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污泥处理方式

污泥处理方式

污泥处理方式范文第1篇

概述:

为防治水污染,城镇污水处理行业发展迅速。蚌埠市城区目前建有四座污水处理厂,日处理污水能力45万吨/日,实际处理污水约39万吨/日,产生污泥约210吨/日,不规范处置已经带来严重的二次环境污染问题。对皖北中心城市蚌埠市目前污泥处置方式进行分析,结合目前蚌埠市实际情况,对污泥处置提出符合生态环境建设的对策。

1、污泥的产生和环境危害性

1.1污泥的产生

污泥是污水处理后的附属品、是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥量通常占污水量的0.3%~0.5%(体积)或者约为污水处理量的1%~2%(质量)。

1.2污泥的环境危害性

污泥中含有大量病原菌、寄生虫(卵),铜、锌、铬、汞等重金属、盐类以及多氯联苯、二f英、放射性核素等难降解的有毒有害物。这些物质对环境和人类以及动植物可能造成较大的危害。

1.2.1 污泥盐分污染土壤

污泥含盐量较高,会明显提高土壤电导率,甚至可能造成土壤盐碱化,破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收,甚至对植物根系造成直接的伤害,而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失。

1.2.2 污泥病原微生物污染环境

城市生活污水中的病原体(病原微生物和寄生虫)经过处理还会进入污泥。新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种,其中危害较大的是寄生虫。

1.2.3有机物聚集污染

蚌埠市污水处理厂处理的污水中有10%是工业污水,产生污泥中含有微量的苯、氯苯和硝基苯等。尽管目前国内外对城市污泥中有机污染物的研究并不多,但是大量污泥不规范处置,造成有机物在一定区域内富集,有机物难以分解持续污染土壤,影农业种植。

1.2.4重金属富集污染

在污水处理过程中,70%~90%的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到污泥中。一些重金属元素主要来源于工业排放的废水如镉、铬;一些重金属来源于家庭生活的管道系统如铜、锌等重金属,重金属其潜在毒性易于在作物和动物以及人类中积累。

2、蚌埠市城区污水处理污泥处置方式及弊端

2.1用于窑厂填塘

窑厂取土大坑填塘以前一直是蚌埠市污泥处置的主要方式,目前此种处置方式已被禁止,但多年来污泥不规范处置,已经造成市区周边部分区域的污染。

2.2用于农业种植

蚌埠市产生的污泥中含有氮4%,磷2.5%和钾0.5%左右(以重量计),部分污泥曾经直接运输给周边农户用于农作物种植和园林用土,弊端是污泥中含有一定量的重金属元素和病毒、病原菌、寄生虫卵等有害物质,会对植物和动物,并通过食物链与生物链的传递而对人类产生毒害作用。

2.3 污泥填埋

由于污泥填埋方法简单,费用低廉,因此蚌埠市曾经采取过污泥运输至市垃圾填埋场填埋的方式处理污泥。弊端是填埋有可能造成垃圾填埋场渗滤液导管堵塞,影响渗滤液浸出而污染地下水。

2.4污泥干化和热处理

蚌埠市目前建成的污泥深度处置中心已投入运行,全市污泥目前全部运往此处干化处理,污泥干化能使污泥显著减容,体积可以减少4~5倍。弊端是全市没有配套建设干化污泥加工产业,目前干化后的污泥只能用于市垃圾填埋场覆土填埋,不仅挤占生活垃圾填埋资源,污泥特性还可能会造成垃圾填埋场覆土区塌方。

3、蚌埠市城区污水处理污泥处置污染防治对策

污水处理厂污泥处置应本着资源化综合利用的原则,不仅可以有效的防治污泥二次污染,还可以实现经济利益的最大化。依托蚌埠市目前建设项目,可以由中联水泥采取水泥窑协同处置或者标优美公司采取污泥堆肥的技术安全处置。

3.1水泥窑协同处置污泥

3.1.1水泥窑协同处置污水处理厂污泥技术

水泥窑协同处置污水处理厂污泥,是指将需要处置的污泥采用密封的运输方式,输送到指定地点后利用水泥窑尾的高温进行煅烧处置,相对于蚌埠市曾经或者目前正在采用的污泥处置方式,具有不征占土地资源,最终转化为水泥熟料产品,无废弃物遗留,水泥窑协同处置污泥具有处置量大,在污泥无害化处置、资源化利用和经济性上占有很大优势。目前的处置技术分为直接入窑和干化后入窑。

3.1.2蚌埠市水泥窑协同处置污泥分析

蚌埠中联水泥有限公司建有新型干法5000吨/水泥窑生产线,只需一次性投入部分资金,在厂区内建设污泥贮存、废气治理等设施,就可实现全市城市污水处理厂的集中处置,可以采取直接入窑的方式,也可以采取由市污泥深度处置中心干化后再入窑的方式,结合全市目前现有资源,尽可能的资源化和经济化。但是要妥善解决处置不当臭气污染和处置项目投资与收入失调的问题。

3.2污泥堆肥

3.2.1污泥堆肥处置技术

堆肥化技术是国际上从60年代迅速发展起来的一项新兴生物处理技术。各种堆肥工艺各有优、缺点,都在不断地完善和发展。美国20世纪80年代初开发了比较完善的Beltsville好氧堆肥法。污泥连续发酵工艺是目前国际上较为先进也是较为普遍使用的处理方法,国内污泥堆肥的商品化生产正在蓬勃地发展中。我国的深圳、太原、石家庄、西安等地已经出现了污泥堆肥产品。

3.2.2蚌埠市污泥堆肥处置污泥分析

蚌埠市标优美生态工程股份有限公司建有10万吨复合肥生产项目,采用好氧高温热酶菌发酵技术,实现了多种有机固废制肥的工业化生产。该公司目前建设有规范化的贮存仓库,采取封闭式堆肥发酵技术,可以较好的控制堆肥异味影响环境。政府只需提供相应的产业扶持和政策支持,引导企业扩大生产,就可以安全处置全市污水处理厂污泥,既发展了环保经济,又可以安全处置污泥,发展污泥资源化的循环经济。

4、结语

总之,在考虑蚌埠市污泥处理处置方法时,要兼顾环境生态、社会和经济效益三者之间的平衡。不管采用那一种污泥处理处置措施都需要考虑投资和运行成本和经济承受能力。根据蚌埠市地理环境、经济水平、技术措施、交通运输、能源、污泥利用市场和容量等因素,选择适合蚌埠市事情的污泥处置方式,真正做到环境保护和资源利用双赢。

[参考文献]:

污泥处理方式范文第2篇

论文关键词:污泥,处理处置技术,北京污泥现状,污泥处置规划,生态利用

 

污泥作为一种废弃物, 是在污水处理过程中分离出来的固体,每处理万吨污水产生5~10吨含水率为80%左右的污泥。污泥成分及来源均比较复杂,其中含有大量的氮、磷、钾等多种营养元素和有机质可利用成分;也可能含有有毒、有害( 二唖英) 、难降解的有机物( 多氯联苯等) 、重金属( 锌、铜、铬、砷、汞、镉等)、病原菌及寄生虫( 卵) 等物质, 大量未经处理的污泥任意堆放和排放都容易对环境造成了新的二次污染。因此污泥需要及时处理处置,以达到减量化、稳定化、无害化及资源化利用的目的。

污泥中有机质、氮、磷养分丰富, 是一种值得利用的肥源。北京市污泥中含有丰富的营养物质,2008年北京全市106万吨湿污泥相当于尿素1.5万吨、磷酸二铵2.3万吨、硫酸钾0.5万吨和有机质12.9万吨;但污泥中又含有各种各样污染物质, 施用不当会造成土壤和地下水污染。按照2015年北京市污泥最终处置规划,土地修复利用占有很大的比例,因此,开展泥质分析,研究污泥堆肥后符合园林绿化、矿山修复和沙化土地改良用工艺产品是十分必要。

1. 国内外污泥处理处置现状

污泥处理处置的方式各个国家不尽相同,同一国家的小同地区也相差很大。目前污泥的处理处置手段包括排海、卫生填埋、焚烧以及土地利用等。一些发达国家的污泥处置及利用情况如下:

图1污泥的主要处置与利用情况 %

污泥填埋占有很大的比例,约40%左右;污泥排海自20世纪90年代后被禁止;污泥焚烧由于价格昂贵处理处置技术,且焚烧过程中容易产生二噁英污染,在很多国家对污泥的焚烧处置都有着严格的限制;污泥农用比例在30%以上,但要严格控制其中的重金属含量,而园林绿化、生态改良、市政绿化等土地利用方式表现出较好的应用前景。

