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污泥处理主要方法

污泥处理主要方法

污泥处理主要方法范文第1篇

关键词:电镀废水;重金属;电镀污泥;资源化

中图分类号:X781.1

文献标识码:A文章编号:16749944(2017)8010502

1引言

电镀污泥是电镀行业产生的主要固体废弃物,因电镀废水处理过程中大部分重金属附着在电镀污泥中而使电镀污泥的重金属严重超标,因此,电镀污泥被列为危险固废。就目前而言,我国的污泥处置发展落后于污水处理设施,在污水处理厂建设的初期,往往只重视污水的处理而忽略了因处理而产生的大量污泥的处理[1]。

电镀污泥作为固体废弃物也应遵循固废处理的3R原则:无害化、减量化、资源化。根据环境保护部的《城镇污水处理厂污泥处置及污染防治技术政策》,污泥处置的首要目标是“减量化”、“无害化”和“稳定化”,“资源化”,且作为更高层次的要求存在。但是作为污泥,它具有的污染性和资源性双重特性,在保证无害化的前提下对其进行一定的资源化是目前电镀污泥研究的重点。

2电镀污泥的特性

电污泥因电镀工艺的不同存在一定的区别,这也是阻碍电镀污泥的资源化的一个重要原因。而污泥的理化性质是决定其处理方式的关键[2]。陈永松[3]等分析了12种来源不同的电镀污泥试样发现:电镀污泥的pH值在6.70~9.77之间(偏碱性);水分(一般在75%~90%之间)、灰度含量高(>76%);污泥组分十分复杂而且分布极不均匀;重金属含量很高,远远超过国家相关标准。在电镀污泥中的常规化合物有Al2O3、Fe2O3、CuO、SiO2、CaO、SO3、Na2O、MgO等[4]。

总的来说,电镀污泥具有含水率高、重金属质量分数大且热稳定性高、极易造成二次污染的特性。

3电镀污泥资源化的方法

目前,国内外对于电镀污泥资源化的方法研究主要集中在重金属回收技术和材料化技术这两大方向[4]。

3.1重金属回收技术

重金属回收技术通过化学、物理、生物等方法收集回收电镀污泥中的有价金属从而实现污泥的资源化。其主要的方法途径如下。

3.1.1浸提法

浸提法是指通过浸提剂与电镀污泥中的重金属反应来收集有价金属的方法。根据浸提剂的不同分为酸浸法、氨浸法和生物浸取法。酸浸法用硫酸、盐酸等作为浸提剂,主要针对铜、铁、镍等[5,6]有价金属的回收;氨浸法常用氨水作为浸提剂,主要针对铬[7]的回收利用;生物浸取法主要是利用化能自养微生物[8]的生化作用将电镀污泥中的重金属由固相变为游离态进入液相,再进行回收利用。

3.1.2熔炼法和熔烧浸取法

熔炼法主要用于回收电镀污泥中的铜、镍重金属[9],但因回收的效率不高且能耗大,并未得到广泛运用。熔烧浸取法是先在高温下熔烧,去除电镀污泥中的一些杂质,然后用酸、水等介质提取有价金属的资源化方法。

3.1.3焚烧-回收法

焚烧-回收法是在电镀污泥经焚烧的基础上,对焚烧渣中的重金属进行回收利用的一门技术。裔兆君[10]等通过对电镀污泥焚烧残渣中的Cu、Ni形态分析发现焚烧处理能明显达到减量化。国内外研究表明焚烧-回收法能有效实现电镀污泥的“减量化”和“无害化”。此法不仅有效的减少了电镀污泥的体积,还能产热给其他产业提供热能,而且最后残渣中的重金属也有很好的去处――回收利用。

3.1.4复合法

目前,电镀污泥中重金属的回收多是采用复合方法,例如顾冬梅[11]等对电镀污泥进行还原焙烧―酸浸处理得出还原焙烧比直接焙烧更有利于电镀污泥中铜的选择性浸出:煤粉投加量为10%、碳酸钙投加量为0.5%、温度为700℃、焙烧时间为20 min时,电镀污泥中铜的浸出率可达98.3%,含量达到15.07%。郑顺[12]等对电镀污泥氯化焙烧-弱酸浸出工艺的研究表明:盐酸为1 mol/L、浸出时间为45 min、浸出温度为318 K、液固比为4∶1时,镍的浸出率为97.48%,铜的浸出率为87.65%。

3.2材料化技术

材料化技术是指利用经过无害化处理的电镀污泥,将其作为原料或者辅料用于生产建筑材料、有机化肥材料等的技术[4]。丁庆生等[13]用钢铁废水污泥、钡泥、铜渣和电镀污泥作为主要原材料,掺入页岩、淤泥等校正原料制成防辐射功能集料,其重金属浸出浓度达到GB5080.3―2007的要求。

