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污泥处理发展

污泥处理发展

污泥处理发展范文第1篇

关键词:市政工程;污泥处理;环境保护;生物处理;厌氧技术;好氧技术 文献标识码:A

中图分类号:X705 文章编号:1009-2374(2016)31-0066-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.034

在城市污水的处理中会出现大量的衍生品,市政污泥就是其中之一。通常,市政污泥由各种细菌菌体、胶体、有机残片与无机颗粒等组成,其结构非常复杂,是一种特殊的非均质体。从性质方面来看,其有机物所占比例往往超过一半,N、P等营养物质的含量非常高,其中N的含量大多为1.5%~7.0%,而P的含量则为0.8%~3%。城市污水的水质处理方式及应用技术会直接关系到市政污泥的产量。在污水处理的过程中,其所产生的污泥约占其总量的3‰~5‰。相关资料显示,截至2005年底,我国共建成764座城市污水处理厂,每日的污水处理能力达到5220万方。其中城市生活污水的处理率约为37.4%,年度污水处理总量超过108.4亿方。这之中其每年所产生的市政污泥量达到150万吨,且这一数量还在不断增长,年增长量约为10%。

从整体上来看,我国市政污泥具有结构复杂、产量大等特点,其大多富含有机物,极其容易腐蚀,散发出恶臭,给环境带来二次污染。我国市政污泥的这些特点恰恰使得其在处理后可以被用作肥料,具有非常高的利用潜力。

1 我国市政污泥的处理现状

同西方发达国家相比,我国市政污泥的处理水平相对低下,所采用的技术与装置等均处于初级水平。据不完全统计,我国当前能够对污泥进行有效处理的污水处理设备,还不到总量的一半。拥有较成熟工艺和相对完善的配套设施的仅仅为总量的10%。这其中,运行良好,能够具备良好处理效果的更是少之又少。大部分的优良设备都是集中于大型污水处理厂中的,而中小型污水处理厂则大多缺乏配套设施与处理装备。这直接导致我国大量的污水污泥没有经过充分处理,就采用脱水等简单办法处理,最终加以掩埋与焚烧。这种方式带来了诸多不利,具体体现在如下三个方面:一是由于所需要处理的量非常庞大,致使需要花费不少的成本来安置污泥;二是污泥的稳定性非常差,在土壤和空气中,其内在的有机成分会容易变质,从而给环境带来二次污染;三是污泥内的各种物质资源没有得到充分的利用,使得资源浪费。显而易见,这些都与可持续发展的目标背道而驰,亟待解决。

例如,上海的某一污水处理厂,其每日所产的污泥量约为250方,这些污泥的含水量约为97%。我们可以从经济与环境效益的角度考虑,将污泥好氧消化处理工艺下的效果和传统处理方式下的效果加以比对。好氧消化处理工艺通常要先经过好氧消化处理,再进行脱水,最后进行填埋;传统处理方式则只需要经过脱水,就进行填埋。经过对比发现,经过好氧消化处理工艺的处理,污泥具有非常强的稳定性,不会给环境带来二次污染;而在传统工艺技术下,污泥的稳定性极差,很容易威胁环境。也就是说,不管从经济成本方面还是环境效益上,市政污泥的处理都是具有显著效果的。从我国城市建设与经济发展的角度来看,我国亟需加大市政污泥处理设备的投入,全面提高污泥的处理效果。这将是我国加强环境保护工作的重要任务,具有非常强的紧

迫感。

2 我国市政污泥处理目标及发展趋向

目前,全球在进行污泥处理的过程中,大多遵循“减量化、稳定化、无害化、资源化”这一原则进行。整个污泥处理最终要达到对环境无危害的目的。从《城镇污水处理厂污染物排放标准》内的有关内容来看,城镇污水处理厂应先对污泥进行稳定性处理,使得其最终符合如下标准:一是在厌氧消化措施下,其最终的有机物降解率应达到40%以上;二是在好氧消化的措施下,其最终的有机物降解率应达到40%上;三是在好氧堆肥这一措施下,其含水量应低于65%,有机降解率应高于50%等。在减量方面,其控制目标设定为:所经过处理的污泥,其在脱水处理之后,含水量应少于80%;在无害化的要求之下,最终处理得到的污泥其所带有的病原体应该符合相关要求,常见的病原体主要包括大肠杆菌、肠道病毒、寄生虫卵等,其中蛔虫卵的死亡率必须高于95%。

尽管我国对污泥处理的最终结果设定了一系列标准,但是从实际状况来看,污泥处理场地附近仍出现了多种不良问题。很多新闻报道都曾提到过在污泥使用的过程中,居民出现了诸多不良症状,如全身红疹、嗓子痛、红眼病及肺病等。在未来我国将进一步加强污泥处理力度,对污泥中的病原体进行杀灭处理,使得其符合EPA的现行标准。在现有的检测技术之下,处理好的污泥应不带有病原体,这是ERA对于A类生物固体所设定的标准,这一标准将对我国污泥处理的发展指明方向。

随着我国经济水平的不断提升,人们的环境保护意识不断提高。在可持续发展观念的指引下,污泥的资源化处理也得到社会各界的关注。有关污泥资源化处理的理念主要有如下两方面:一是生物肥料等方面,这是将污泥处理成为可以再次利用的资源,使之能够变废为宝;二是经济效益方面,主要指的是节能与省耗,多侧重于处理工艺上。