我国常用的污泥处置方法包括:堆肥处理、卫生填埋、焚烧处理、水体消纳和上地利用(排入江河湖海的方法),但每种方式的具体比例还有待进一步统计。

2 北京市污泥处理处置现状及存在的主要问题

北京市污泥总体状况为产生量大,资源化利用率低。其中,中心城区建成污水处理厂9座,日处理能力256万立方米,污水处理率达到95%;郊区卫星城建成污水处理厂16座,镇级污水处理厂42座,污水处理率达到48%。2010年北京市污泥总量为3800吨,其中城区污泥量约为2500t/d,郊区污泥量约为1200t/d,预计2015年污泥年产量5000t/d,其中中心城区3200 t/d,郊区1800 t/d。目前,不足50%的污泥进行了堆肥和建材利用等处置和资源化利用,其余污泥进行简单临时堆置,缺乏有效的最终出路。

2.1 北京市污泥处理处置现状

北京市现共有6处污泥处置设施,处理处置技术多样化,包括清河热干化厂、方庄和小红门石灰干化厂、庞各庄堆肥厂、昌平区堆肥厂、北京水泥厂干化焚烧6座污泥处理设施,日处理能力为1810吨,处理能力不足污泥总产量的50%。

(1) 小红门和方庄污泥钙化处理厂

小红门和方庄污泥钙化厂处置能力分别为500吨/天和30吨/天,采用具有自主知识产权的增钙热干化工艺和装备,该技术以氧化钙为干化发热剂取代外加热源,工艺简单,干化后污泥渣可用做路基材料或替代部分水泥原料。

(2)庞各庄和昌平污泥堆肥处理厂

庞各庄堆肥厂处理能力200吨/天处理处置技术,昌平堆肥厂处理能力80吨/天,堆肥技术该技术占地大、处置效率受季节波动明显,但初始投资较小、熟化污泥可进行土地利用(农业、园林、绿化、生态修复等)。目前,该厂熟化污泥主要被周边省、市的肥料厂以低价收购。

(3) 北京水泥焚烧处理厂

处理能力500吨/天,采用水泥窑余热干化-焚烧技术,该技术使用进口干化设备,自动化程度高,但初始投资较大。干化后污泥作为水泥窑燃料替代部分焦煤。

(4) 清河热干化处理厂

处理能力400吨/天 ,采用流化床间接热干化技术,含水率由80%下降到10%,该技术全部使用进口装置,以天然气燃烧为热源,主要构筑物包括冷却水泵井、污泥运转仓间、干燥车间、干料仓、生物除臭池,建筑面积1800平方米,初始投资和运行成本较大。干化后污泥含水率过低、恶臭严重,需密闭运输和后期处置。

2.2北京市污泥处置存在的主要问题

污泥的最终安全消纳包括处理和处置与资源化利用两个阶段;一为处理阶段,主要对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理,包括浓缩(调理)、脱水、厌氧消化、好氧消化、石灰稳定、堆肥、干化和焚烧等。二为处置与资源化阶段,是污泥的最终安全消纳过程,一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚烧等。当前北京市污泥处理处置存在的主要问题为:

(1) 污泥脱水减量化处理程度低。污泥只经过浓缩、脱水等常规处理过程,含水率仍高达80%,运输过程易遗洒,并影响后续处置。

(2) 污泥处理设施严重不足。随着污水处理量提高,污泥产量急剧攀升,导致污泥处理和最终处置率不足50%。大量污泥简单堆置于废弃沙坑和沙荒地,没有进行稳定化和无害化处理,污泥中的污染物容易随降雨发生迁移,再次进入土壤、水体,产生二次污染,夏季散发的臭味、孳生的蚊蝇影响周边环境。

(3)资源化利用率低。污泥资源化处理设施只有庞各庄和昌平2座堆肥厂处理处置技术,产品用于土地改良和园林绿化,年产堆肥产品13.9万吨,占污泥总量的13.1%。

(4)污泥处理处置政策、标准尚不完善。北京市污泥处理处置监管措施、资源化利用激励政策尚未制定。目前征收的污水处理费不包含污泥处置费,污泥处置运营资金不足。

2.3北京市污泥处理处置规划

污泥处置按照因地制宜、协同处置、技术多元和厂内处理优先的原则,综合考虑技术成熟、经济合理、运输条件和征地困难等因素,城区采用热干化+焚烧的处理处置方式,具有占地较小优点,且可实现污泥减量化、无害化、资源化,实现热量的循环利用。具体包括三种处置方式热干化+焚烧,辅以堆肥+农用,以及石灰干化+建材利用的方式,具体规划如下见图2所示。在三种主要利用方式中,水泥厂焚烧占31%的比例,主要利用水泥焚烧转炉的余热对污泥进行预干化,干化后污泥进入水泥焚烧炉,有机质热量被利用,焚烧灰用作水泥原材料;污泥制生物碳土用于土地修复的规划比例为47%,但目前该方式处理和利用方式能力不足,且污泥产品品质评价、利用方式和对环境的影响还需进一步研究;污泥干化后制燃料棒和建材等利用方式占有22%的比例,其热值折合11万吨标准煤。

污泥处理方式范文第3篇

关键词:污水处理厂;污泥处理处置现状;基本形势;基本对策

中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1674-9944(2012)12-0074-05

1武汉市污泥处理处置现状分析

1.1污水厂现状

武汉市从1984年开始建设污水处理厂,并于1990年开始正式运行,至2010年年底,武汉市都市发展区范围内已建成污水处理厂16座,总规模195万t/d[1],具体情况如表1所示。

1.2污泥现状

1.2.1污泥现状产量

武汉市主城区已建成的12座污水处理厂中正常运行产泥的污水厂有9座,主城区外已建和在建的8座污水厂中正常运行的有4座,目前,污水厂的污泥脱水后含水率平均在75%~80%左右,2010年武汉市主城区脱水污泥总产量为226419t,产泥率为1.66~9.13t湿污泥/×104 m3污水;主城区外脱水污泥总产量为38902t,产泥率为4.32~5.4t湿污泥/×104m3污水。因此截至2010年年底,武汉市已建成16座城镇集中式污水处理厂,日产污泥(80%含水率)约730t。

1.2.2污泥现状泥质

武汉市主城区各污水处理厂现状泥质特性见表2。

1.3污泥处理处置现状

目前武汉市都市发展区范围内正常运行产泥的污水厂有13座,仅三金潭污水厂建有污泥厌氧消化池,其余污水厂污泥处理主要采用离心脱水和带式脱水等机械脱水方式脱水,脱水污泥的最终处置方式均为委托外运填埋。

1.4污泥处理处置建设项目及发展情况

目前武汉市三金潭污水厂消化池已调试运行,已批复立项准备建设武汉市亚行三期环境改善项目污泥处理子项(表3)、陈家冲污泥处理项目。

近两年来,随着武汉市对污水厂污泥处理处置的重视,越来越多的企业参与到污泥处理处置事业中来,比如湖北省华新水泥公司拟将脱水60%的污泥运至黄石水泥窑焚烧制成水泥骨料,湖北亚东水泥有限公司计划新建一条水泥生产线协同处理城市污泥,湖北博时城乡环境能源公司已建成运行污泥炭化处理示范工程,湖北和远新能源科技有限公司已动工建设利用复合酶-OSA污泥减量技术和太阳能-热泵污泥干化技术处理市政脱水污泥工程。

1.5污泥处理处置存在的主要问题

由于历史与体制的原因,我国排水行业历来“重水轻泥”,武汉市也不例外,近几年来武汉市城市基础设施建设主要以污水处理厂为主,而污泥作为污水处理的产物并没有受到足够的重视,主要是因为以前污泥量较小,对环境的危害程度没有现在严重。随着污水厂大规模建设并相继投产运营,污泥的产量急剧增加,目前全市的污泥量接近730t/d,污泥的处理处置问题凸显出来,亟需解决污泥出路问题。

目前武汉市污水厂污泥未考虑污泥干化等常规处理设施,仅采用浓缩、脱水等处理,处理效率偏低,污泥含水率普遍高达80%,运往垃圾场填埋后,由于污泥细小,可能造成垃圾场渗滤收集系统的堵塞,同时如此大量的剩余污泥进入垃圾场,势必会影响垃圾场的正常运行,降低垃圾场的处理能力,缩短垃圾填埋场的使用寿命。目前武汉市垃圾填埋场已不接纳此类污泥。同时这些污泥含水率高,呈糊状,给储存、处理、运输等环节带来极大困难,造成现有污水污泥出路不畅。因此未来应根据污泥现状泥质的特性,寻找合适的污泥处理处置方式。