3.3其他资源化技术

3.3.1电镀污泥铁氧体化处理法

李磊等[14]采用酸浸―铁氧体化―毒性浸出分析工艺实现了电镀污泥的资源化。经过TCLP毒性鉴别,发现残渣及合成铁氧体都达到无害化。残渣可以用于安全填埋或者作为材料化技术的安全原料;铁氧体则可以作为工业产品被运用于生产实践中。

3.3.2电镀污泥的生物处理法

曾猛等[15]利用嗜酸性氧化硫硫杆菌(A,t)进行生物淋滤,经处理后的电镀污泥适合于农田施用。电镀污泥之所以不能用于农田回用的一个主要原因就是重金属含量过高,而P、S、K等营养元素又极度匮乏。通过这种生物处理法,能够有效的改善这种情况,实现了电镀污泥回用农田的可能。

4分析与展望

电镀污泥的成分和性质十分复杂[16],如何经济高效地将其资源化一直是研究的重点和难点。在对电镀污泥资源化的过程中应注意避免二次污染的产生。就目前电镀污泥资源化存在的问题分析,其资源化方法与技术在今后主要集中展现在以下几个方面。

(1)复合化:单一的重金属回收技术产生的二次污染对环境污染极大。重金属回收技术应多采用复合方法来减弱对环境的不利影响,进而有效避免二次污染的产生。这也是将来电镀污泥中重金属回收的发展趋势。

(2)无害化:是材料化技术电镀污泥资源化的前提;也是重金属回收技术的目标,只有做好无害化,才能更好的利用电镀污泥。

(3)生物化:生物法在处理环境问题中的优势愈加明显,如何更好地利用微生物处理电镀污泥是将来研究的重点。

参考文献:

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[9]李红艺,刘伟京,陈勇.电镀污泥中铜和镍的回收和资源化技术[J].中国资源综合利用,2005,23(12):7~10.

[10]裔兆君,严金龙,丁成.电镀污泥焚烧残渣中的Cu、Ni形态分析[J].环境工程,2012,30(4):80~82.

[11]顾冬梅,邓开宇,陈娴,等.电镀污泥的还原焙烧―酸浸[J].环境工程学报,2013,7(7):2721~2727.

[12]郑顺,李金辉,李洋洋,等.电镀污泥氯化烘焙―弱酸浸出工艺研究[J].矿业工程,2014,34(6):105~109.

[13]丁庆军,王承,刘凯,等.利用富含重金属污泥制备防辐射功能集料[J].武汉理工大学学报,2015(12):17~22.

[14]李磊,唐伟,朱渊博,等.电镀污泥的铁氧化研究[J].电镀与现代化工,2013,33(10):62~65.

污泥处理主要方法范文第2篇

关键词:生活污泥处理处置;存在问题;对策建议

中图分类号:R126.2

一.生活污泥产生和处理处置现状

据调查,截至2008年底,我省共建成城镇生活污水处理厂175座,设计日处理能力达1091.5万吨,居全国首位。实际日处理量为891.1万吨,达产率81.6%,日产生生活污泥3925吨(含水率80%)。全省生活污泥主要集中在污水处理率较高、处理规模较大的珠三角地区,其生活污泥产生量占全省总量的90.1%。其中广州和深圳两市污泥产生量几乎占了全省的一半。

我省污泥无害化处置率较低,污染防治形势不容乐观。处置方式较为单一,以填埋为主,占69.84%,且大多数填埋达不到无害化处置的要求,污泥在填埋之前没有稳定化处理,也达不到污泥填埋含水率小于60%的填埋场入场要求。堆肥和建材利用(制砖)所占比例较小,分别仅占8.93%和2.79%。仍有18.43%的污泥简单堆存,带来较大的污染隐患,严重影响了我省污染减排的成果。

二.污泥处理处置技术

污泥处理处置应以“减量化、稳定化、资源化、无害化”为最终目的,现在大多的污水处理厂所采用的污泥处理的流程,主要采用四个阶段:污泥的浓缩、稳定、脱水和处置。

污泥浓缩主要是为了降低污泥中的空隙,常用的方法有重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法等。他它们均采用物理处理方法。其中,采用气浮浓缩、离心浓缩则设备复杂,费用高,并不适合中国国情,此外,重力浓缩法贮存污泥的能力高,操作简单,所以重力浓缩法是我国目前最主要的污泥浓缩手段。几种浓缩法在国内作战比例如下图1

污泥稳定目前最常采用的方法是厌氧消化。随着技术的进步,厌氧消化又发展为两相消化和两级消化。此外还有好氧消化和污泥堆肥也有部分被采用。厌氧消化约占到46%,而好氧消化则占18%。

