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国内外污泥处理与处置现状与发展趋势

作者: 时间:2018-10-27126 次浏览

信息摘要:

随着我国社会经济和城市化的发展, 城市污水处理厂正如雨后春笋般的在全国各城市建成并投入运行, 这固然对防治我国的水污染问题起到了积极作用, 但一个潜在的问题随之产生, 即污泥的处置与处理问题。污泥是污水处理后的附属品, 由于污水处理量的增加, 必然导致污泥数量的增加, 而污泥处理和处置技术在我国还刚刚起步, 并且污泥中含有大量的有害物质( 重金属) 及细菌、各种寄生虫卵、大量的病原微生物等。因此, 了解国内外污泥研究现状及进展,对寻找合理的污泥处理、处置方式, 并充分利用污泥中的资源, 使之达到减量化、稳定化、无害化和资源化具有重要的现实意义。

 随着我国社会经济和城市化的发展, 城市污水处理厂正如雨后春笋般的在全国各城市建成并投入运行, 这固然对防治我国的水污染问题起到了积极作用, 但一个潜在的问题随之产生, 即污泥的处置与处理问题。污泥是污水处理后的附属品, 由于污水处理量的增加, 必然导致污泥数量的增加, 而污泥处理和处置技术在我国还刚刚起步, 并且污泥中含有大量的有害物质( 重金属) 及细菌、各种寄生虫卵、大量的病原微生物等。因此, 了解国内外污泥研究现状及进展,对寻找合理的污泥处理、处置方式, 并充分利用污泥中的资源, 使之达到减量化、稳定化、无害化和资源化具有重要的现实意义。

  污泥处理与处置技术

  从目前国际上已建成运行的污泥处理处置项目来看,常见的污泥处理方式有好氧发酵( 堆肥)、厌氧消化、干化、焚烧。污泥处置方式有土地利用、填埋、综合利用。由于国情不同,各国采用的处理方式和技术也各不相同。

  1.1 好氧发酵污泥好氧发酵技术是利用污泥中的微生物进行发酵的一项新的生物处理技术,在实际应用中可以达到无害化、减量化、资源化的效果,并且具有经济、实用不需外加能源、不产生二次污染等特点。

  目前,国内外研究学者针对堆肥过程中的条件控制、重金属控制、保氮技术以及技术工艺方面进行了大量的研究,取得了很多有价值的成果。污泥好氧发酵技术经过近几十年的发展,取得了很大的进步,但在技术理论和工艺上还存在一些瓶颈,如需要大量辅料、臭气控制难、存在人畜健康风险等,好氧发酵技术仍有很大的提高潜力。

  1.2 厌氧消化污泥厌氧消化是指在无氧条件下,由兼性菌将污泥中可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等稳定物质,同时减小污泥体积,去除臭味,杀死寄生虫卵,回收利用消化过程中产生的沼气的过程。污泥厌氧消化以其的能量回收和较低的环境影响是目前国际上应用为广泛的污泥稳定化和资源化的处理方法。

  国际上众多学者一直致力于厌氧消化技术[8]的研究,并使其获得了广泛的应用和长足的发展。总体来说,污泥厌氧消化技术在我国尚未取得突破性进展,关键技术和设备主要依靠进口,投资相对较高,运行效果较差,沼气利用环节存在障碍,共同构成了该技术在国内推广应用的限制因素。

  1.3 干化焚烧污泥焚烧是指在空气供给过量的条件下,将污泥加热,并在高温( 850 ~1100 ℃) 下氧化、热解并彻底破坏其中的有机物和病原体等物质的方式。焚烧装置有多种型式,目前使用较多的有竖式多级焚烧炉、转筒式焚烧炉、流化焚烧炉等。为了实现节能目的,需要将污泥先干化,大幅降低其含水率后再进行焚烧。因此,目前的污泥焚烧工程一般采用干化和焚烧联用的处理工艺。

  1.4 土地利用土地利用是指将污泥直接或间接( 经过好氧发酵或厌氧消化后) 用于农田、菜地、果园、草坪、绿化以及土壤改良,或将达到标准的污泥用作填埋场的覆盖土。近年来,美国、加拿大及一些欧盟鼓励采用土地利用技术将符合泥质要求的污泥直接或好氧发酵后用于绿化、土地修复等。

  研究内容主要集中在污泥的稳定化和无害化土地利用方法、污泥的肥效和对农作物的增产价值等方面,在污泥对土壤质量、植物等的潜在影响以及污染控制方面也进行了相关研究。

  1.5 海洋倾倒海洋倾倒操作简单,对于沿海城市来说其处理费用较低,但是,随着生态环境意识的加强,人们越来越多地关注污泥海洋倾倒对海洋生态环境可能存在的影响。美国于1988年已禁止污泥海洋倾倒,从1998年底,欧共体城市废水处理法令(91/271/EC)已经禁止其成员国向海洋倾倒污泥。中国政府于1994年初接受3项国际协议,承诺于 1994年2月20日起不在海上处置工业废物和污水污泥。

  1.6 卫生填埋污泥卫生填埋始于20世纪60年代,填埋操作简单、费用低、适应性强污泥可单独或与其他固体废弃物(如城市垃圾等)一起填埋。但存在这样一些问题[15]:因污泥含水量高,且渗沥水属高浓度有机污水,收集处理以防止二次污染;填埋场压实机械工作难度加大;填埋场的卫生状况恶劣。

  2、 国内外污泥处理现状

  2.1 国外污泥处理与处置现状

  国外的城市污水污泥处理与处置已经有近 100年的历史, 无论是进行有效利用还是进行填埋处置, 污泥处理的目的与其他废弃物的处理一样, 皆是以减量化、稳定化、无害化和资源化为目的。要达到这一目的, 通过各种机械和各种处理构筑物的有机结合, 组成污泥处理、处置系统。污泥处置的基本步骤为: 浓缩、脱水、干燥、焚烧等, 这些操作均能起到浓缩污泥的作用。

  通常情况下国外城市污泥处理系统工艺流程一般有下列 4 类:

  (1)原污泥→浓缩→脱水→处置脱水滤饼;

  (2)原污泥→浓缩→脱水→焚烧→处置灰分;

  (3)原污泥→浓缩→消化→脱水→处置脱水滤饼;

  (4)原污泥→浓缩→消化→脱水→焚烧→处置灰分。

  根据日本对 318 个污水处理厂的统计, 污泥处理方式(1)占 34; 方式(2) 占 8.8; 方式(3) 占 26;方式(4) 占 5.7 。日本污泥终处置主要方法是焚烧, 约占污泥处置总量的55 。

  据美国环保署估计, 自从 1972 年政府颁布水净化条例以来, 污泥量逐年快速地增加, 2010 年达到820 万 t。

  目前, 世界范围内常用的污泥处置方法有农用、填埋、投海、焚烧等。美国和英国以农用为主,西欧以污泥填埋为主, 日本以焚烧为主, 而澳大利亚以污泥填埋和投海为主。

  欧盟对污泥处置的发展趋势进行综合分析,由于可使用土地面积、处理成本、越来越严格的环境标准以及资源回收政策的普及, 同时考虑到未来 10 a到 20 a 间污泥性质的巨大变化等因素, 2005 年欧盟各国采用污泥处置方式的比例为: 回收利用占 45,焚烧占 38, 填埋占17。


 

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