同时,武汉市目前没有专门的污泥处置设施,现有污泥的外运填埋如处理不当,将不可避免地造成二次污染。污泥处理处置的失效不仅是污水处理厂全部功能实现的问题,而且作为城市水资源与水环境的结点其整体功能也将随之失效,污泥对地表水和地下水的污染甚至会造成更为严重的环境灾害。

2武汉市污泥处理处置面临的基本形势

2.1污水处理厂污泥处理处置的紧迫形势

截至2010年年底,武汉市已建成16座城镇集中式污水处理厂,日产污泥(80%含水率)约730t,按武汉市污水处理厂的建设速度和规划规模,污泥产量在相应的规划期内还将处于高速增长阶段。依据《武汉市主城区污水收集与处理专项规划(2010~2020)》,主城区污水厂规划处理总规模将达到369万m3/d。另外都市发展区污水厂规划处理规模为244.5万m3/d,远城区(不在都市发展区范围内,仅前川和邾城)污水厂规划处理规模为20万m3/d。根据环保部及规划部门对水环境保护的要求日益提高,大部分污水厂的尾水排放标准将由原来的GB18918-2002一级B标准提高至一级A标准[2],因此污水厂污泥量远期将大大增加。通过污泥量预测,至规划远期,武汉市各污水厂的干污泥总量约894.8t/d,如果按处理到含水率80%的要求,则运出厂外的污泥总量约2986t/d;如果按环保部“十一五”期间对污泥减量化的要求,污泥含水率不得大于50%运出厂外[3],则运出厂外的污泥总量约1194t/d。

因此,武汉市现有已建及在建污泥处理处置设施总规模还远不能满足污水厂正常运转和持续发展的需要。

2.2武汉市污泥处理处置面临的政策形势

2000~2010年期间,国家相关单位相继颁布了《城市污水处理及污染防治技术政策》 、《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》(建城[2009]23号)、《污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则》、《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》(环办[2010]157号)、《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》(建科[2011]34号)[3~8]。当前我国污泥处理处置事业处于初步发展阶段,这些政策体现了节能减排、资源循环利用和土地节约利用政策的要求,明确了污水处理厂污泥处理处置技术的发展方向和技术原则,对指导各地开展城镇污水处理厂污泥处理处置技术的研发和推广应用、促进工程建设和运行管理、避免污泥二次污染、保护和改善生态环境、促进节能减排和污泥资源化利用等具有重要意义。

2010年12月湖北省住房和城乡建设厅根据国家下发的有关规定制定了《关于加强全省城镇污水处理厂污泥处理处置劳动的意见》,对全省污泥处理处置设施建设、监管、投融资体系以及组织领导等提出了指导意见和明确要求,为加快推进湖北省城镇污水处理厂污泥无害化处理处置和资源化利用工作提供了政策支持[9]。

我国对污泥处理处置的认识是在近几年才逐渐展开的,存在国家层面的法律法规缺失的问题,这也导致了武汉市缺乏对城市污泥处理处置的相关规定,目前市水务局、环保局和城管局等行政主管部门对城市污泥处理处置都具有管理职能,但未能形成有效的管理机制,造成管理和监管缺位。

2.3武汉市污泥处理处置面临的资源形势

武汉市有多种可用于污泥处理处置的资源条件,如土地利用、焚烧和填埋资源,各种资源条件的优缺点分析如下。

2.3.1土地利用条件

污泥土地利用主要通过堆肥进行农用或通过无害化及稳定化处理后进行土壤改良。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地)的修复与重建,减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥又恢复了生态环境。

2.3.2农业利用消纳的资源条件

根据土地利用变更调查数据分析,到2020年,武汉市耕地保有量将不低于338000hm2(507万亩)。

可见武汉市农用地规模较大,可消纳污泥产品量大。根据《城镇污水处理厂污泥处置 农用泥质》(CJT 309-2009),施用符合标准的污泥时,一般每年每亩用量不超过7.5t(以干污泥计),连续在同一块土壤上施用不得超过10年,则仅耕地年可消纳污泥量253.5万t。不过由于污泥中含有部分重金属和其他有毒物质,且目前国内相关标准缺失,难以控制土壤中积累的重金属和其他有毒物质含量对农作物的影响,同时污泥制肥尚无产品消纳体系,堆肥产品无法保证稳定持续的消纳,且一旦不慎造成污染进入食物链,后果将十分严重难以挽回。

2.3.3绿化利用消纳的资源条件

武汉市主城区现状绿地总面积为25.17km2,规划公园绿地、生产绿地总量分别为74.04km2和5.01km2。新城组群现状绿地面积总量为22.36km2,规划公园绿地和生产绿地面积分别为74.38km2和26.03km2。

武汉市绿化用地规模较大,可消纳污泥产品量大,由于该方式污泥产品不进入食物链,在保证环境安全前提下,可有效解决污水污泥出路问题。但是此方式缺乏污泥产品施用地域、方式、数量整体的规划。

2.3.4矿区恢复消纳的资源条件

武汉市在蔡甸区、江夏区等共有7610hm2废弃砖瓦厂、矿山用地需进行土地复垦和改造。

污泥经过干化或者石灰(水泥)稳定后,不仅其含水率大大降低、病菌杀灭,其物理性能也得到较大改善,可作为部分建设场区的填方土源。但开采矿区为企业使用,需相关政策才能保证该种消纳方式使用。

2.3.5焚烧条件

考虑环保部门要求,污泥不宜采用直接焚烧方式,已避免造成环境二次污染,同时污泥的建材利用等综合处理措施需在干化前提下实施,本次焚烧条件分析以干化条件分析为基础。由于武汉市污泥热值尚不能支持自身干化需要,外来能源的补充就成为污泥干化最重要的制约因素。武汉市内现有青山热电厂、武昌电厂、关山热电厂、阳逻电厂、沌口电厂、武钢电厂、武石化电厂、晨鸣纸业自备电厂、葛化祥龙电厂、东西湖世源热电等,装机规模为425.15万kW,武汉市已建及在建垃圾焚烧厂有5座,分别为长山口、滠口、青山、新沟和锅顶山垃圾焚烧厂,现有水泥厂有阳逻亚东水泥厂,在武汉市周边100km范围内还有华新水泥黄石、大冶和赤壁等生产厂。

武汉市目前在三环线周边分布的电厂和垃圾焚烧厂较多,能源分布较广,为污泥干化提供了良好的能源条件。同时干化后产品可与煤掺烧补充能量,达到资源循环利用效果。但是这些电厂余热已开发利用,且掺烧对现有锅炉本身存在不利影响,无相关政策鼓励企业积极参与。

2.3.6卫生填埋条件

武汉市内目前共有长山口(2000t/d)、陈家冲(2100t/d)2处在运行的垃圾填埋场,尚有千子山规划垃圾填埋场待建,处理规模为1500t/d。

卫生填埋以其成本地、易实施的优点,在污泥处置中占据了重要位置,同时作为污泥处置基本和安全手段,污泥填埋场地的控制必不可少。目前由于武汉市垃圾焚烧处理设施处于大规模建设期,现有垃圾填埋场处理能力较大,可有效接纳污水污泥的填埋需求。但是考虑土地利用价值及不可再生性,土地填埋不可持续,且选址难度较大,同时若脱水污泥不符合垃圾填埋场的剪切强度要求,勉强填埋会影响填埋场的透水透气性能及覆土,缩短填埋场使用寿命。

3解决武汉市污水厂污泥处理处置现状

的基本对策3.1尽快编制完成相关专项规划

随着城市发展污水厂污泥产量显著增加,污泥处理处置已经成为政府、行业专家和公众共同关注的焦点,2008年武汉市规划研究院启动了新一轮《武汉市污水厂污泥处理处置专项规划》的编制工作,并于2010年正式开始编制,以指导污泥处理处置项目的实施。在专项规划的编制过程中,面临许多难点和意见分歧,给污泥规划方案的确定造成了诸多困难,经过多番协商和修改,目前已基本完成专项规划的编制工作,政府应尽快完成规划的审查和批复工作。

3.2确保按期建设近期成熟项目

按现状污水厂规模和在建(含已立项)污水厂规模预测污泥量,到2013年,武汉市污泥总量为干污泥342.9t/d、80%含水率的湿污泥为1714.5t/d。近期应完成在建及已立项的污水厂污泥处理处置项目,包括华新水泥龙王嘴污泥深度脱水加外运水泥厂协同处置项目(80%含水率污泥150t/d)、北京恒通陈家冲污泥堆肥项目(80%含水率污泥220t/d)、亚行三金潭污泥热干化项目(80%含水率污泥100t/d)、亚行南太子湖污泥石灰稳定项目(80%含水率污泥50t/d)和亚行落步嘴污泥热干化项目(80%含水率污泥200t/d)。建设长山口基地的污泥卫生填埋工程,规模为80%含水率污泥400t/d。完成各污水厂厂内污泥含水率控制工程,包括近期所有在建及已立项污泥处理处置项目中未明确集中处理的污水处理厂,分别为汤逊湖、豹澥、沌口、纱帽、纸坊、黄金口、蔡甸、高桥污水处理厂,总计规模80%含水率污泥167.5t/d。同时建设汉西污水处理厂污泥消化工程,规模为80%含水率污泥200t/d。这些近期工程的建设将处理86.8%的含水率80%的污水厂污泥。

