978

    2排泥水中的大量悬浮物、有机物等污染物会造成水体污染。数据显示,2012年全国污水排放总量达到了684.6 亿吨,对环境的冲击十分明显。

    3污水厂产生的大量铝污泥,排入水体后会危害水中生物,破坏水体生态平衡。妥善处置水厂排泥水,也有助于缓解水资源短缺和创建节水型社会。近年来,随着人们用水量的增加,挖掘现有水处理构筑物的产水能力已成为一个热点方向,丰桂珍通过斜管(板)沉淀池的优化来提高澄清池产水能力。将排泥水处理回用也是一种利用现有构筑物产水的方式。我国新建和改造的净水厂均考虑了排泥水处理系统。如广州市南洲水厂、内蒙古某经济开发区净水厂均对排泥水进行了妥善的处置。

三、城市凯旋门线上娱乐厂污泥特性

       城市凯旋门线上娱乐厂的污泥是污水将城市地区的污水收集处理、出水达标排放后剩余的残留物。泥中除了含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质外,还含有重金属、致病菌和寄生虫等有毒有害成分,而且氮磷以有机态为主。污泥中还有许多植物所必须的微量元素,可以缓慢释放,具有长效性,经过适当处理并在满足标准的情况下,污泥是有用的生物资源,是很好的土壤改良剂和肥料。

       污泥当中的有机质经厌氧发酵后可以产生沼气,可以提供热能、电能(发电)、机械能(直接驱动鼓风机为曝气池曝气)、燃料(城市燃气或替代车用天然气的车用沼气)。通过典型污水厂污泥的研究分析得到:污泥浓缩后的含水率一般在96%左右;经脱水后的含水率在80%左右;污泥的低位热值为20003800 大卡/公斤,干化后在达到环保要求的条件下,可以替代部分燃料;主要有机物脂肪、蛋白质及碳水化合物对产气量有直接影响;N在泥中的流动情况与前处理工艺有关。

四、污泥处理处置的原则

    1稳定化,通过处理使污泥停止降解,达到稳定,从而避免二次污染的发生;

    2无害化,污泥中含有大量医学上危险的病原菌、病毒等,只有杀灭寄生虫卵和病原微生物,才能安全和卫生的加以利用;

    3减量化,减少污泥最终处置的体积,为后续处置、运输提供便利,降低了污泥处置经营成本;

    4资源化,主要指作为农用肥料、肥土、园岭肥料、底土、更换土、沙地盐碱地的壤改良用土及补充燃料等。分类技术特点

五、污泥的综合利用

1、土地利用

       我国是一个农业大国,污泥中含有氮、磷、钾钙等微量元素、有机质、腐殖质都是农作物必须的肥料组成,将污泥进行加工处理后作为农肥,对农作物具有良好的增产效果,也可以对土壤进行改良。但是污泥中含有一定量的重金属,其比较稳定,难以降解的特点,会导致土壤二次污染,影响农作物的生长。我国逐步建成了一批机械化水平较高的堆肥厂,其处理发酵等工艺及各个单元设备相对完整,并且产品、环境质量,运行操作的可控性都能达到较高的水平,典型工程如常州市环境卫生综合处理厂和北京南宫堆肥厂。

2、建材利用

       污泥除了用于土地利用之外,由于其中含有大量的硅、铝、铁、钙、有机物,这与许多建筑材料常用的原料组成很接近,因此还可以将污泥作为原料,进行建材的制备。

①制砖

       污泥建材技术在以日本为首的欧美等发达国家发展十分迅速,其中日本的污泥焚烧灰制砖也最为成熟,大阪府早在1997 年开始利用污泥焚烧制透水性砖。随着污泥制砖工艺的逐渐成熟,已经将制成的砖用于广场、公园、人行道等公用场所的建设。

②水泥

       污泥虽然成分很复杂,但扣除其烧失量之后,其主要成分是氧化硅,与普通水泥的原料石灰石、粘土、铁矿粉的成分相近。因此,可以用污泥来替代水泥生料,制备水泥。近年来,诸多学者对污泥制水泥的工艺进行了研究,日本研究员将城市垃圾烧却灰与下水道污泥按一定比例调配,高温煅烧,生产生态水泥,掺入缓凝剂后,可用与道路、水坝、海洋混凝土等方面。漆宏利用水泥窖头窖尾污泥双掺组合生产工艺生产水泥,该工艺生产水泥品质好,节省材料、资源,操作性强,安全性好,成本较低,同时污染物排放均能满足排放标准

3、能源化利用

①发电

       目前污泥发电方法主要有燃烧发电和厌氧发酵产沼气发电。污泥厌氧发酵产沼气发电是先将污泥经过厌氧消化,从而得到沼气,燃气内燃机利用沼气燃烧做功,将化学能转换为机械能,从而产生热能和电能。其投资高、工艺复杂、多工种协调配合能力要求高、收益低的特点,限制了污泥厌氧发酵产沼气发电在我国的应用

②制油

       城市政污泥中有机成分高达70%85%(以干泥计算),将其制油可获得较高的油收率。1982 年,德国率先对污泥低温热解制油进行实验室研究。1986 年,澳大利亚的Perth Sydney 建了两座实验工厂,为20 世纪90 年代末第一座商业规模的苏比亚科污泥低温热解炼油处理厂的正式建造提供了大量的数据和经验,其建成后每天处理规模高达25t 干泥。低温热解制油具有设备简单,能量回收率高,对环境污染小,成本较为低等优点,因此具有可观的应用前景。

③制氢

       氢能被视为最具发展潜力的清洁能源,其具有安全环保、燃烧热值高、适用广泛等特点。而污泥制氢主要研究方法有三种:污泥生物制氢、污泥高温气化制氢、污泥超临界水气化制氢。其中,污泥生物制氢更为符合持续发展的道路,但由于现有技术的局限性,以至于只限于实验室研究。超临界水气化制氢在日本、美国都有了相关的研究。其新型、高效、条件温和等优点,值得大力展开深入研究。

六、结束语

       针对净水厂不同来源排泥水的各自特点,在其处理方式的选择上需要综合考虑;尽管净水厂污泥对环境的危害性相对污水厂污泥来说较小,但其危害性不容忽视;国内外研究者对净水厂污泥资源化的方式的研究很多都是仅仅停留在可行性分析或者实验室水平上,都属于探索性的研究,还没有大规模使用,加上很多净水厂为节省成本,普遍采用填埋等简单的方式处理净水污泥,浪费资源的同时也有可能带来不可预见的危害。综上所述,污泥资源化才是净水厂污泥处置的最终出路。但真正想要实现净水厂污泥批量资源化,达到综合利用还需要很深入的研究。

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