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摘要:我国的自然资源储量并不是非常丰富,由于我国人口众多,人均资源占有量少,提高资源利用效率是目前及未来要着重加强的工作。污水处理厂是水资源二次利用的一个重要环节,污水处理可以将各种被污染的水利用相应的转化设备将污水中的杂物提取出来,通过处理净化完成的水资源可以作各种工业用水。污泥处置不当或随意倾倒,不仅威胁环境安全和公众健康,还会造成资源浪费,一定程度上甚至抵消了污染减排的效果,本文对比几种常见的污泥处置技术,给污泥处置技术选择提供一些参考。
关键词:污水处理厂;污泥处置;利用
引言
目前,市场上处理污泥时常用的技术主要包括填埋、堆肥、干化及焚烧等。根据统计,目前的处置方式中,有大量的填埋污泥、露天堆放的污泥及外运污泥都会被随意处理掉,真正得到安全处理的污泥量很少。那么,如何选择一种既安全可靠有没有污染的污泥处理技术已经成为污泥处理行业中一项需要深入研究的重要课题。
1城市污泥特性及污泥处置的相关标准
1.1污泥特性
污泥是城市污水处理厂在净化污水过程中产生大量的固体废弃物和残渣。其实污泥不是“泥”,只是相似泥而已,污泥含有大量的有机质、细菌、病原体和重金属等有害物质,在污泥的产生过程中,添加了大量的絮凝剂,这给后续的利用增加许多的障碍和困难。污泥产生量一般是每处理1万t污水产生5t~8t的污泥。污泥的成分中主要含有机物、无机物、重金属、寄生虫卵、细菌以及病毒,有难闻的臭味和颗粒细小等特征。目前污泥处理处置的一系列的政策法规主要有:GB18919-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》等。现在,许多环保专家通过实践得出比较统一的认识——烧结砖厂是处理污泥最好的方式,把污泥无害化处理之后,变成烧结砖原料的一部分,再经过成型、干燥和高温焙烧,生产出新型的烧结墙体材料。
1.2污泥处置的相关标准
利废过程中,砖瓦行业必然要跨入环保行业的领域,这是利用固废做原材料,采用砖瓦行业的技术工艺和设备处理固体废弃物过程中,必须达到各项环保行业的标准和技术规范要求。环境保护内容有:①污水处理:污水经处理后回用或达标排放;②废气处理:烟气、粉尘、臭气处理;③噪声:风机、挤出机、破碎机等设备;④固废处理:尽量不再产生新固废。砖瓦行业与环保行业对废气排放的要求不尽相同,特别是掺兑了污泥以后,仅仅采用砖瓦行业的废气排放标准是不够的,根据环评的要求,还要参考环保行业的GB18485-2014《生活垃圾焚烧废气排放标准》。
2污泥处理技术
2.1污泥填埋
城市中污泥通常都是进行单独填埋处理或者是运输到生活垃圾填埋场进行填埋处理。在国内,污泥单独填埋的工程很少,因为国内的污水处理厂脱水污泥含水率一般在80%左右,含水率高、强度小,且土力学稳定性无法承受推土车辆的重量,单独的填埋作业非常困难,进而也使得污泥填埋场难以真正发挥其作用,特别是在雨天施工作业就更加困难了。
2.2污泥干化
污泥干化是指利用专业的工业化设备及人工资源、自然资源等对污泥进行除湿及干燥处理,使污泥失去水分并干化的技术。进行污泥干化的主要目的是①有效降低污泥的体积,以便污泥运输及处理;②减小污泥运输及处理的成本投入;③改变污泥外形,以便进行安全、卫生的有效处理;④提高最终处理的便利性及质量等。污泥干化可依据其干化方式不同划分为自然干化及机械干化两种。其中,自然干化占用的土地较多,且受气候影响大,易散发臭味,污水处理厂处理污泥时很少应用;机械干化主要使用热能量对污泥中的水分进行干燥处理,是污泥与热介质之间的传热过程。如果污水处理厂周围没有工厂的高温烟气可以利用,传统的污泥干化工艺在投资及运行成本等方面更高的投入,所以通常在进行污泥焚烧预处理的过程中会利用其生产的烟气来进行污泥干化。依据污泥干化中用的能源不同,可将其干化方式分为传统热能污泥干化及太阳能污泥干化两种模式。其中,传统热能污泥干化是使用污泥热干化集成设备实施污泥干化处理。根据热介质和污泥的接触方式不同,也可将干化设备分成直接干化、间接干化、直接-间接联合干化等多种干化方式。