3 我国市政污泥处理技术的应用现状

3.1 污泥脱水与浓缩技术

当前,污泥减容所采用的重要技术为污泥脱水与浓缩技术。在各种浓缩方法中,浮选浓缩与重力浓缩被应用得最为广泛。与西方国家相比,我国所采用浮选浓缩与重力浓缩办法效率非常低下,且其对占地面积有着非常高的要求,往往要投资不菲的工程成本,管理控制操作也存在非常大的难度。

在传统污泥脱水处理的过程中,其主要是借助自然干化来达到脱水目的。这种方式下,其往往对场地面积有着非常高的要求,且环境状况非常差,有二次污染。这种方式现在已经很少被使用了。目前使用的污泥脱水设备多包括板框压滤机、离心脱水机、带压压滤机、叠螺脱水机、真空过滤机等。针对不同理化性质的污泥,污水厂在建设与配套设置方面也会有所不同,其场地面积、投资成本会因实际状况而有所不同。

3.2 污泥消化稳定技术

相关数据显示,当前我国仅有3%的污水处理厂引入了污泥消化稳定设备,如污泥厌氧消化系统,其中能够正常运作的仅仅为1%。目前,在污泥消化稳定技术方面主要有厌氧消化与好氧消化两种技术。前者是目前应用得最为广泛的污泥生物处理技术,多见于大中型污水处理厂;后者则采用污泥高温微好氧消化技术与好氧堆肥技术。其中厌氧消化技术具有运行成本低、能耗小的特点,其处理得到的污泥具有非常强的稳定性,且能够得到沼气等副产品。该技术在处理污泥时往往需要25~30天的消化周期,能够减量30%的污泥量,清除30%~50%的有机物。最终得到的污泥可以被应用到农业生产中,具有非常强的经济价值。但是这种技术的总投资成本高昂,对技术与操作等方面都有着非常高的要求,所生产的甲烷等副产品也存在一定的安全隐患。

3.3 污泥处置技术

在对污泥进行脱水处理后,很多污水处理单位会采用卫生填埋的方法来处置污泥。相关资料显示,我国每年约有63%的污泥被填埋处理掉。在填埋过程中,污泥应具备一定的抗压强度与剪切力,其含水量必须要小于60%,有机物的含量必须低于30%。为了达到卫生标准,很多填埋场都引进了深度脱水设备与石灰稳定固化设备。这种污泥处置方式具有成本低廉的特点,但也非常容易造成环境污染,给地下水与土壤带来危害。随着土地资源的日益紧张,这种占地面积大的污泥处理方式已经逐步被淘汰了。

在对污泥进行无害化处理之后,可以对其进行土地利用,使其用于绿化、盐碱地改造等工程中。这种方式具有投资少、操作简单的特点。我国市政污泥具有富营养化的特点,氮磷钾等矿物元素的含量非常高,能够有效地改善土壤性质。经过无害化处理的污泥将成为优良的土壤改良剂,这将是我国污泥处理的未来发展方向。然而污泥中往往含有很多有害有毒物质,很难以被降解,对无害化处理技术有着非常高的要求。如果这些物质不能被有效去除,其一旦进入到土壤中,将会污染土壤,造成严重的后果。不仅如此,污泥中的很多重金属元素极其容易被植物吸收,使得人类的食物链遭到破坏,危害人类健康。当前,我国还没有针对该方面出具有效的标准,因此污泥土地利用要想真正实现,还需要经过相当长的发展时期。

将处理后的污泥再经过焚烧之后,可以运用到建材生产中。在西方发达国家,将污泥用作建材生产已经得以实现,有着非常良好的发展势态。在污泥减量化处理方面,焚烧是最有效的处理方式之一。我国市政污泥的含水量非常高,因此多采用干化焚烧的办法,所采用的工艺包括喷雾干化焚烧与硫化床工艺。在焚烧的过程中,所产生的能量可以用于发电。焚烧后所得的材料可以用于生产水泥等建材。这种处理方法需要高昂的投资成本,操作工艺非常复杂,对技术有着很高的要求。随着我国城市化进程的不断加快,这一处理方法将拥有更广阔的发展空间。

参考文献

污泥处理发展范文第2篇

【论文摘要】:作为声学研究领域的重要组成部分,超声在现代分离技术中的研究也取得了一定进展。已日益显示出其在各分离领域的重要性。 

 

 超声技术是一种新兴的、多学科交叉的边缘科学,在化工、食品、生物、医药等学科的研究开拓了新领域,并从应用上对上述工业产生重大影响。作为声学研究领域的重要组成部分,超声在现代分离技术中的研究也取得了一定进展。已日益显示出其在各分离领域的重要性。 

 

1. 超声波技术机理 

 

 超声波防垢器主要是利用超声波强声场处理流体,使流体中成垢物质在超声场作用下,其物理形态和化学性能发生一系列变化,使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。超声波的防垢机理主要表现在: 

 

 (1) "空化"效应 

 超声波的辐射能对被处理液体介质直接产生大量的空穴和气泡,也就是把液体拉裂而形成无数极微小的局部空穴,当这些空穴和气泡破裂或互相挤压时,产生一定范围的强大的压力峰,这一强压力峰能使成垢物质粉碎悬浮于液体介质中,并使已生成的垢层破碎使其易于脱落。根据理论和实践测算,用20khz、50w/cm2的超声波对1cm3液体辐射时,其发生空化事件的气泡数为5×104/s,局部增压峰值可达数百甚至上千大气压。 