污泥脱水是为了降低污泥含水率,减少污泥的体积。目前国内现有的污泥脱水的措施主要是机械脱水,其中带式压滤方式是主要采用的污泥脱水工艺,比重达64%。

污泥处置是指经过处理后的污泥或污泥产品在环境中或长期利用中达到稳定,并对人体健康和生态环境不产生有害影响的最终消纳方式。下图2为我国目前采用的污泥处置方案的比例。

图1 我国污泥处置方案占比

由上图知,污泥农用占到了44.83%的比例,因为污泥中含有大量有机物和氮、磷等元素,这些都是植物所必须的营养元素。污泥用于农业投资少、耗能低,而且可以充分利用污泥中的营养元素,故被国内外广泛应用。但由于污泥中往往重金属超标,而且病原微生物难以消除。故污泥农用必须符合国家标准的《农用污泥中污染物的指标》。

土地填埋是国内比较普遍的污泥处置方式,也是目前我省采用的最主要的污泥处置方式。填埋操作相对简单、处理费用较低、适用性较强。但填埋处置不能最终避免环境污染,只是延缓了环境污染产生的时间,因此,污泥填埋由于作业难度大和渗滤液对环境的污染终将被淘汰。

污泥焚烧可以迅速和较大程度使污泥达到减量化,并且可以将有机物彻底分解,产生的热量还可以回收利用真正实现了“节能减排、循环经济”的理念。尤其适合经济发达、土地资源紧张的地区。

此外,目前还有一些用于建材利用,以作为水泥添加料和制砖为主。但由于工艺先天缺陷,存在着臭氧扰民的问题。而臭气问题一直位列我省十大“民生问题”之列。

三、 目前污泥处理处置存在的主要问题分析

由于我省污泥处理处置起步较晚,且初期并未得到重视,故存在着许多方面的问题,主要表现在以下几个方面:

(1)污泥处理率低、工艺不完善

污泥处理率低,首先是由于我省长期存在这种废水处理、轻污泥处理的倾向。并未把污泥处理最为污水处理的一个重要环节,忽略了污泥的处理处置。往往等到污水处理厂建立以后,经过很长时间才开始建立污泥的处理厂,最终导致污泥处理的进度滞后,且处理效率地下的情况。此外,即使建立了污泥处理体系,往往也不能将污泥妥善处理,究其原因,很大程度是由于污水厂的污泥处理工艺很不完善。有数据显示,不具有污泥稳定处理的污水厂占55.70%,不具有污泥干化脱水处理的污水处理厂占48.65%,这些未经完全稳定、脱水处理的污泥在后续的处置中会带来很多不便,甚至将对环境产生二次污染,可谓徒劳无功。

(2)污泥处理技术落后

由于起步晚,我省目前所采用的技术都是一些传统技术,较国外一些发达国家相比,技术明显处于中下水平,甚至远不及发达国家70、80年代时的水平。此外这些技术并未结合我省实际情况而对污泥进行有效的处理,只是单一的使用某种技术,这极大的限制了我省污泥处理处置的发展。而在一些污水处理厂,依旧使用较为落后,性能差,效率低,耗能高的污泥处理设备,未能实现高效化。

(3)污泥处理管理水平低

由于我省污泥工作开展的较晚,管理人员经验尚浅,再加之有的技术人员、操作人员素质较差,故不能有效的组织工作,出现问题时,不能快速有效的解决,更谈不上系统化管理整个污泥处理处置的整个环节。

(4)污泥处理处置投资较低

相比发达国家污泥投资要占总投资的50%——70%相比,我省由于长期轻污泥处理,在资金的投入上也有发达国家存在不小的差距。

四. 我省污泥处理处置的对策建议

(1)强化污泥处理处置工作的监督和管理

各有关部门要加强对污泥处理厂的污泥处理处置的监管工作,督促其完善制度,建立合理的管理机制,保证其工作顺利开展,严格控制污泥中重金属和有毒有害物质,并且要从源头上减少污泥的产生量。同时,政府应制定一系列关于污泥处置的法律法规,对于乱排乱倒污泥等违法行为要依法严肃处理,做到有法必依、违法必究、执法必严。真正实现对污泥的无害化、资源化的处理。

(2)建立污泥处理处置经费保障机制

在核定和调整污水处理费征收标准时,应将污泥处理处置费用纳入污水处理成本,建立处理处置经费保障机制,可以对未达到污泥处理处置指标的企业适当加收排污费,以提高企业对于污泥无害处置的自觉性。而对于要求提高污泥处理设备或技术的企业,可提供相应的优惠政策,鼓励并倡导采用先进技术队污泥进行无害处置。政府在资金投入方面也可适当提高,以保证污泥处理的工作更加有效快速的开展。