3.3尽快开展相关研究

3.3.1污泥处理处置方式研究

污泥的处置方法各有利弊,也在不断发展,对于武汉市来说不宜局限于一种处置方法。污泥处理处置方式的选择应有利于污泥处理处置的全过程安全风险控制,确保污泥处理处置系统满足城市环境保护的要求;有利于污泥处理处置的市场化运营,促进污泥资源化利用;有利于污泥处理处置项目的顺利推进,确保污泥处理处置各阶段目标的实现;有利于污泥处理处置新技术的应用,探索与武汉市相适应的处理处置技术路线。

通过对武汉市污泥泥质进行分析可知,各厂污泥含水率在75%~85%,均需要经过脱水处理才能满足各种处置方式的需求;将各厂干污泥重金属含量与各项泥质指标对比可知,龙王嘴污水厂污泥相对于园林绿化用泥Cd超标,汤逊湖和南太子湖污水厂的Zn含量严重超标,沌口污水厂污泥相对于部分泥质Pb含量超标,汉西相对于部分泥质Cd含量超标;而各厂污泥干基中有机物含量均能满足园林绿化、农用以及土地改良对有机物含量的需求,只有龙王嘴和三金潭污水厂污泥干基中有机物含量满足单独焚烧对有机物的需求;另外各厂干污泥肥分(总氮+总磷+总钾)均能满足土地改良、园林绿化以及农用泥质对肥分的要求;但是各厂热值均偏小,且不能满足焚烧对干污泥中热值的需求,因此对各厂脱水污泥进行焚烧皆需要热源,利用工业余热、废热先将污泥进行干化,提高污泥的热值再进行焚烧,是经济有效的方法,干化后的污泥可送入水泥厂、热电厂焚烧。

3.3.2污泥处理处置产业政策研究

政府应制定鼓励多元化投资的政策,在争取政府划拨污泥处理处置专项资金的同时建立多元化的污泥处理处置融资渠道,广泛吸纳国内外各类资本,鼓励成立专业污泥处理处置企业,实现污泥的集约化和产业化经营;制定保障污泥产品出路的政策,对污泥资源化利用产品优先采购;采取鼓励和扶持污泥处理处置产业发展的财政、税费优惠措施,以财政补贴、税费减免等经济杠杆引导和支持企业从事污泥处理处置工作;同时对在特许期限内,因政策调整而利益受损的公司进行补偿;鼓励污泥无害化和资源化的科学研究与技术进步,优先给予“三项经费”立项与资助,用于污泥无害化处理与综合利用技术改造的贷款,政府给予贴息扶持。

3.3.3污泥处理处置监管政策研究

污泥的处理处置监管主要可以从以下3个方面来考虑。一是源头监管:污水厂是污泥产生的源头,污泥处理处置的监管是目前污水处理厂监管的重要工作之一,各污水处理运营单位必须建立污泥产期、产量、去向等详细台账,健全相关管理制度,各厂在生产报表中上报污泥量和脱水污泥含水率,以便进行核查。二是转移监管:污泥产生后要进行处理处置,则必须进行转移运输,而运输公司或运输车辆必须置于监管之下,污泥运输应采取密封措施,防止沿途抛洒,更不得随意倾倒,避免在运输过程中产生二次污染。环保的危险废弃物转移联单管理办法是个有效的办法,可以借鉴。三是处置监管:污泥的处置方式及产品最终去向必须得到监管,防止企业在盈利驱动下,会在可减少成本的环节钻空子,让污泥最终得到安全有效的处置。

3.3.4污泥处理处置资金政策研究

目前,由于污泥的偷排或不妥当的处理处置会带来环境的二次污染,同时也严重影响污水处理的效果,且污水处理费收费不到位、收费水平过低,同时污泥处置要涉及到多部门、多企业,需要建立一个完整的产业链,不是一个企业可以解决的,需要政府系统规划、组织协调其设施的建设与运行,因此政府承担了污泥处置设施投资、建设的责任。政府应从污泥处理处置费用纳入污水处理费以及污泥处理处置费用由政府列入专项资金进行管理两方面尽快开展武汉市污泥处理处置工程资金政策研究,促进污泥处理处置产业化发展。

4结语

(1)按武汉市污水处理厂的建设速度和规划规模,污泥产量在相应的规划期内还将处于高速增长阶段。现有已建及在建污泥处理处置设施总规模还远不能满足污水处理厂正常运转和持续发展的需要,污水处理厂污泥处理处置的形势紧迫。

(2)当前我国污泥处理处置事业处于初步发展阶段,国家相关政策体现了节能减排、资源循环利用和土地节约利用政策的要求,但是在国家相关法律法规缺失的情况下,武汉市缺乏相关的污泥处理处置政策和管理机制。

(3)武汉市有多种可用于污泥处理处置的资源条件,如土地利用、焚烧和填埋资源,虽各有利弊,但是总体上规模较大,可消纳量较大,分别广泛,可选择性多样,这有利于确定武汉市污水处理厂污泥处理处置方式选择、设施布局等。

(4)在武汉市污水厂污泥处理处置面临的基本形势下,为解决污泥处理处置现状存在的问题应尽快完成专项规划的编制、近期污泥项目的建设及污泥处理处置方式、产业政策、监管政策和资金政策的研究。政府应制定鼓励多元化投资的政策,对污泥资源化利用产品优先采购,采取鼓励、扶持污泥处理处置产业发展的财政、税费优惠措施,制定风险补偿和科研资助政策,保证项目公司的利益,鼓励污泥无害化和资源化科学研究技术的进步。

参考文献:

[1]武汉市规划设计研究院,武汉市城市防洪勘测设计院.武汉市主城区污水收集与处理专项规划(2010~2020)[R].武汉:武汉市规划设计研究院,武汉市城市防洪勘测设计院,2010.

[2]武汉市规划设计研究院.武汉市都市发展区污水处理厂尾水排放方案及用地控制规划[R].武汉:武汉市规划设计研究院,2011.

[3]中华人民共和国环境保护部.关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知(环保[2010]157号)[R].北京:中华人民共和国环境保护部,2010.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部,国家环保总局,中华人民共和国科学技术部.城市污水处理及污染防治技术政策[R].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,国家环保总局,中华人民共和国科学技术部,2000.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)[R].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2009.

[6]中华人民共和国环境保护部.污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则[R].北京:中华人民共和国环境保护部,2010.

[7]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家发展和改革委员会.城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)(建科[2011]34号)[R].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家发展和改革委员会,2011.

污泥处理方式范文第4篇

关键词:太阳能 污泥除湿 干化技术

0 引言

随着经济的迅速发展,城市的发展也随之加快,但其带来的环境污染问题也越来越严重,据统计,2005年中国城镇污水量超过400亿吨,2006年的污水处理率已达42.5%,2011年更是达到了70%左右,污水处理率越来越高,走向了良性循环,但是大量的污泥淤积使污泥处理成了一个难题。为了降低成本,就需对污泥进行干燥除湿,将污泥中的液态水分变成蒸汽蒸发到空气中去,此时就需要一定的蒸发驱动力来克服水分的结合力。目前主要应用的干化方式有两种方式:第一是传统热能污泥干化,第二是太阳能污泥干化。而常规的污泥干燥机使用蒸汽,大量电热或化石燃料所提供的高耗能,低效率热源,而太阳能以其独有的可再生性,清洁无污染和无需运输的特点,具有一定的经济和社会效应。太阳能干化技术在欧洲国家已经较为成熟,而在我国利用太阳能干燥除湿也已列入科技攻关计划,国家的重视和投入使该项技术得到迅速的发展。

1 太阳能污泥除湿干燥的原理和运用

1.1 原理 太阳辐射的能量在污泥表面大量地被吸收,这样使污泥内部相比较于污泥外温度大,同时污泥和周围环境空气之间的水蒸发能力差也会变大,由于温差太大,空气中的水分需尽快从温室释放,这样来保证与空气相反方向的水蒸发能力不会太快上升。以水雾等形式排出室外,单位时间内向室外排出的水分与季节有关。在春夏秋季节水分随空气排出的量约占全年总排量的70%,冬季排出水分仅占总量的30%。据相关组织调查,太阳能可自然干化污泥的量最多可达90%DS。德国的统计数据显示,仅在太阳能干化的情况下,水蒸发能力平均每年大约为800kg/m。