 

 (2) "活化"效应 

超声波在液体介质中通过空化作用,可以使水分子裂解为h·自由基和ho·自由基,甚至h+和oh-等。而oh 与成垢物质离子可形成诸如caoh 、mgoh 等的配合物,从而增加水的溶解能力,使其溶垢能力相对提高。也就是说,超声波能提高流动液体和成垢物质的活性,增大被水分子包裹着的成垢物质微晶核的释放。 

 

 (3) "剪切"效应 

 水分子裂解产生的活性h 自由基的寿命比较长,它进入管道后将产生还原作用,可以使生成的积垢剥落下来。而且因超声波辐射在垢层和管壁上,加热管上的吸收和传播速度不同,产生速度差,形成垢层与管壁界面上的相对剪切力,从而导致垢层产生疲劳而松脱。 

 

 (4) "抑制"效应 

 通过超声波的作用,改变了污水的物理化学性质,缩短了污泥的成核诱导期,刺激了微小晶核的生成。新生成的这些微小晶核,由于体积小、质量轻、比表面积大,悬浮于液体中,生成比壁面大得多的界面,有很强的争夺水中离子的能力,能抑制离子在壁面处的成核和长大,让既定结构的晶粒长大,因此减少了粘附于换热面上成垢离子的数量,从而也就减小了积垢的沉积速率。实验研究表明,当污水的过饱和系数一定时,在同一超声波参数下,超声波作用时间越长,则污泥的成核诱导期越短。 

 

2. 超声波对污泥絮体尺寸的影响 

 

 用超声波对活性污泥的物理、化学和生物特性分别进行了研究。采用的超声波频率是20 khz,作用时间是20~120 min 不等,未处理以前污泥絮体的平均粒径是98.9μm。在0.11 w/ml 的声能密度下,絮体尺寸几乎没有发生任何变化; 在0.22 w/ml 的声能密度下絮体粒径明显减少; 在0.33w/ml的声能密度下作用20 min 后絮体粒径迅速减至22 μm, 经120 min 减至4 μm; 在声能密度为0.44 w/ml时,经20 min 后絮体直径减至不足3μm,再延长时间则变化很小。分别考察了声能密度为0.11 w/ml 和0.33 w/ml的2种情况下超声波对污泥絮体尺寸的影响。发现在0.11 w/ml 声能密度下,絮体尺寸经60 min由31μm 减至20μm,尺寸减小了35 %;在0.33 w/ml声能密度下,不到20 min,絮体尺寸减至14μm。 

3. 超声波对不同细菌的影响 

 

 在0.33 w/ml 声能密度下, 经40 min超声波处理后,异养菌减少了82 %,而大肠杆菌减少了99 %以上,并且溶解性cod 经60 min作用后提高了12 倍;而在0.11 w/ml 声能密度下,作用时间较短时, 异养菌和大肠杆菌变化不大, 只有在60 min以上才有明显减少,而且不管作用时间长短,溶解性cod 几乎保持不变,这种现象揭示在较高声能密度作用下,超声波可以把细菌分解,并使相当一部分固态cod 转变为溶解态。同时, 在0.11 w/ml和0.33 w/ml 之间存在一个阈值,超过此阈值,细菌的分解才会发生。 

 目前,超声波应用于污泥处理及减量存在的主要问题是超声处理运行参数优化、超声效率有待提高以及超声反应器的合理设计等。而且在进一步研究中应注意与污水处理工艺的合理组合,这样才能发挥超声波的特点,并为其在实际工程的应用打下基础。 

 

4. 超声波分解污泥引起温度上升的现象 

 

 在声能密度为0.44 w/ml 时,2 min 内污泥温度超过了55 ℃。为了考察温度对污泥分解的影响,他们把反应器的温度控制在15 ℃左右,实验结果显示声能密度为0.11 w/ml 时,没有出现固态cod 转变为溶解状态;如果不进行温度控制,大约有2% 固态cod 转变为溶解态。这种效应在声能密度为0.33 w/ml 时更为明显。为此他们考虑了究竟是超声波还是超声波引起的热效应对溶解性cod 释放的作用。结果表明单独在温度高的情况下,不足以破坏絮体结构,所以他们认为超声空化和由此引起的温度上升对于污泥分解是同样重要的。 

 

5. 结语 

 

 综上所述,在不同声能密度、不同作用时间下,超声波对其作用后的污泥分解程度、污泥絮体尺寸变化,以及伴随污泥分解,溶解性cod 释放情况和相应的温度上升现象等研究,为掌握超声波分解污泥的机理提供了研究基础。超声波功率一定时,频率低、作用时间长,去污效果较好;超声波频率一定时,功率大、作用时间长,去污效果较好。同时,超声波去污效果还与流体的流量与压力、液体的粘度与温度、超声波电源发生器与超声波换能器的距离(即传输电缆长度)、原已生成积垢的程度等因素有很大的关系。尤其是经超声作用后的污泥,颗粒态cod 转变为溶解态cod, 可充分利用这一特点并将其结合到污泥处理工艺中,提高污泥厌氧消化的能力;或结合到不同污水处理工艺中,形成微生物的隐性生长以达到污泥减量的目的,其推广价值在环保节能、提高工效、降低成本等诸方面具有广泛的意义。 

 

参考文献 

 [1] 黄汉生. 用超声波法减少污水中污泥量[j]. 工业用水与废水, 2001,1. 