(3)推广污泥处置实用技术

在污泥处置技术方面,应加大对先进处置技术的示范、扶持和推广。除了采用土地利用、焚烧、建材利用、热干化等示范工程的建设和改造外,还可以就我省目前的经济和社会发展水平,通过引进一些国外先进的技术设备,积极借鉴和推广应用污泥深度脱水、厌氧消化、好氧发酵、余热干化等工艺技术,最大限度的实现污泥的减量化、无害化和资源化处置。

(4)加强污泥源头控制

对于印染、造纸等重点行业企业可以实行强制行清洁生产审核,以从源头上减少污泥的排放量。对于产生的污泥可以按照处理方式或地域进行分类,以便做后续的污泥处理工作。尤其要注意与生活污水处理管网分隔排放,以减轻城镇生活污水处理厂的压力。

(5)污水与污泥同时并行处理

针对以前“重水轻泥”的错误观念,应提倡污水处理厂新建、改建和扩建时,污泥处理设施应当与污水处理设施同时规划、同时建设、同时投入运行。而现在还不具备污泥处理能力的污水处理厂应该尽快进程污泥处理设施。以保证污泥处理工作快速有效的开展。

五.结束语

我省应加快污泥处理处置实施的步伐,结合我省目前的经济与社会情况寻求解决对策,贯彻落实《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008-2020年)》和《广东省环境保护规划纲要(2006-2020年)》,巩固污染减排成效,有效防止城镇生活污水处理厂污泥的环境污染,切实保护和改善环境质量。

参考文献

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[2]薛文源.城市污水污泥处理与处置的途径[J].环境卫生工程,1998,6(2):43-45.

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[5]张卫河.浅谈城市污泥处理与资源化利用[J].能源与环境,2007(04).

污泥处理主要方法范文第3篇

关键词:污泥处置;水泥处置;园林处置;热干化

Abstract: The city zone of Chongqing city sewage plant sludge discharge outlet problem is one of the most serious environmental problems in Chongqing city. Based on the analysis of the sludge disposal present situation and existing problems, this paper puts forward three ways and the specific implementation programs that applied to the Chongqing municipal sludge disposal.

Key words: sludge disposal; cement disposal; garden disposition; heat drying

目前重庆主城区城市污水处理率已达到93%,但随着城市污水厂建设进程的加快,城市污水厂污泥的排放出路问题日渐突出,成为重庆市面临的主要环境问题之一,也是创模达标的主要瓶颈问题之一,迫切需要提出切合主城区实际的污泥处理处置实施方案。

1.重庆主城区污泥处置现状

2010年重庆市建成污水处理厂17座,设计总规模140.2万吨/日,平均污水日处理量123.5万吨/日,污水厂污泥产生量579.30吨/日。

主城区采取的处置方式主要是:水泥窑协同处置污泥100吨/日,占污泥总量的17.26%;污泥制园林营养土20吨/日,占3.45%;填埋100吨/日,占17.26%;热干化80吨/日,占13.81%;外运279.3吨/日,占48.22%。主城区污泥无害化处理率很低。

2.重庆主城区污泥处置存在主要问题分析

污泥中含有大量病原菌、寄生虫卵及病毒,可能造成传染病的传播,需要经过处理杀灭病原菌、寄生虫卵及病毒,提高污泥的卫生指标。当前国内污泥无害化处置工艺包括干化焚烧、污泥预干化、堆肥利用、晾晒、卫生填埋、水体消纳等技术[1]。受经济和技术等因素制约,重庆主城区污水厂污泥大多采用处理成本和效率较低的浓缩脱水的工艺技术,多数污泥经简单的机械脱水便实施外运处置。由于缺乏污泥综合利用的相关技术,主城区内的污泥处置尚以与生活垃圾混合填埋为主[2]。目前主城区污泥处理处置设施建设滞后,远不能满足污泥无害化处置的需要,仍有近260吨/日污泥外运。

3.主城区污泥处理处置方式和处置点的选择

3.1 处置方式

主城区污泥处理处置方式选择原则:一是必须满足污泥处理处置“减量化、稳定化、无害化、资源化”的四化要求,技术多元化;二是因地制宜,充分利用主城区现有设施协同处置污泥;三是按照节能减排和生态循环的理念,采用低碳生态的污泥处置方式;四是污泥处理处置费用相对较低。

《重庆市城市污水处理厂污泥处理处置专项规划》明确了“主城区大型城市污水处理厂污泥的处理应以集约化为主,处置应以园林绿地和建材化等资源化利用方式为主,卫生填埋等处置方式为辅”的原则。

3.1.1 水泥窑协同处置湿污泥方式(以下简称水泥处置)