1.2 运用 太阳能的污泥干燥除湿是污泥处理工艺的一种新型方法,目的有以下几点:第一是缩减污泥的固有体积,以便于更加方便处理和运输;第二是为了节约各项成本;第三则是改善污泥的组织成分,这样可以使其达到卫生方便处理的目的。但是它的主要目的不是对污泥进行最终的处理,而是通过太阳能的干燥除湿,使污泥干化后可以进行再利用。除此之外,这种方法的适用性很强,可与各种传统工艺相结合,为这些传统工艺节省大量的热能。进行干化处理后产生的干化颗粒,它的热值与褐煤的热量差不多,如果用普通处理方法,必须消耗大量化石燃料,所需要的单位能耗为800-1200kw/t蒸发水;然而采用太阳能装置对污泥进行干化处理,能耗可降低至20-30kw/t蒸发水,这样大大降低了成本。

2 传统工艺与太阳能工艺比较

传统的一些方式不利于环境的保护,而近几年主流的方式是热干化,主要是利用设备对污泥进行干燥除湿。按照污泥与热介质的接触方式进行分类,干燥除湿设备可分为直接干化型、间接干化型和联合式干化型等工艺类型。其中采用直接加热污泥进行干燥除湿的欧洲具有代表性的污泥干化厂是英国的Bransands(可蒸发水量为7×5000kg/h);采用间接加热对污泥进行干燥除湿的厂是西班牙的巴塞罗那(可蒸发水量为4×5000kg/h)。

太阳能污泥干化工艺是指把太阳能作为能源对污泥进行干燥除湿。此类方法可以利用传统的温室干燥技术与当代的自动化技术相结合,将其应用于污泥处理领域,因为太阳能这种能源资源丰富,是一种易获得的能源,污泥的产量不断增加,又由于相关环境卫生组织的处理污泥政策使传统的污泥处理方法受到了制约,比如说填埋、农用等传统的方式。因此,此种技术被进一步推广和运用,比如说威立雅和得利满等水处理公司都相继开发了自身的专利技术Solia工艺和Helantis工艺。

相比较于传统的污泥处理工艺来说,太阳能污泥工艺处理有以下优点:①资源丰富,获取成本低。②效果好,处理后的污泥体积可减少5倍左右。③系统稳定,灰尘产量少。④设备操作简单,维护方便,寿命长。⑤可对污泥进行再利用,利于保护环境。

3 欧洲实用的太阳能污泥干化处理工艺和设备

3.1 工艺 ①表面干化:通过对污泥的翻动来不断更换污泥的表面,不断蒸发表层水分,同时将湿气通过通风系统排出。②好氧干化:不断对污泥进行翻动和通风,以至于使污泥在有氧条件下进行稳定化处理,避免在厌氧条件下产生臭味。

3.2 设备 ①翻泥设备:a廊道式翻泥机,常用于堆肥场,自动化程度高,不需要操作人员。b跨越式翻泥机,由农用拖拉机和翻泥机组成,需现场操作人员,适合用于大面积操作。②通风设备:a排风机:通过排风通道排出温室中的潮湿空气,同时吸进外界没有饱和的干空气。b分层扇:通过分层扇设备可以使得温室内的气体在垂直方向上均匀分布。③温室管理:a为了更好地大面积有效处理,污泥的放置方式可分为平铺和三角形堆放。b输入污泥的方式分成分组式和连续式。④对不良性有害气味的控制方式:第一种是开放式:环境空旷,气体扩散比较快,但是需要考虑污泥的类型和大气污染物的排放标准问题。第二则是密闭式:收集从温室内排出的气体,根据污泥的类型,然后对气体合理处理。

4 太阳能除湿干燥的缺点与目前的解决办法

4.1 缺点 ①占地面积大。②受天气和季节影响大。③除湿的效率比较低。

4.2 可用技术 ①太阳能与热泵结合污泥干化技术。(图1)。多层的立体构造,使所需的土地面积大大减少,更好的通风效果,使污泥的干化速度得到提升。耗能小,成本低,蒸发一吨水所需的电量仅为每小时70千瓦左右,为国家节省了大量的化石燃料,有利于保护环境。干化后的污泥体积变为原来的20%-30%,效果比较好。②太阳能真空集热管。随着现代透光材料与气体流的研究,能够有效提高集热效率,使污泥干燥除湿的整体效率得到提高(图2)。

5 结语

虽然太阳能污泥干燥除湿可以节省成本,有许多优点,但是有占地面积大、效果也不是很稳定等缺点。因此太阳能污泥干燥除湿技术还是无法取代传统的热干化技术,除非进一步提高集热管的集热效率或利用一些辅助能源来提高太阳能的热利用率和干燥能力。在国内,利用太阳能进行污泥除湿干燥的实例几乎没有,因为在国内,城市污水处理厂规模都比较大,而太阳能污泥除湿的效率比较低,无法满足国内污泥处理量的需求。但是这种污泥处理方法对于一些小型工业区或者小城镇的中小型污水处理厂,在可用地面面积能够达到标准的情况下,这种工艺是非常有效的,它有助于大量减少处理的成本,有很好的经济和社会效应。

参考文献:

[1]顾忠明,杨殿海.太阳能污泥干化在欧洲的应用[J].四川环境报.201027(6).

[2]王明根,方跃飞,袁福平,张壁光.利用太阳能和高温热泵的城市污泥热干化系统技术研究[J].干燥技术与设备,2007(06).

污泥处理方式范文第5篇

关键词:污水处理厂污泥 实用 有收益 最终处置方法

1 我国污水处理厂的状况——面临着生存危机

污水处理厂花开各处,结果几枚?目前已建成的污水处理厂很多不能正常运转,要不时开时停,要不只开部分生产线,有的干脆全停了,根本达不到设计能力。县级污水处理厂更为突出,花了几千万甚至上亿元资金的项目闲置比比皆是。结果是没建成污水处理厂的时候,污水遍地流;有了污水处理厂污水集中流。

现在国内不少的污水厂面临着生存的危机,影响污水处理厂生存的因素有以下几个:

1.1 缺乏资金

建厂钱缺,运营依然缺钱。钱缺的原因,一是污水处理费标准偏低,污水处理厂正常运营靠收取污水处理费,而收费标准偏低,即使足额收取也无法负担运营成本。

1.2 污泥没有出路

城市遭遇污泥之困,国内城市污水处理厂的污泥没有出路:污水处理厂污泥出路几乎都是一个很棘手的问题,都没有很好的解决办法,可以说城市已经遭遇污泥之困。

随着我国社会经济和城市化的发展,城市污水的产生及其数量在不断增长。据不完全统计,我国城市日污水排放量己达133.7亿吨。污水经过处理后,其体积的0.5%~1%将转化为固态的凝聚体沉降下来,这就是通常所说的污泥。据估算,目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量(干重)大约为900万吨,占我国总固体废弃物的3.2%,而且年增长率大于10%。

污泥的成分很复杂,是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体,除含有大量的水分外(可高达80%以上),还含有难降解的有机物、重金属和盐类,以及病原微生物和寄生虫卵等。大量的未经处理的污泥任意堆放和排放对环境造成了新的污染,特别是在我国城市化水平较高的几个城市与地区,污泥处理处置问题已经十分突出。

1.3 如何安全有效地处理污泥,成为我国城市污水处理厂生存必须迈过的“坎”。

请看:

大连市:

大连市最终将建有15座污水处理厂,目前已建成6座污水处理厂,待其余9座污水处理厂建成后,日处理污水近100万m3,产含水80%左右的污泥1000m3,这1000m3又臭又粘含水80%左右的污泥最终往那里去?

大连城市污泥处理处置的现状及存在的问题与国内其他污水处理厂的现状及存在的问题几乎一样,大同小异。以大连开发区为例,开发区污水处理一、二厂的污泥从建厂以来一直都是用汽车送到附近的农村做肥料用。这样做存在以下问题:

①往农村送受季节限制很大,春末到秋末之间田地里长满了农作物,没有空闲地,农村难以接收污泥。

②脱水后的污泥呈胶质状且散发浓烈的臭气,运输途中,撒漏在所难免,对沿途环境影响很大。

③往农村送运距越来越远,运费越来越多。

④农村需要污泥的地点一般道路都不太好,大型汽车往那里送不安全,汽车磨损大,汽车维修费用高。

⑤污泥含水率高达85%左右,既不利于施肥作业,又不便于贮存保管;而且拉去一车污泥,固化物不足五分之一,其余全是水,对运力是很大的浪费。

⑥未经无害化、稳定化等工艺处理的污泥会对农田、农作物及周围环境造成严重的污染。

大连市其他污水处理厂的污泥都到哪里去了呢?