 [2] 白晓慧. 超声波技术与污水污泥及难降解废水处理[j]. 工业水处理, 2000, 12. 

 [3] 袁易全, 等. 近代超声原理与应用[m]. 南京:南京大学出版社, 1996. 

 [4] 丘泰球, 等. 超声波防除积垢节能技术及设备开发[j]. 应用声学, 2002. 

 [5] 罗多. 功率超声在石化工业中的应用[j]. 声学技术, 2002. 

污泥处理发展范文第3篇

关键词:污水厂污泥;处置;发展方向;深圳

城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态废弃物。含有大量有机物、丰富的氮磷等营养物、以及致病菌和重金属等。不加处理任意排放会对环境造成严重的污染。深圳市24座污水处理厂2011年处理污水量303.61万吨/天,年产生污泥量达77.94万吨(含水率约75%)。今后随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大的增长,如何合理地处置污水厂污泥,已成为城市污水厂和相关部门急需解决的问题。

1、深圳城市污泥处置现状及存在问题

1.1污泥处置现状

目前深圳污水处理厂普遍采用的污泥处置方法是填埋。建设较早的下坪垃圾填埋场承载着深圳关内绝大部分的污泥处置,但目前已接近饱和状态,2009年投产的福永污泥填埋场也已泥满为患,值得肯定的是近几年深圳开始注重污泥处置的其他途径,比如在建的上洋污泥焚烧项目和老虎坑污泥焚烧项目等,为不堪重负的污泥填埋场缓解了压力。

1.2存在问题

填埋所需成本低,但是要占用大量的土地资源,而且填埋场周围的环境也会受影响,易造成二次污染;污泥简单干化后含水率高,流动性大,可能堵塞填埋场集气井和排水管,从而干扰填埋场的正常运行;污泥热干化、焚烧处理虽然减量化程度很高,但投资大、运行费用较高,存在废气治理的问题。

2、国内外污泥处置的现状及发展方向

国内外污泥处理与处置的方法很多,一般采用浓缩、消化、脱水、干化、土地利用、填埋及焚烧等不同方法,或用其中某几个方法组合处置。污泥的最终出路不外乎部分或全部资源化利用或以某种形式回到环境中去。

2.1污泥的土地利用

污泥中含有丰富的氮、磷、有机质及多种微量元素,是一种经济有效的肥料来源,也是很好的土壤改良剂,污泥土地利用是实现污泥高效处置,同时也是使污泥中有机质和养分得到资源化利用的重要方式[1]。

2.2污泥的卫生填埋

污泥的卫生填埋始于上世纪60年代,是在传统填埋的基础上从保护环境角度出发,经过科学选址和必要的场地防护处理,具有严格管理制度的科学填埋方法。分为单独填埋、与垃圾合并填埋两种方式。到目前为止,已发展成为一项成熟的污泥处置技术,优点是投资较少、容量大、见效快。

2.3污泥焚烧

土地资源紧张的发达地区,可采用污泥焚烧。分为单独焚烧、与水泥窑协同焚烧、与热电厂协同焚烧、与生活垃圾混烧等方式[1]。

污泥焚烧的优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化,近年来焚烧法由于采用了合适的预处理工艺和焚烧手段,达到了污泥热能的自持,并能满足越来越严格的环境要求,用于处理不适宜于资源化利用的部分污泥。

2.4其他污泥处置方法

主要是建材利用技术、污泥制作道路材料和垃圾填埋场覆盖材料、养蚯蚓法、提取蛋白质法、污泥碳化技术和污泥熔融技术等。

3、深圳污泥处置途径的选择

3.1污泥特性

深圳市污水厂污泥的无机物含量较高,以龙华污水厂为例达50%左右;污水厂污泥的氮、磷、及有机质含量比较高,并且从长远看,随着脱氮除磷工艺的发展,氮、磷含量将会有所增长;污泥热值较低;含水率较低,一般低于75%。

3.2污泥处置方法的选择

选择有效的污泥处置方法,应兼顾到环境生态效益与经济效益之间的均衡。一种有效的、适合本地具体情况的污泥处置方法应该是在环境卫生上、社会上被接受及经济可靠的方法。

无论从经济因素还是从资源利用因素出发,污泥的土地利用是一种符合我国国情的处置方法。

①边坡绿化:采用干化污泥配制成的边坡绿化专用喷播基材,与边坡结合紧密,稳定性好,基材肥沃,灌木、草本种子发芽率好,苗木生长旺盛。与传统的喷播绿化相比,能提前3 ~5天成坪,后期灌木根系发达,生长明显加速。

②市政园林绿化:深圳园林绿化土壤很多是客土,这些土壤往往是从其它地方运来的回填土或者从土壤深层挖掘的生质土壤,加之深圳地区的土壤通常为花岗岩风化的赤红壤,沙砾含量很高,肥力却很低,大部分营养处在“饥饿”状态。作为园林绿化介质土和有机肥,干化污泥非常适合用于城市市政园林绿化建设,而且具有非常大的应用潜力。