2.3污泥焚烧
污泥焚烧是利用污泥中有机物质的较高热值,通过焚烧炉对污泥内的有机物质进行高温氧化,进而促使污泥被完全矿化成约10%的无菌、无臭的固体灰渣。污泥焚烧有直接焚烧及干化焚烧两种方式。直接焚烧就是把脱水污泥直接装进焚烧炉中进行焚烧处理,由于污泥水分比较多且很难点燃,其热量平衡为负数,需要不断的增添燃料维持燃烧过程,因此该方法应用较少。干化焚烧就是等脱水污泥进行干化处理之后在进行焚烧,引燃的时候,只需要加入少量的辅助燃料就能使污泥自燃,同时通过热干化技术可借助污泥焚烧过程中生成的热量来对污泥进行热干化,回收热能,不仅焚烧处理速度快,而且储存期短,但受其造价较高和烟气处理问题制约,只有用地非常紧张,污泥中有毒有害物质含量较高,无法采用其他处置方式时,可以考虑污泥的干化焚烧。上海石洞口污水处理厂一期工程每天产生含水率为70%的污泥量为213t/d,采用污泥干化+焚烧处理工艺,污泥在低温(约85℃)下被干化至含水率约10%,然后进入流化床污泥焚烧炉,在850℃以上进行焚烧。污泥干化之后大约含有14880kg/kg的热值可被有效回收,再应用到加热导热油中,可满足污泥干化所需的热源。同时,污泥焚烧正常运行的过程中,不用添加辅助燃料,也能确保热量平衡,多余的热量也能对外进行供热,且焚烧烟气自余热锅炉出口输送至由半干法喷淋塔和布袋除尘器组成的烟气净化装置中进行净化处理,达标后再排放。
3利用途径
3.1堆肥
堆肥是在有氧条件下,肥料中的菌群对有机物进行分解后产生的一种肥料,对土壤理化性质的改变是巨大的,可促进土壤中各种有机物的增加。利用污泥制作堆肥,主要是因为污泥中含有大量的有机物,污泥在经过高温的炙烤之后,其中一些有害生物被清除,剩下的有机物在进行发酵后形成的堆肥其应用效果较为理想,可有效提高农作物的产量。但目前这种技术的应用并不广泛,因为堆肥的应用时效性不是很高,而且在运输过程中也存在很大的问题。
3.2土地利用
城市生活用水以及工业用水的处理基本上都是在一个污水处理厂,因此在污泥中含有大量有机物的同时也会含有很多重金属元素。这些重金属元素可作为绿肥使用,尤其针对农田使用过程中,绿肥中含有的氮磷钾可以有效地对土壤的物理特性进行改变,增加土壤的肥力。污泥还可用作矿山的复垦工作,对于矿山的土壤化学性质改变是非常有效的,便可有效地促进环境保护。上述应用需建立在一些有毒的重金属元素被清除的基础上,否则这些重金属元素将可能进入到农作物当中。
结束语
污泥处置方法各异,选择一种适合当地可持续发展的方法是污泥处理的关键。同时,为了实现污泥资源的综合化利用,也需要对污泥进行有效的无害化、减量化处理。在选择具体的处置方法时应根据污泥的数量、成分含量等具体情况具体分析,选择兼顾经济效益及环境效益的的处理方式及处理方案,并且日常工作中也要加大对污泥处理技术的创新,不断提高污泥处理技术水平,促使污泥得到有效处理及利用。
参考文献
[1]刘敏.污水处理厂污泥处置及利用途径研究[J].资源节约与环保,2018(5):101+105.
[2]马小波.污水处理厂污泥处置及利用途径研究[J].科学大众,2020(1):155-155.