重庆市城市化扩张速度加快,已经形成了规模化的水泥产业。2007年以来,拉法基水泥公司采用新型干法旋窑水泥生产工艺在南山水泥厂处置污泥,从试验至今运行三年多,日处置量最大达到120吨,同时达到环保要求。重庆长寿润江环保建材公司于2009年10月利用水泥窑协共处置污泥项目取得成功。水泥窑共处置污泥是值得推荐的污泥最终消纳途径之一。

3.1.2 污泥制园林营养土的处置方式(以下简称园林处置)

有关研究表明,污泥经堆肥化处理能提高肥效,降低毒性和臭味,使污泥成为无害无臭产品,可以安全使用。考虑到污泥在园林植物中使用后不进入食物链等优点,污泥的利用也被扩展到园林绿化[3]。

主城区自2005年开始研究污泥制营养土以来,经历了研究、中试和生产性试验等阶段,目前处置规模为20吨/日。由于园林土市场需求很大,经济效益较好,平均处置成本相对较低,加之“森林重庆”的建设,使重庆市园林绿化产业进入高速发展时期,导致园林栽培营养土的需求量激增。因此,城市污水厂污泥通过高温好氧发酵,制成的园林用营养土是适合主城区污泥处理处置的有效途径之一。

3.1.3 污泥热干化后综合利用方式

热干化是利用热能将污泥中水分快速蒸发的一种处理工艺。

采用污泥热干化工艺作为污泥中间处理手段,可以最大限度地降低污泥含水率、减少污泥体积,从而可避免运输过程中对环境产生的二次污染,减少污泥运输成本、简化后续处置工序,为污泥的最终消纳创造更加有利的条件。干污泥进行制水泥、陶粒和森林、园林等综合利用。

唐家沱污泥干化工艺方案采用两段式组合干燥工艺,综合考虑无害化、减量化及最终处置方式的要求,确定最终干化污泥颗粒的含固率为90%。污泥干化车间按污水处理总规模40万m3/d设计,分两阶段实施。一阶段配置3条生产线,满足目前需要。干化能力为:脱水污泥量180t/d(含水率75%),蒸发水量为5919 kg/h。污泥经过消化和干化处理后能达到卫生填埋的要求,消除了污泥直接填埋给填埋场的安全和运行管理带来的隐患[4]。

3.2 处置点选择

按照污泥处置企业自愿选择、就近处置、合理调配、减少运输污染等原则,优化选择污泥处置点。根据主城区拟参与污泥处置的水泥企业和园林单位的意愿,拟在主城区范围内实施(新建)污泥处置点5个,包括拉法基瑞安水泥公司地维水泥厂和特水水泥厂,重庆市富皇水泥有限公司水泥厂、重庆小南海水泥厂和重庆市富丰水泥集团富华水泥有限公司水泥厂等,以及重庆市园林科研所白市驿园林处置点 (示范工程)1个。

4.主城区污泥处理处置能力需求预测

4.1 污泥产生量预测

根据《重庆市城市污水处理厂污泥处理处置专项规划》、《重庆市“十二五”排水专项规划》,预测2012年和2015年主城区城市污水处理厂污泥产生量为:

2012年:主城区建成污水处理厂达到24座,设计总规模198.2万吨/日,预计平均污水日处理量141.90万吨/日,污水厂污泥产量701.83吨/日,。

2015年:主城区建成污水处理厂达到33座,设计总规模255.7万吨/日,预计平均污水日处理量204万吨/日,污水厂污泥产量1162.8吨/日。

4.2 污泥处置能力需求预测

污泥处理主要方法范文第4篇

【关键词】污水处理厂污泥、卫生填埋。

1 前言

近几年来,我国的污水处理工作有了前所未有的发展 ,污水处理厂在解决我国水污染问题方面起到了巨大的作用,在很大程度上缓解了我国水污染的危机。然而,污水处理厂产生的污泥问题也日益突出,已经引起了社会各界的高度关注,政府各部门和环保界的专家也在采取积极的对策来解决日益严重的污泥污染问题。根据国家环境保护部监测,全国每年产生含水率80%的污泥约3000万吨左右,污泥中含有大量的有机物和丰富的氮磷等营养物质,以及重金属、盐类、致病菌和寄生虫等有害成分,处置不当将会引发环境卫生和污染问题。

2几种污泥处置方法的对比分析

城市污水污泥是污水处理厂在污水净化过程中产生的沉淀物,它包括混入污水中的泥砂、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物、各种胶体、有机物及吸附的金属元素、微生物、病菌、虫卵、杂草种子等综合固体物质。污泥量通常为污水处理量的1-2%(质量),如果是深度处理,污泥量会增加0.5-1倍。