北京市:

像北京这样的大城市,到2008年时城区日污水排放量高达200多万吨,在污水处理率达到100%的时候,每天会产生2000多吨污泥,每年会产生80多万吨左右的城市污泥。形象地说,北京每天产生的污泥要用200辆次的10吨大卡车,才能运出城外。这些污泥如果按1米的高度堆放,占地面积需要1200亩。因此,北京市年80万吨城市污泥的无害化处置和合理利用,是一个迫在眉睫的问题。

上海市:

上海市城市污泥处置现状及存在问题。上海市1997年排放的污水量约为578×104 m3/d,其中经20余家城市污水处理厂处理的污水量约为60×104 m3/d,年产生污泥量约为120×104 t(含水率约为97.5%)。为了改善城市水环境,上海市拟新建石洞口、竹园、白龙港、新和等污水排放系统和大型污水处理厂。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提高管理水平的重要方面。

污泥经适当浓缩后运至市郊或邻近省份农村作农肥,是上海城市污水处理厂一般采用的污泥处置方法。由于运行经费、设备等问题,20余家污水厂中仅南桥污水厂的污泥消化运行正常。

天津市:

天津市是我国四大直辖市之一,是北方重要的工商业城市和内外经济贸易中心。近十多年来先后建成两座大型城市污水处理厂(纪庄子、东郊),日处理规模达66万m3污水,几乎将市区1/2城市污水净化处理,但是,在城市污水处理过程中必然会产生大量的污水污泥,它容量大,不稳定,易腐败,有恶臭,如不加以妥善处理和处置,将造成堆放和排放区周围环境严重的二次污染,更有甚者,将污水污泥任意施于农业,导致农作物污染,土壤受到不可逆转的中毒受害。

重庆市:

浊水虽清 污泥却还在。

2001年,国家就做出了三峡库区及其上游水污染防治规划,要求重庆市三峡库区几乎所有的区县至少建一座污水处理厂和垃圾处理场。目前,三峡库区、主城区和影响区共有24座污水处理厂投入运行,在这些污水处理厂产生的污泥,基本是通过机械脱水后送到垃圾处理场填埋或者少量利用,多数没有得到消化处理。一般情况下,每处理1万立方米污水产生污泥15~20吨,按目前库区18座污水处理厂设计能力80%的处理量估算,一年产生污泥10万吨以上。两年之内,重庆主城区、各区(县、市)和部分镇将建设投运污水处理厂80余座,总规模达到每日220万立方米,按80%的处理量估算,日产生污泥2640吨。当第二批污水处理厂投入运行后,每年产生污泥达到100万吨。”

武汉市:

在武汉城市污水处理率日益提高的同时,污水处理厂每天产生的污泥也在急剧增加。

3年内,该市污水处理厂将增至13座。初步预计,每天的污泥量将从现有基础上增至825吨,大大超过该市垃圾填埋能力。如果不科学处理,将给土壤、水体和大气带来二次污染。

深圳市:

污泥就像没娘的孩子。

对于河流污染问题,深圳市在过去几年里给予了前所未有的重视和投入,据不完全统计,从2001年至今,深圳投入到水环境整治的费用就有近百亿之巨。随着一批污水处理厂、人工湿地的陆续建成并投入使用以及配套管网建设的推进,深圳治河工作开始有了令人期待的前景。但是,一个在过去规划中没有得到重视的问题—“污泥去处问题”,开始困扰深圳的治河工作。记者随后对污泥排放进行了深入的调查,结果发现,污泥无处可去是导致偷排的重要客观原因,这个情况在深圳各区均普遍存在且矛盾日益突出。

2 我国污水处理厂污泥处理处置的现状与存在的问题

城市污水处理厂成为污染大户!这是一个让大家接受起来有些困难的事实。在很多人包括一些领导看来,一个城市只要设立了污水处理厂,这个城市的供水环保问题就得到了解决。而事实是,城市污水处理厂在污水处理的过程中必然产生污泥。而且随着城市污水处理率的不断提高,污泥的产量同样在不断增大。目前全国每年污泥产生总量达900万吨。

目前,我国城市污泥处理处置主要方法中,污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31%、其它处置约占10.5%、没有处置的约占13.7%,这些所谓的“处理”和“处置”基本上都是在特定的条件下估算的,严格来说以上数字将会有很大变化。据统计,我国用于污泥处理处置的投资约占污水处理厂总投资的20~50%,可以看出,污泥处理处置处于严重滞后状态。

污泥处理处置问题已经在大城市中显现出来。早期的污水处理厂,由于没有严格的污泥排放监管,普遍将污水和污泥处理单元剥离开来,为了追求简单的污水处理率,尽可能地简化、甚至忽略了污泥处理处置单元;有的还为了节省运行费用将已建成的污泥处理设施长期闲置,甚至将未做任何处理的湿污泥随意外运,简单填埋或直接农用,致使许多大城市出现了污泥围城的现象并已开始向中小城市蔓延,给生态环境带来了极不安全的隐患。

3 污泥处理处置的重要性和污泥处理的方法及优缺点分析

3.1 污泥处理处置的重要性

污水处理和污泥处理处置是解决城市水污染问题同等重要又紧密关联的两个系统

污泥处理处置是污水处理得以最终实施的保障,在经济发达国家,污泥处理处置是极其重要的环节,其投资约占污水处理厂总投资的50~70%。

污泥处理方法大体有填海、填埋、焚烧和土地利用。其中填海由于出现了严重的污染问题,已经被国际海洋法所禁止,各国都基本上废止。余下的几种处置方式各有优劣。从技术难度比较,填埋的技术难度最低,其次是土地利用,难度最高的是焚烧。从投资成本来看,焚烧的投入成本最高,其次是填埋,土地利用成本最低。而从环境风险来比较,焚烧和填埋分别存在尾气和地下水污染的风险,而土地利用的风险也需要控制。

各国都把污泥处理处置作为污水处理系统的非常重要的环节,给予巨大投入,使污染治理能划上一个完整的句号,这是成熟的污水处理思路;二是不同国家和地区因地制宜地采取了适合各自国情的污泥处理处置技术路线。

3.2 几种污泥处理的方法及优缺点分析

①污泥的卫生填埋

污泥卫生填埋始于20世纪60年代,是一项比较成熟的污泥处置技术。污泥既可单独填埋也可与生活垃圾和工业废物一起填埋。这种处置方法简单、易行、成本低,污泥又不需要高度脱水,适应性强。填埋场一般为废弃的矿坑或天然的低洼地。但是污泥填埋也存在一些问题,尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体,如果填埋场选址或运行不当,这种液体就会进入地下水层,污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷,若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。另外,适合污泥填埋的场所也因城市污泥的大量产出而越来越有限,这也限制了该法的进一步发展。

②污泥的直接土地利用

污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点,被认为是最有发展潜力的一种处置方式,这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。科学合理的土地利用,可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地)的修复与重建,减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥又恢复了生态环境。污泥农用正在成为世界各国主要的污泥处置方式,污泥农用的比例很大程度上取决于各国政府有关的法律、法规和污染控制情况,同时也与国家的领土的大小和农业发展情况有关。如英、美、法等许多国家城市污泥的农用率可达70%,有的高达80%以上。

湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍,没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难,而且在能耗上也是极不经济的。

以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可最大限度地减少污泥体积;但是其缺点在于处理设施投资大,处理费用高。

④泥的低温热解处理

污泥热化学处理因其无害化和减量化彻底,地位已逐渐增强。但传统的热化学处理(焚烧法)通常需加入辅助燃料,费用较高。城市污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术。它通过在催化剂作用下无氧加热干燥污泥至一定温度(

⑤小结

从发达国家污泥处理处置的发展趋势分析,今后污泥处理处置的方向将会是土地利用和热能利用,污泥填埋的比例将大幅度降低。污泥土地利用将会向更安全、更经济的利用方向发展;污泥焚烧和热能利用将是污泥处理处置的发展方向之一,今后焚烧的比例将会进一步增加。另外,随着科学技术的发展,一些新的污泥处理处置技术(如污泥的低温热处理技术等)也在研究和试验中,该技术的应用前景十分看好。

可以看出,经济发达国家污泥处理处置技术的发展经历是卫生填埋、土地利用、焚烧(热能利用),并正向低温热解等高技术含量的处理方法发展,目前应用得最普遍和最成熟的处理处置方式是土地利用和焚烧。无论是传统的处理处置方法,还是新的处理处置方法,污泥的热干化处理技术皆因其操作灵活,可根据污泥的最终处置需求来调节干污泥的含固率等特点,愈来愈受到人们的重视,正发挥着越来越重要的作用。