③种植桉树等造纸经济作物。在深圳雨水充沛的前提下,在山区大力发展桉树种植是一个经济和环境双赢的选择。桉树生长周期短、养分需求量大,而热干化后的污泥刚好可以满足桉树种植中对养分的大量需求。

即便污泥的土地利用是一种经济有效的处置方式,但考虑应用范围的限制以及大众接受意识的局限,现阶段,我们仍需寻找一种符合深圳实际情况的污泥处置方式。结合《深圳市污泥处置布局规划》(2006-2020年),焚烧后填埋便成为了适合深圳实际发展需要的另一种污泥处置方式。跟直接卫生填埋相比,污泥焚烧后填埋的减量化程度很高。值得注意的是,污泥焚烧厂的选址应符合当地城镇建设总体规划和环境保护规划的原则;通过环境影响评价,符合大气污染防治、水资源保护、环境保护政策的需要。另外污泥焚烧厂的选址应遵循就近原则,优先考虑在污水处理厂内建设焚烧设施[1]。深圳上洋污泥焚烧项目就是遵循这样的原则。

4、结论与建议

①深圳市2011年全市污水处理设计规模390万吨/天,实际负荷303万吨/天,随着经济社会的发展,污水处理厂将很快实现满负荷运转。2012年7月龙华二期40万吨/天项目投产,深圳的污泥产量将迎来一个新的高峰。结合深圳山地较多,土地较贫瘠的实际情况,为污泥处置的土地利用提供了一个良好的发展契机;同时考虑深圳土地资源紧缺、经济发达的特点,实施污泥的焚烧减量填埋也是一个合适的选择。污泥的土地利用和焚烧填埋应相辅相成,作为深圳今后污泥处置的发展方向。这也是与《深圳市污泥处置布局规划》(2006-2020年)的发展战略相吻合的。

②就目前来看,污泥的土地利用和焚烧填埋处理仍处在起步阶段,经验和案例尚有欠缺,有待于进一步积累和提高。所以,现阶段深圳市污泥处置的方式仍以卫生填埋为主。卫生填埋的标准和技术已较为成熟,以福永污泥填埋场为例,其污泥含水率的控制、地下水和土壤的保护、臭气和环境的治理等已经比较到位,能够满足深圳环境和社会的需要。值得一提的是,如果污水处理厂脱泥系统能够大力推广污泥深度脱水技术,把出厂的污泥含水率控制在60%左右,那么不管是对污泥运输还是污泥填埋来讲,都具有积极的意义。相信随着今后污泥土地利用和焚烧项目的不断发展,传统的卫生填埋将慢慢退出深圳污泥处置的舞台。

③在现有污泥处置方法基础上,需要深圳市环保企业和政府管理部门集思广益,大胆创新,积极探索适合深圳经济和社会发展的污泥处理、处置新方法。

污泥处理发展范文第4篇

关键词:污泥处置 利用 展望。

所谓污泥处置,是指利用人工或自然方式使处置后的污泥或污泥产品能够长期处于稳定状态并且对生态环境无不良影响的最终消纳方式。随着人们对生态环境保护的日益重视,世界各国对污泥的处置已经开始制定相应的法律法规,对污泥利用进行宣传教育。由于我国相应的法律法规还不够周全,也缺乏对污泥处置的宣传教育,因此还存在大量盲目回收利用污泥而造成危害的现象,这就要求我们必须借鉴国外污泥处置的先进方法,并结合自身的实际情况,努力提高我国污泥处置的水平。

1 国外污泥处置现状分析。

1.1 国外污泥处置的常见方法分析。污泥的处置应该遵循减少污泥中有机物的含量、使污泥中的有机物转化为无机化合物、杀灭污泥中病原菌等微生物以及充分利用污泥中所含的有用物质的原则。

世界各国对污泥的处置由来已久,目前国外的污泥处置方法主要有以下几种:

1.1.1 卫生填埋。卫生填埋的方法始于 20 世纪 60 年代,它在传统填埋的基础上,经过严格的科学选择和场地防护,极大地减少了对环境的污染,具有操作简单、处理费用低的优点。但是卫生填埋需要大面积的场地,对处理技术要求标准高,渗透液对环境危害大,而且随着可填埋土地的日趋减少,因此此种方法在国外污泥处置中所占的比重越来越小。

1.1.2 污泥焚烧。污泥焚烧是处置污泥最彻底的办法,它能将污泥中的有机物全部碳化,杀死多种微生物,减少污泥的体积,具有不需要专门的存储设备,经济有效的优点。但是污泥焚烧过程中会产生大量剧毒物质和有害气体,因此需要专门的设备对尾气进行处理。

1.1.3 土地利用。污泥的土地利用历史悠久,污泥中含有丰富的有机物质及多种微量元素,因此可以用于农田、森林、园艺或者是废弃场地的改造。土地利用具有能够变废为宝、充分回收利用污泥中的各种养分以及能耗低的优点,因此近几年在国外受到越来越多的重视和应用。