污泥处置就是解决污水处理后污泥的最终出路,目前填埋、焚烧和污泥堆肥是污泥的三种最主要的处置方式,它们各自的优缺点和应用范围如表1所示。了解它们的这些区别,可以更好地为污泥的处置选择合适的途径。

通过表1比较可以看出,焚烧法处理设施投资大,处理费用高,并伴有大气污染问题;用堆肥法处理后的城市污泥进行土地利用具有经济简便、可资源化等优点,同时也存在臭气及占地大问题;填埋法操作相对简单,投资费用较小,处理费用较低,适应性强,但受到用地的限制。

表1三种主要污泥处置方法对比

3世界各国污泥处置状况分析

大部分欧洲国家的污泥以填埋为主,美国和英国的污泥以农用为主,日本的污泥则以焚烧为主,而我国污泥处理处置大部分以农用、简易填埋处理为主。

总之,污泥农用和陆地填埋是大多数国家污泥处置的两种最主要方法。

4某市污水厂污泥处置方式的选择

4.1某市污水厂污泥处置现状

某市污水处理厂(包括市区西部污水处理厂和市区东部污水处理厂及其二期),2009年日产污泥230m3((含水率80%),曾采取用于复合肥料生产、垃圾填埋场填埋以及土坑简易填埋方式处置,以土坑简易填埋方式为主。但由于污泥含水量较多,简单填埋处理容易形成人工泥沼,极易使不明情况的人员误陷其中造成人身伤害,含有较多的有机成分,易于散发异味对周围大气环境造成不良影响;另外,污泥含有的有害成分还可能渗入地下,对地下水环境造成危害。源源不断产生的污泥最终如何妥善处置日益成为某市政府面临的一个重要而紧迫的现实问题。

4.2某市污水厂污泥量和污泥特性分析

某市现有污水处理厂两座,即东部污水处理厂和西部污水处理厂,设计日处理污水32万t,满负荷运营后每天将产生含水率80%左右的市政污泥约500吨。

污泥特性参照东部污水处理厂和西部污水处理厂的污泥测试结果,详见表1。

表1某市污水处理厂污泥测试结果

注:()内数据为在酸性土壤上(pH<6.5)最高允许含量,()外数据为中性和碱性土壤上(pH≥6.5)最高允许含量。

从上表可以看出,两座污水处理厂污泥中镍含量超出《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中表6污泥农用时污染物控制标准限值和《城镇污水处理厂污泥处置―园林绿化用泥质》(CJ248-2007)要求,不适合农用和园林绿化。

4.3某市污泥处置方式的选择

按我国目前的经济条件,对多数城镇生活污水厂(特别是大量小型污水厂)来说,污泥用于农业生产是比较可行和值得推广的方案。污泥中的氮、磷、钾和微量元素,对农作物有增产作用;污泥中的有机质、腐殖质是良好的土壤改良剂,因此,将污泥资源化制成生物有机肥是一种理想的处置方法。但我们在利用污泥时,必须注意有害物质的含量,应以不影响农作物生长、不污染农产品、不污染地下水,尤其是不严重污染土壤、不破坏土壤生态系统为原则。某市污泥处置首先寻求资源化道路,在不具备土地利用条件的前提下,可采用填埋处置。污泥填埋应满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ/T 249)的规定,填埋前的污泥需进行稳定化处理,横向剪切强度应大于25kN/m2,填埋场应有沼气利用系统,渗滤液能达标排放。

5 结论与建议

5.1投资建设卫生填埋场

要想在较短时间,妥善处置好某市污水处理厂源源不断产生的大量污泥,使它不造成二次污染或产生二次污染隐患,卫生填埋不失为一个快捷、处置稳妥,且投资较省的好方法。

而受污染的污泥进入垃圾填埋场与垃圾混合填埋,不能算是得到了规范化处置,因此合理规划,补充建设卫生填埋场是十分必要的。

污泥处理主要方法范文第5篇

随着城市生活污水处理率的逐渐提高,城市污泥产量也不断增加。本文分析了污泥的特性,论述了目前国内外污泥处置技术(土地填埋,堆肥化,焚烧,排海)与资源化利用主要方式(土地利用及建材利用)及存在的问题。

关键词:

城市污泥,重金属,资源化

中图分类号:B834文献标识码: A

Abstract:

With more and more wastewater being treated, the amount of sewage sludge has increased dramatically. This paper analyzed the property of sewage sludge and discussed the issues resulting from such treatment processes as landfilling, composting, incineration, sea discharge, and some utilization techniques.