4 污泥干燥制造有机复混肥:污泥不是没有用处的废物

4.1 我国城市污泥处理处置技术的发展趋势

污泥的处理处置及其无害化,作为再生资源有效利用是世界各国共同重视的问题。一种有效的污泥处理处置方法,应当兼顾到环境生态效益、社会效益和经济效益的均衡。从长远观点来看,并结合发达国家污泥处理处置的实际经验,对于我们这样一个农业大国,经济基础较为薄弱,应将污泥制成污泥复混肥料或污泥生物复混肥料,用于农田、植树造林、园林绿化以及垦荒地、贫瘠地等作为主要的有效利用途径。

在传统的污泥处理处置技术系统中,城市污泥皆因其体积庞大(含水率太高所致)、性质复杂而难以处理。例如,污泥的土地利用或因浓缩、脱水后污泥含水率太高,造成运输困难,运输量大,或因脱水泥饼分散困难而需借助机械设备支持田间操作,使该技术在实际应用中存在较多的困难;填埋则因脱水泥饼含水率较高(一般为70%~85%),土力学性质差,需混入大量泥土,从而导致土地的容积利用系数明显降低;污泥堆肥化处理也因含水率太高需混入大量的调理剂和疏松剂;脱水泥饼直接焚烧,也因其含固率低,不能维持过程的自持进行,需加入辅助燃料,使处理成本明显增加,难以承受。

4.2 污泥的干燥处理

综合分析上述污泥处理处置技术系统在实际应用中所遇到的困难,不难看出污泥的含水率是关键的影响因素。因此,降低污泥含水率是解决目前在污泥处理中所遇到问题的关键。国内外应用实践表明,经传统的浓缩和脱水工艺处理后,污泥大含水率不可能达到60%以下,经济的机械脱水泥饼含水率为70~85%左右。要达到对污泥的深度脱水,必须对污泥进行干燥处理,污泥进行干燥处理有自然干燥和利用热源进行干燥。

4.2.1 自然干燥

污泥的自然干燥是把污泥放到一块场地上利用太阳能进行干燥,这种办法的优缺点如下:

优点:节能,干燥成本低。

缺点:占地面积大;臭味很大;干燥时间很长;受天气的影响很大,雨季和下雪天不可能干燥,空气湿度大干燥也不能进行。污泥干燥了很长时间,一场雨来了干燥好的泥就全部泡汤。

4.2.2 利用热源进行干燥

污泥的热干燥是应用人工热源以工业化设备对污泥进行深度脱水的处理方法,尽管污泥干燥的直接结果是污泥含水率的下降(脱水),但与机械脱水相比,其应用目的与效果均有很大的不同。污泥机械脱水(也包括污泥浓缩),其应用的目的以减少污泥处理的体积为主(污泥浓缩和机械脱水通常均可使污泥体积减少4倍左右),但脱水污泥饼除了含水率和相关的物理性质,如流动性与原状污泥有差异外,其化学、生物等方面性质并不因脱水而产生变化。污泥干燥则由于提高水分蒸发强度的要求,使用人工热源,其操作温度(对污泥颗粒而言)通常大于100℃,干燥对污泥的处理效应,不仅是深度脱水,还具有热处理的效应;加之,污泥干燥处理的产物,其含水率可控制在20%以下,即达到抑制污泥中的微生物活动的水平,因此污泥干燥处理可同时改变污泥的物理、化学和生物特性。具体而言,污泥干燥操作的温度效应可以杀灭污泥中的寄生虫卵、致病菌、病毒等病原生物和其他非病原生物。与干燥后污泥的低含水条件相配合,污泥干燥可使污泥达到较彻底的卫生学无害化水平,同时干燥污泥还具有相当高水平的“表观”生物稳定性(干燥污泥如磨细后,重新加水浆化,再接种以微生物,则其生物稳定性特征会失去,故称其为“表观”)。另外,干燥污泥的低含水率,使其重要的热化学特性;低位发热量大为上升(含水率20%的干燥城市污水厂生污泥,其低位发热量约为17MJ/KG,为标准煤的60%左右),不仅可能达到自持燃烧的水平,甚至可作为矿物燃料的替代物使用(污泥衍生燃料)。

由于污泥干燥所具有的这种改变污泥物性的能力,以及操作灵活,可根据污泥的最终处置需求来调节干污泥的含固率等特点,污泥干燥不仅可在污泥焚烧和热化学转化等工艺体系中作为预处理技术单元应用;也可以通过直接将干燥污泥产物出售给农业部门当肥料或土壤改良剂,或出售给建材制造等工业部门当辅助燃料,而独立完成污泥处理的管理功能,成为相对独立的处理技术过程。目前,污泥干燥后制农业肥料和污泥预干燥焚烧已成为有一定应用面的污泥处理技术过程。污泥干燥由于具备彻底的无害化和显著的减量化效果,可以预计,污泥热干燥技术将会在我国城市污泥处理处置及资源化利用中发挥越来越重要的作用。

转贴于 5 大连开发区污水处理厂对污泥干燥处置的研究情况

为了彻底解决城市污泥的负面影响,大连开发区水质净化一厂广泛收集、了解了国内外各种成功的污泥处理处置技术和设备运行情况,经过综合分析和反复论证,发现了直接热干燥技术在我国城市污泥的处理处置中有着良好的应用前景,污泥热干燥技术的优点正逐步显现出来:

①污泥显著减容,体积可减少4~5倍;

②形成颗粒状稳定产品,污泥性状大大改善;

③产品无臭且无病原体,减轻了污泥的负面效应,使处理后的污泥更易被接受;

④产品具有多种用途,如作肥料、土壤改良剂、替代能源(焚烧)等;

⑤系统运行稳定,可操作性好,不受地域、环境、时间的限制;

⑥工艺流程简单可靠,占地面积小,可实行自动化控制,实现工业化连续生产。

为此,大连开发区水质净化一厂在国内率先进行了污泥热干燥的生产试验,采用的是干燥固体高湿废弃物的干燥工艺。在广泛收集国内外各种干燥技术和设备的基础上,该厂于98年初开始投资65万元,进行了污泥干燥设备技术的试验工作,98年5月20日开始试车试运行,先后克服了不能进料,进料后粘壁、产量低、操作难、人员占用多,耗能大,经常停机等诸多困难。经一年的反复试验,多次改进,终于在1999年5月13日彻底攻下了污泥干燥的技术难题,试车成功。

该污泥干燥技术设备在我厂顺利稳定运行,使每天约50吨含水85%左右的富含磷等的污泥,经干燥后变成了很好的有机肥,解决了从建厂以来困扰该厂的大难题。

这一套污泥干燥处理系统,当时在全国处于领先地位;在全国污水处理行业产生了很大的影响。为此曾在大连开发区举行过由建设部召开的全国污泥干燥处理技术研讨会议进行推广。

该厂的WGN—3型滚筒式污泥干燥机和RSL—180型燃煤卧式燃烧炉型污泥干燥机,具有极强的适用性,不论是活性污泥,还是生污泥,只要经过普通机械脱水,既使含固率只有13%,也无须与干污泥混合,就可直接进行干燥,省掉干污泥返流输送和混合设备。这样一来,不仅简化了设备组成而节省了投资,还减少了占地面积。

该厂WGN—3型滚筒式污泥干燥机,每小时可生产300公斤含水20%的干污泥。

WGN—3型滚筒式污泥干燥机具有以下特点:

结构简单、造价低(国外污泥干燥设备要几百万至一千万人民币),操作容易(每班只要二名临时工即可)。运行稳定,成本低,对脱水后的污泥含水率要求不严(最高达87%也可顺利干燥,国外设备要求含水必须达到60%以下才能进行干燥)。整套污泥干燥系统投资省(大连开发区污水处理一厂只投资60多万元就建成整个污泥干燥车间并顺利运行)。

用WGN—3型滚筒式污泥干燥机干燥污泥既能全部杀死其中含有的各种病害菌及虫和卵,又可保留其中的肥效[大连开发区污水处理一厂干燥后的污泥含氮5.18%,含磷(以P2O5计)9.39%,含钾(以K2O计)1.6%,有机质68.6%,水份<20%],可以做为一种很好的复混有机肥,并便于运输、堆放、贮存。

但是,由于种种原因,污泥的热干燥至今未能形成规模化生产。主要原因是干燥工艺不适合城市污泥的干燥处理以及污泥的初始含水率太高,导致污泥的干燥成本很高。

大连开发区水质净化一厂在污泥的综合利用研究中,对城市污泥的理化性质及其干燥特性进行了深入的研究,对现有的干燥工艺及存在的问题进行了详细的分析,并结合国外污泥热干燥的成功经验,在现有干燥工艺的基础上,经多次试验和改进,研究设计了一种适用于城市污泥干燥处理的二级串联热对流干燥工艺,能进一步降低了污泥的干燥能耗,提高了干燥后污泥颗粒的品质。