1.1.4 海洋倾倒。海洋倾倒虽然具有操作简单、不需要特殊处理装置的优点,但是随着人们对海洋环境保护意识的日趋增强,各国现已开始禁止向海洋倾倒污泥。

从国外对污泥处置的数据分析来看,国外目前对污泥的处置侧重于土地利用和污泥焚烧,卫生填埋和海洋倾倒已经开始逐渐退出历史舞台。分析国外对污泥的处置情况,可以得到以下几点体会:①不同的国家和地区需要根据本国的实际情况(土地资源、产业结构等)采取合适的污泥处置办法;②污泥既是一种污染物又是一种可再利用的资源,将污泥的处置和利用结合起来是最好的解决办法;③污泥的综合利用要根据本国和本地区的实际情况,兼顾生态环境、社会和经济,开发合适的处理办法,实现资源的可持续利用。

1.2 国外污泥处置的新方法分析。除了上述的污泥处置办法外,目前国外开发出一些新的污泥处置方法,具体说来:

1.2.1 污泥制砖。污泥制砖的办法主要有两个,一是将污泥焚烧后制砖,二是使用干化污泥直接制砖。日本在污泥焚烧制砖方面走在世界的前列,由于污泥焚烧制具有砖操作简单、产品可以销售的优点,因此在日本受到越来越多的关注。

1.2.2 污泥制水泥。将污泥置于水泥回转窑中焚烧,不仅可以减少污泥的体积、杀灭病原体等微生物,并且燃烧后的残渣将成为污泥熟料的一部分,因此可以不用对焚烧后的灰烬进行处理,是一种两全其美的好方法。

1.2.3 污泥制油。污泥制油是通过低温热化学反应,将污泥中的脂肪族化合物和蛋白质转化为油、炭、气和反应水。但是污泥制得的油含氧量较高,稳定性比较差,易发生聚合反应,粘度较大,且油气味太重,因此限制了其在市场销售。

2 我国污泥处置现状分析。

研究数据表明,我国目前有很大一部分污泥没有经任何处置而随意弃置,这给环境带来了极大的危害。未经处置的污泥会散发污染空气的臭气,含有的病原体等微生物对人类的健康有极大的危害,重金属和有害物质会污染地表和地下水系统。造成我国污泥处置落后的主要原因有:①我国污泥处置起步较晚,很多地方没有专门的污泥处置场所和设备,使得很多污泥得不到合适的处置;②我国污泥综合利用的基础比较薄弱,人们对污泥利用缺乏认识,没有意识到污泥处置对环境的重要性;同时缺乏合适的污泥利用方法,很多地方选择将污泥储存后运到郊区或农村直接堆放,这样不仅造成对当地环境的破坏,也造成污泥资源的浪费。

3 国外污泥处置对我国污泥处置的启示。

3.1 逐渐放弃卫生填埋,充分利用土地利用。由于卫生填埋具有操作简单、处理成本低的优势,因此目前在我国污泥处置中占据了较大的比例。但是卫生填埋对污泥的处理所需时间较长,容易污染环境,因此必须逐渐放弃这种处置方式。土地利用是我国污泥处置必须充分利用的一种有效途径,我国有很多的林田和农田,相对于其他污泥处置方式,土地利用比较符合我国的国情,具有较大的应用前景。

3.2 改进工艺,充分利用污泥焚烧的方式。污泥焚烧具有能将污泥中的有机物全部碳化,杀死多种微生物,减少污泥的体积,并且还能提供热量的优势。但是污泥焚烧成本较高,需要专业的设备,因此我国必须多与发达国家进行交流与合作,改进焚烧工艺,提高污泥焚烧的经济性。

3.3 污泥的资源化利用是未来污泥最终处置的发展方向。污泥可以制水泥、制砖、制油、制陶粒等,但是由于这些技术对于设备和工业的要求较高,因此必须进一步研究。但是随着科学技术的不断发展,污泥的资源化利用必然是未来污泥最终处置的发展方向。

3.4 政府对污泥处置必须进行高效监管。政府有关部分必须高度重视污泥处置的重要性和必要性,加大对污泥处置的教育宣传,提高人民对污泥处置重要性的认识,加强对污泥处置的监督和管理,加大对污泥处置研究的投入。

4 结果与讨论。

污泥处置是我国实现可持续发展的必然要求,是保护生态环境的必然趋势,因此对其进行研究具有重要的意义。我国污泥处置起步较晚,相应的技术也不成熟,政府必须加大对其的监控,人民必须提高对其的认识,这样才能提高污泥处置的水平。在选择污泥处置方式时,必须因地制宜,从环境、资源利用、经济效益等方面来选择适合的方案,同时借鉴国外的先进经验,使得我国污泥处置得以良性发展。

参考文献:

[1]尹军,谭学军编著。污水污泥处理处置与资源化利用。化学工业出版社。2005,1.

[2]李金红,何群彪。欧洲污泥处理处置概况。中国给水排水。2005,1.

[3]唐小辉,赵力。污泥处置国内外进展。环境科学与管理。2005,6.