Keywords:

Sewage sludge, heavy metals, utilization

前言:

随着经济发展、城市规模扩大和人口增加,城市污水处理厂的负荷迅速加大,污水处理产生大量的固体废弃物――污泥。截止2008年,全国日污水排放量达13.4×105万吨,经处理后约0.5%~1.0%转化为污泥[1]。随着城市污水处理厂的增多和污水处理率的提高,污泥排放量将持续增高。污泥处理处置也日益成为一大难题。

1、污泥特征:

污泥成分十分复杂,是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物、无机物等组成。其中的固体物质由污水处理过程中截留下来的悬浮物、生物处理系统排出的生物污泥以及由于投加药剂而形成的化学污泥组成。包括混入生活污水或工业废水中的泥沙、纤维、动植物残体等固体颗粒以及难降解的有机物、重金属、盐类及病原微生物和寄生虫等[1]。

污泥中含约70%~80%的水分,且难以去除,如果处置不当,污泥中的水除了一部分自然蒸发到空气中外,大部分将渗入地表土层,并在雨水等的冲刷下进入地表水系统或影响地下水,污泥中的污染物将沿着这两种途径进行传播。

污泥中有机物含量丰富,Min-jian Wang[2]通过研究中国七个城市市政污泥发现有机质含量平均为31.75%。主要营养元素N、P、K含量分别为:2.53%,1.05%以及0.74%。高的有机质含量使得使得污泥释放大量的恶臭气体的同时及容易腐化[3]。未经处理的城市污泥任意排放会对环境造成严重的危害。

污泥中不仅含有大量有机物,还含有N、P、K等植物营养元素,以及Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等植物生长必须元素,同时还含有SiO2、Al2O3等矿物材料。如果能将污泥实现资源化利用,不仅可以减少污泥对环境所造成的不良影响,还能达到节约资源的目的。本文针对目前城市污泥处置方式以及资源化利用途径进行探讨。

2、污泥处理处置与资源化利用方式

目前,世界上大多数国家对城市污泥的处置普遍采用土地利用、堆肥、焚烧和排海四种方式。各国的国情不同,不同处置方式在不同国家所占的比例也不相同[4]。世界上发达国家对污泥的处置平均为45.3%为农用,38%为填埋,10.5%为焚烧,6.0%为排海。如,美国和英国以农用为主(30%和42%),加拿大以焚烧为主(40%),西欧以填埋为主(45%)。目前我国的污泥处置状况主要还是农业利用。各种污泥处置方法比例大致为:农用44.8%,填埋31%,无污泥处置占13.7%[5]。

2.1污泥处理处置方式

2.1.1土地填埋

土地填埋是处置城市污泥的基本方式之一。该法处理过程非常简单,适于质量较差的污泥。但是,这种处置方式在浪费了污泥中的有用成分的同时,有害成分的渗漏也会对地下水造成污染,而且污泥含水率高,使得运输和填埋场地建设费用较高,可供填埋的场地越来越少[6]。在美国,填埋造成的问题日益严重[3]。据美国环保局估计,今后十几年近80%的填埋场将关闭[7]。

2.1.2堆肥化

堆肥化是指依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物,人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐植质转化的微生物学过程。进行过堆肥处理的污泥质地疏松,阳离子交换量增加,容重减少,同时病原微生物能被有效杀灭。林云琴等[8]采用强制通风好养静态方式对城市污泥进行堆肥实验。当堆肥进行到第20天左右,已完成了一次发酵。污泥有机质发生降解,TN、TP和TK含量都成上升趋势,VS和有机碳分别达到60%和30%的稳定状态,小白菜种子发芽指数达到100%左右,并有效杀灭病原菌,实现城市污泥无害化、稳定化和减量化的要求。使得腐熟的污泥堆肥成为较高价值的农用产品。

2.1.3焚烧

城市污泥中含有大量的有机物和一定量的纤维素、木质素等,具有一定的热值,经脱水干燥后可用焚烧来加以处理。焚烧后产生无菌、无臭的无机残渣。污泥灰量大约是含水率75%的污泥的1/10,最大限度的减少污泥体积。是一种可靠而有效的处置方法。但是,城市污泥存在不易燃烧、产热量低、污染空气、操作管理复杂、能耗和运行费用高等缺点,使得污泥焚烧处置的投资巨大[3]。同时,在焚烧的过程中会产生大量酸性气体、颗粒物及二英等有毒污染物,造成大气污染[9];另外,污泥中的重金属焚烧之后转移到底渣和飞灰中,限制了底渣和飞灰的进一步资源化利用。

2.1.4排海

这是一种操作简单而经济的处理方法。但是,污泥进入水体后,其中的有毒有害物质溶出,导致海洋环境的恶化。随着人类生态环境意识的加强,越来越多的人关注污泥投海对海洋生态环境可能存在的影响。1988年美国规定禁止向海洋倾倒污泥,并于1991年全面加以禁止[10],欧盟规定2005年以后,有机物>5%的污泥禁止排海[11]。