5.1 原有的干燥设备工艺及存在的问题

通过近半年的生产实践,发现干燥设备工艺存在一些无法克服的缺点。主要表现在以下几个方面:

5.1.1 因污泥干燥需要的时间较长,加上污泥在干燥过程中板结而成坚韧的颗粒,要保证颗粒内部水分达到要求,必须提高干燥机后半部的干燥推动力(提高尾气的排风温度和降低尾气的相对湿度)。增加了设备的运行成本;

5.1.2 污泥在机内的干燥时间很长,平均15~20min左右,导致污泥颗粒之间的停留时间差异较大,出料含水率不均匀,混有少量湿颗粒。约占总量的5%;

5.1.3 出料温度偏高。一般在90℃~100℃之间,不利于贮存和后面的处理,而且尾气中产生不必要的高气味负荷;

5.1.4 出料干燥程度里外不均匀,湿度梯度大,有些颗粒较大的产品甚至出现外焦内湿的情况,影响产品品质。

可以发现:在实际生产过程中,影响干污泥产品品质的主要原因是污泥颗粒之间的停留时间差异和尺寸差异较大;造成设备运行成本偏高的主要原因是干燥机后半部的干燥推动力较大,若降低干燥机后半部的干燥推动力,提高后半部热空气中水气的分压,则设备的干燥能力下降,造成干污泥产品的单位能耗反而增加。WGN—3型滚筒式污泥干燥机很好地解决了污泥在高水分时的干燥问题,但对污泥在低水分时的干燥则显得力不从心。起初,我们曾对设备内部结构进行了多次改造,虽然干污泥产品品质有所提高,但干污泥产品的单位能耗没有明显降低。可见,传统的干燥固体高湿废弃物的干燥工艺不适合城市污泥的干燥处理。

5.2 二级串联热对流干燥工艺的设计思想

5.2.1 生产设备的组成及特点

5.2.2 主要的生产设备有:

1-WGN—3型滚筒式污泥干燥机 2-QGS—3型强力粉碎干燥机 3-RSL—180型燃煤卧式燃烧炉 4-RSL—80型燃煤卧式燃烧炉

5.2.3 干燥设备的选用

一级干燥设备选用适合用高温介质烘干高湿、高粘物料的WGN—3型滚筒式污泥干燥机。解决污泥在高水分时的干燥问题,促进湿污泥颗粒化,结构化。

二级干燥设备选用具有强力破碎、干燥、分级功能于一体的QGS—3型强力粉碎干燥机。解决污泥降速干燥阶段的干燥问题,强化污泥降速干燥阶段的进程。

5.2.4 热源的选用

污泥的干燥成本与所选用的燃料类型关系较大。为了降低干燥成本,国内一般采用由固体燃料煤燃烧得到的高温烟气作为热源。RSL型燃煤卧式燃烧炉可实行全自动恒温燃烧,高温烟气经净化后,其含尘量≤200mg/Nm3,黑烟浓度低于林格曼Ⅰ级。完全符合国家排放标准。对有消化设施的污水处理厂,可充分利用污泥消化处理中产生的沼气为热源,以降低污泥的干燥成本。对有废热可以利用的污水处理厂,可将废热作为辅助热源。干燥后的尾气经旋风除尘器除尘后直接排放,很难达到排放标准,必须经进一步净化处理。以煤为燃料的干燥设备尾气污染较为严重,但对污水处理厂来说可利用处理后的再生水,选用水喷淋除尘,在除尘用水中加入碱液及吸附剂,可去除燃料燃烧过程中产生的SO2、粉尘等及在污泥干燥过程中产生的部分臭味。

5.3 主要生产设备的工作原理

5.3.1 WGN—3型滚筒式污泥干燥机的工作原理

湿污泥由喂料斗、双螺旋定量喂料器、皮带输送机和进料螺旋定量送入滚筒式污泥干燥机,被干燥机内壁上的防粘装置、抄板以及滚筒内部高速旋转的破碎装置反复撕扯、抄起、撒落、击碎。击碎的污泥撒布整个干燥空间,与在引风机作用下呈负压的高温热空气充分接触,完成传热传质过程。由于滚筒内抄板的倾角和引风机的作用,污泥由进料端向出料端缓缓移动。达到水分要求的颗粒状污泥从出料螺旋排出。少量被尾气带走的粉状物料被除尘装置回收,与出料螺旋合并排出或单独收集。

5.3.2 QGS—3型强力粉碎干燥机的工作原理

WGN—3型滚筒式污泥干燥机排出的湿污泥颗粒由喂料装置送入QGS—3型强力粉碎干燥机内即受到高速粉碎装置的粉碎,由粉碎装置下方进入的热空气同时对污泥进行干燥。污泥颗粒一面干燥,一面不断受到粉碎,其尺寸不断减少。在热空气作用下,小颗粒污泥被带向上方分级装置处,由于分级装置旋转时(转速可调)产生向下的压力和离心力,故稍大的未达水分要求的污泥颗粒被下抛到干燥段和粉碎段被继续干燥和粉碎,已干的小颗粒污泥通过分级装置由除尘器收集。干污泥颗粒的含水率可通过改变分级装置的转速调整。

5.3.3 RSL型燃煤卧式燃烧炉的工作原理

RSL型燃煤卧式燃烧炉是国际上最先进的直接利用高温烟道气的供热装置之一。它以煤为燃料,通过自动推煤机构将煤推入一次燃烧室并迅速起燃燃烧。在负压作用下,旋转型二次燃烧室将一次燃烧室的火焰和燃气吸入,并沿其壁面急速旋转进一步强化燃烧。设置在二次燃烧室中的独特高温除尘装置使大部分尘埃从烟气中分离。通过夹层配入的干净空气稀释热烟气,并使其温度控制在需要值,直接输出应用。

5.4 二级串联热对流干燥工艺的工艺流程

二级串联热对流干燥工艺的工艺流程如图3所示。湿污泥首先经双螺杆定量喂料器挤压后,由皮带输送机送入WGN—3型滚筒式污泥干燥机进行第一级高温、快速烘干,在滚筒前端防粘装置的搓揉、撕扯及后端破碎装置的反复破碎下,污泥被干燥成含水40%左右的颗粒状湿泥,然后再进入QGS—3型强力粉碎干燥机进行第二级低温破碎烘干,颗粒状湿泥在干燥腔内受到线速度达80m/s的破(粉)碎轮的强力冲击而瞬间细化,最后形成含水13%左右的小颗粒状干污泥产品。尾气经换热器换热后进入喷淋塔洗涤,达到排放要求后排入大气。

5.5 二级串联热对流干燥工艺的主要特点

① 快速干燥,直接用燃烧炉的热烟气加热污泥,热效率高;

② 燃烧炉设有二次燃烧室和烟气净化装置,输出的热烟气完全符合国家的排放标准;

③ 无论是生污泥还是消化污泥,均可直接进料,整个干燥过程自动连续运行,运行稳定,不受地域、环境、时间的限制;

④ 在双螺杆定量喂料器内部高压、高剪切力的作用下,污泥中的部分结合水游离出来,可提高污泥的干燥脱水性能,降低干燥成本;

⑤ 采用WGN—3型滚筒式污泥干燥机进行第一级高温、快速烘干,热容量系数大。在滚筒内防粘装置的搓揉、撕扯下,有利于污泥越过含水50%~60%左右的胶粘相阶段,形成含水40%左右的颗粒状湿泥。被加热的防粘环链使湿污泥两面受热,故强化了污泥的干燥进程;

⑥ 采用QGS—3型强力粉碎干燥机进行第二级低温破碎烘干,强化了污泥降速干燥阶段的进程,确保污泥颗粒不会被过分干燥,从而避免在尾气中产生不必要的高气味负荷,有利于污泥中营养成分的保留;

⑦ 污泥一级干燥后,进入二级干燥前有一段缓苏过程,有利于二级干燥的进行;二级串联干燥工艺的应用可充分发挥各自的优势,解决了污泥因粘性太大而难以烘干和干燥后因颗粒坚硬而难以粉碎的难题;

⑧ 二级串联干燥工艺的应用不仅可大大降低干燥成本,而且对污泥的灭菌、除臭更充分;

⑨ 干燥后的干污泥产品呈小颗粒状,产品品质均匀,质量好;

⑩ 两套干燥机组既相互联系,又相互独立;既可设有返料、混料工序,也可不设,全套设备工艺流程简单,可操作性强。