污泥处理发展范文第5篇

摘要:由于经济和城市化水平的不断提高及人口的增长,我国污水排放量和处理率均有所增加,这导致了大量污水污泥的产生。本文根据有关资料介绍了国内污水、污泥产生现状;总结近年国内外污泥研究的文献,分析了城市污泥中养分、重金属、有机污染物及病原菌的研究状况。关键词:污水处理;污水污泥;产生随着我国城市经济的发展和人口的增长、人们生活水平的不断提高,城市废水量日渐增加,城市污水集中处理是国内外的发展趋势。在废水处理技术不断发展的今天,废水可以得到相应的处理,但随之产生的污水污泥又给人类带来了二次污染的危险。污水污泥产生量除了与污水处理量有关外,还与污水的处理工艺和深度有关,一般而言,随着污水处理深度的增大污泥的产生量也随之渐增。随着污水处理设施的普及、处理量的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大增长。本文就我国城市污水处理和污泥产生现状及国内外近年有关污泥的研究作一综述,为污泥安全处理处置的管理和研究提供科学信息。1污水处理现状污水处理与循环利用的状况和水平,不仅是充分利用可再生资源,实现人类可持续发展的必然要求,同时也是一个国家或城市文明和现代化程度的重要标志。西方发达国家由于工业化进程快,经济技术力量雄厚,污水处理产业发展也较早。我国环境产业出现较晚,绝大部分污水处理厂都是在八十年代以后建成的。在80年代以前,我国污水处理产业一直发展缓慢。改革开放后,我国污水处理厂迅速增加,工业与城市污水处理有了很大的发展。20__年,全国共设有511座城市污水处理厂,全年处理工业废水和生活污水共77.5亿吨,主要城市污水排放量为460亿吨,其中生活污水248亿吨,城镇污水处理率为25.8%,比上年提高3.5个百分点。从我国整体污水处理率来看都远远低于发达国家水平。随着工业化进程的增加及人们生活水平的提高,近年来我国废水排放总量逐年增加(图1)。根据国家环境保护“十五”计划要求,到20__年,我国城市生活污水集中处理率要达到45%,50万人口以上的城市要达到60%,重点城市达到70%[1~2]。实际上,20__年城市污水处理率为52%,城市生活污水处理率为37[3],没有达到国家环境保护“十五”计划要求。随着城市生活污水的排放量的逐年增加(图1),以及为了完成国家环境保护的目标,我国城市污水处理产业在近期将有飞速的发展。2污水污泥的产生及其性状2.1污泥的定义美国环保署对污泥的早期定义是指污水处理过程中产生的固体、半固体或液体残留物[4]。1995年,世界水环境组织(WaterEnvironmentFederation,WEF)为了准确反映绝大多数污水污泥具有重新利用价值,将污水污泥(SewageSludge)更名为“生物固体”(Biosolids)[5]。其突出的特点是强调“生物固体”的资源化利用,使其更容易被公众接受,以便更好地参与生态系统物质循环,走上人类社会与生态系统的和谐共处与可持续发展轨道,这在一定程度上标志着人们对污水污泥处理与处置观念的转变和成熟。但这种定义在其准确性和安全性上还有一些的争议。为了进一步提高污泥利用的科学性和安全性,美国国家研究委员会(USNRC,UnitedStateNationalResearchCouncil)将“生物固体”的定义重新修订为:经过处理过的、符合503号文件中土地利用标准或其他类似标准的污泥[6]。从以上分析可以看出,发达国家对污泥的认识已逐渐走向成熟。随着污水处理量的增加和处理水平的提高,污泥处置问题会日渐突出,如何对污泥做出科学、准确又符合资源化循环利用与安全的定义也是一个需要解决的重要问题。到目前为止,我国对污泥还没有官方的统一命名,应用最多的是从其来源和组成上命名,即污泥又名污水污泥,是指污水处理厂在净化污水时的副产物,是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体[7]。2.2污泥产生现状污泥是污水处理的必然产物,其产生量受到污水处理量、污水来源、处理工艺、处理水平、污泥脱水程度等因素影响。我国1998年产污泥30多万吨(干物质计),并且还以每年大约10的速度增长[8]。据估计,污泥在污水处理过程中的产生量一般相当于污水体积的0.3%~0.5%(指含水97%的液体污泥),其质量比为(1~3吨干污泥/万吨污水),如果是深度处理,污泥量会增加0.5~1倍。目前,因为世界各国的污水处理率和处理水平相差很大,对于污泥产生量很难给出一个准确的数值。一般都是根据污水处理量来大体估算其产生量。按这种方法估计,全球一年产生的干污泥量可高达几千万吨,主要分布在美国、欧洲、日本等发达国家。根据城市生活污水处理量(104亿吨)和污泥产生量(2吨干污泥/万吨污水)估算,我国20__年污泥产生量约为208万吨干污泥,此产生量远远高于李贵宝等的预测量。根据我国污水处理产业的迅速发展和污水厂的建设和运行情况,可以预计在近十年内,污泥产生量必将大幅度增长,污泥处置将成为我国一个更加突出的环境问题。2.3污泥性状一般污水处理厂产生的污泥为含水量在70%~97%不等的固体或流体状物质。其中的固体成分主要由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成,是一种以有机成分为主的组成复杂的混合物,其中包含对农业有潜在利用价值的有机质、氮(N)、磷(P)、钾(K)和各种微量元素养分。由于污泥来源于各种污水,所以污泥中不可避免地含有各种有毒有害物质,如重金属、有机污染物、病原物等,并且污泥因为含较多的易分解或腐化的成分,通常会散发出难闻的气味。污泥中各种污染物和过剩的氮磷元素在土地利用及其他处置过程中必然存在一系列的风险。