2.1.5 污泥主要预处理技术

城市污泥若采用填埋处理一般要求污泥水分低于60%[12],焚烧处理则要求污泥的水分低于40%,城市污泥只有经过预处理才能满足填埋或焚烧处理的水分要求。目前,城市污泥主要的预处理方法主要有热干燥法[13,14](直接热干燥法、间接热干燥法、直接-间接联合式干燥法)、生物干燥法[15]、石灰干燥法、湿热水解脱水法以及太阳能干燥法[16]等。

2.2污泥资源化利用方式:

2.2.1土地利用

土地利用是把城市污泥应用于农田、菜地、果园、林地、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。污泥中的有机质、N、P分别可达厩肥的数倍[17],可以用作肥料或者土壤调节剂。城市污泥中的有机质可促进土壤团粒结构的形成;提高土壤有机质的含量;同时可提供给植株所需的N、P、K、Ca、Fe、Mg、Cu、Zn、Mn等微量元素。污泥的农业利用逐渐发展为最具有潜力的污泥处置方式。孙永明等[18]将城市污泥应用在矿区废弃地复垦中发现,由于污泥中含有大量的N、P、K和有机质,同时污泥具有较强的粘性、持水性和保水性等理化性质,不仅可以提高矿区土壤的肥力、迅速恢复植被,而且可以改善土壤的结构,从而达到复垦的目的。

但是,污泥中含有多种有机污染物质(如氯酚、氯苯、硝基苯、多氯联苯、多环芳烃和有机农药等),重金属(如Pb、Ni、Cd、Hg等)和盐类等,如果随意施用,污泥中的营养元素在进入土壤的同时,有机污染物、重金属和盐类也迁移到土壤中[19],造成土壤板结、重金属累积超标,甚至造成耕地的不可逆退化;另外,随污泥带入土壤的大量N、P,通过农田排水、雨水淋洗,地表径流等方式又被带入地表水和地下水,造成水体的污染;而污泥中的多氯联苯等有机污染物和病原菌则可能通过食物链造成危害[3]。

2.2.2建材利用

污泥成分中含有一定的SiO2和Al2O3,可以用来生产某些建筑材料如水泥、砖、轻集料等。

以城市污泥焚烧飞灰和下水道污泥为主要原料,经过处理、配料,并通过严格的生产管理可以制成水泥。俞锐等[20]对污泥热值、热失重、焙烧后的化学成分等进行测试,并进行了不加助溶剂和添加助溶剂的两种焙烧试验。结果显示在900℃下焙烧得到的污泥,具有很好的易磨性。通过水泥胶砂强度检验发现,该焙烧污泥的火山灰活性较高,可用作混凝土粘合料。具有建材化利用的价值。但是在水泥水化时,会溶出大量的氯离子,同时硬化体在养护的和使用的过程中也会释放出氯化物,造成水泥中钢筋等腐蚀。因此这种水泥只能用于建筑灰浆或者土壤固化材料等[21]。

利用城市污泥制砖有两种工艺方式,一种是污泥焚烧灰制砖;另一种是干化污泥直接制砖。陈胜霞等[22]采用这两种方式制砖发现:用焚烧污泥灰制砖,其污泥灰含量较高,甚至达到100%,含量低于10%的污泥灰砖其强度性能比粘土砖高;用干污泥制砖,其适宜干污泥含量为5%~10%,干污泥砖强度与粘土砖相当。利用污泥制砖不仅处理了污泥,而且能够是污泥中的重金属得到固化和稳定化,同时杀灭了有害病菌。具有轻质、多孔、隔音降噪等效果。

王慧萍等[23]利用污泥和粉煤灰的混合比为6:4成型的配体,通过控制焙烧制度,生产出了筒压强度高达7.10 Mpa,吸水率为7.0%的800级高强优质粉煤灰轻集料。Kae-long Lin等[24]进行污泥焚烧飞灰的烧结性质的研究发现,污泥焚烧飞灰的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3以及P2O5,在焚烧温度为900~1000 ℃时,轻集料的抗压强度可以达到204 MPa,同时该轻集料的各种重金属浸出浓度都满足标准的要求。另有研究者[25,26]利用城市污泥烧结制陶粒,实验结果表明,在合适的配料或者污泥经过改性后可以烧制超轻陶粒。

3、结语

随着城市工业化的发展,污泥产生量也将大大增加。而污泥中的有毒有害化学物质和病原菌是制约污泥进一步资源化利用的限制因素。无论采用何种资源化利用途径,都必须防止其对土壤、地下水等造成二次污染,需兼顾环境生态效益、社会效益以及经济效益的均衡。

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