有报道认为,在中国,污泥中的重金属、病原物和有机污染物是限制污泥循环利用的主要障碍[9]。3近年国内外污泥研究状况3.1国外国外有关污泥的研究工作起步较早,美国早在二十世纪七、八十年代就对污泥的性质与组成进行了大量研究,明确了污泥的潜在利用价值及土地利用可能带来的环境风险[4]。图2A是利用Elsevier数据库对近年来国外有关城市污水污泥基本性质、风险评估、处理处置等方面研究文献的统计,结果表明,有关污泥研究的文献数量有逐年增加的趋势,说明国际上有关污泥的研究一直得到科研工作者们的重视。这是因为:首先,随着污水处理产业的发展,污泥的产生量越来越大。其次,污泥的海洋处置已经终止,随着垃圾填埋场地的减少,可用于污泥卫生填埋的场所越来越少,人们不得不为污泥寻找新的出路。第三,随着对资源循环利用要求的增加,土地利用成为污泥的重要处置方式之一,污泥的农艺价值倍受关注。第四,由于人们环境意识的增强,污泥处置 带来的环境风险受到社会的普遍关注。污泥既含有大量氮、磷等养分资源,又含有重金属、病原物和有机污染物等有害物质。由图3A可以看出,近年来国外有关污泥中重金属方面的研究最多,其次为有机污染物,而有关污泥中病原物的研究较少。污泥中的重金属是最早引起人们重视的污染物,到目前为止,国外对它的研究也最多。污泥中的病原物虽然在七、八十年代,美国对它就有了许多研究[4],但人们普遍认为,病原物对外界环境比较敏感,污泥经过稳定处理,能达到降菌消毒的效果,一般不会污染外界环境,威胁人类健康。近几年,在污泥施用地周围出现了由于污泥施用引起居民患有皮疹、红眼病、嗓子痛和肺病等一系列症状的报道[10]。因此,人们认为对污泥中的病原物应该重新审视,进行详细研究。3.2国内由于我国污水处理产业发展较晚,与国外相比,我国对污泥的研究起步也较晚,始于二十世纪八十年代末。利用中国期刊网数据库对我国有关城市污水污泥研究的文献进行统计,结果表明:1994年之前有关污泥的研究只有零星报道,近些年,随着我国污水处理率的提高及污泥产量的迅速增加,越来越多的科研工作者和环境工作者开始致力于这方面的研究,为污泥处置寻找合适的途径(图2B)。与国外相比,总体上我国对污泥的研究深度不够,目前多停留于总结国外研究状况、探讨污泥稳定方法和污泥的农艺价值等方面,而有关污泥中的污染物及其环境风险的研究较少。图3B结果表明,就污泥中的重金属、有机污染物和病原物三类污染物而言,我国对重金属进行了较多研究,有关病原物和有机污染物的研究还很少。4结语综上所述,随着我国城市生活污水排放量的增加和污水处理率的提高,污泥的产生量也将逐年增加。污泥的组成复杂,既含有各种潜在有利用价值的物质,有害有各种有毒有害物质,如果处置不当,必将对生态环境、人类和其他生物健康产生风险。对污泥进行安全处置,首先要对污泥的组分及各组分的环境风险进行详细研究,然后寻求合适的处理处置工艺。降低污泥处理处置过程中的环境风险除了依靠科学技术的提高外,很大程度上取决于国家环境法律法规的完善和人们保护环境自觉程度,这一方面需要环境科学和市政工程等相关学科及其专家们的通力合作,同时也需要政府、管理部门和企业及其与科技界的共同努力,以推动和促进污泥及其源化利用的研究与管理工作。参考文献[1]中国环境年鉴编辑委员会.中国环境年鉴.北京:中国环境年鉴社.20__[2]中国环境年鉴编辑委员会.中国环境年鉴.北京:中国环境年鉴社.20__[3]中国环境年鉴编辑委员会.中国环境年鉴.北京:中国环境年鉴社.20__[4]UnitedStatesEnvironmentalProtectionAgency.LandApplicationofSewageSludge-AGuideforLandAppliersontheRequirementsoftheFederalStandardsfortheUseorDisposalofSewageSludge(40CFRPart503.EPA/831-B-93-002b).Washington,DC:OfficeofEnforcementandComplianceAssurance,1994[5]WaterEnvironmentFederation.BiosolidsComposting:ASpecialPublication.WaterEnvironmentFederation.Alexandria.1995[6]UnitedStatesNationalResearchCouncil.Biosolidsappliedtoland:mitteeonToxicantsandPathogensinBiosolidsAppliedtoLand,BoardonEnvironmentalStudiesandToxicology,DivisiononEarthandLifeStudies.NationalAcademyPress,Washington,DC.20__[7]乔显亮.污泥的化学组成、土壤利用风险和复合污染土壤修复研究.中国科学院南京土壤研究所博士论文.南京.20__[8]李贵宝,尹澄清,单保庆.我国森林与园林绿地污泥的利用及其展望.北京林业大学学报,20__,23(4):71~74[9]Wang,M.J.LandapplicationofsewagesludgeinChina.TheScienceoftheTotalEnvironment,1997,197,(1-3):149~60[10]Lewis,D.L.,andGattie,D.K.Pathogenrisksfromapplyingsewagesludgetoland.EnvironmentalScienceandTechnology,20__,287A~293A