浅谈城市污水厂的污泥处理

(整期优先)网络出版时间:2013-04-14
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浅谈城市污水厂的污泥处理

周坚强

周坚强同济大学环境科学与工程学院200439

摘要污水排放量随着城市的不断发展也在不断的增加,污泥处理问题迫在眉睫。城市污水污泥产量巨大且污泥成分复杂,既会造成污染,又可进行综合利用。污泥中所含的有机物是有效的生物能源,干燥的污泥可产生热能,是一种低热值的燃料。若污泥处理处里不当,不仅会对环境造成二次污染,同时也是对资源的一种浪费。污泥处理处置问题已成为全球环境保护面临的主要难题。因此,污泥的处理、处置与污泥资源化相结合,将成为最好的选择。

关键词城市污水厂污泥处理处理技术

近年来,随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的逐步提高,城市生活污水的处理程度迅速提高,在污水得到净化的同时污水中的污染物质作为污泥被分离出来。污泥是污水处理厂净化污水时的副产物,含有大量难降解的有机物、重金属和盐类,以及病原微生物和寄生虫卵等。许多中小城市的污水厂在进行污泥处理过程中,所产生的污泥主要是一种由水分、胶体、无机颗粒、细菌菌体以及有机残片等成分组成的,并且是一种非均质体,污泥自身具有复杂性。如果不加处理,将造成严重的二次污染。在中小城市污水厂进行污泥处理过程中的污泥往往含有大量的有机质、钾、磷、氮等植物性的营养成分,同时还含有二噁英、多氯联苯以及大量的盐类、重金属、寄生卵、寄生虫、病原菌等很难降解的有害有毒物质。城市污水厂污泥的处理与资源化已经成为世界注目的环境问题,污泥如何处理,也是全球性的难题。城市污水厂污泥的产生量受许多因素影响.目前,全国每年污泥产生量达2300万吨,其中有80%没有得到妥善处理.因此,如何合理地处理城市污泥以及污泥的资源化利用问题显得越来越重要。

1.城市污水厂污泥处理的现状

1.1污泥处理中农用比例过大,存在一定风险

在我国,污泥土地利用的起步是比较早的,近几年,污水厂对污泥处理的技术在不断成熟,污泥产量在近些年也在大幅度提高,污泥的农用比例也在逐步上升。根据最新资料表明,在城市的污水厂中对污泥的处理农用的污泥比例还是比较大的,成为了污泥处理的主要处理方式,但是将污泥农用是有一定的隐患的,但是由于我国目前的研究水平和科研体系还不够完整,对污泥的处理中的农用可能会会对农作物有什么样的影响还不能够充分研究,也得不到确切的数据,主要就是这些数据的来源比较复杂,需要长时间的田间试验,所以造成数据的缺乏。要是没有长时间的田间试验做基础,是得不到准确的研究数据的,这样对整个体系的研究是有危害的。加上目前我国还没有出台污泥农用的一些相关规范,对农用的污泥造成的结果还是缺乏研究,污泥农用还可能造成的污染问题,这些问题很多人还没有意识到。但是据数据表明,如果污泥中的有害成分污染土壤后,短时间不会表现出来,但是时间一长会造成很大的损失的,负面效应是相当严重的。

1.2污泥填埋严重影响环境

在目前城市污水厂污泥处理中,存在着污泥填埋的问题而且表现还是十分突出。主要就是会造成土地资源的严重浪费,而且很多城市不好找到新的填埋场;其次就是会产生大量的污染物,生成大量渗沥液,污泥加重了垃圾填埋场渗沥液的污染,加重了垃圾场拒收污泥的现象;最后就是对填埋气进行资源化利用的填埋场较少,由于填埋气体会严重的污染大气,并且存在安全问题。如果建立成规模的无害化污泥单独填埋场,会造成资源的大量的耗费,投资巨大。再加上污泥填埋的后的环境管理,处理的成本等等需要进一步的考虑。

2.城市污水厂污泥的危害

城市污水厂污泥成分复杂,通常污泥具有含机物多,性质不稳定,易腐化发臭;重金属、有毒有害污染物的含量高,污水处理过程中许多有害物质富集到污泥中;含水率高,不易脱水;含较多植物营养素,有肥效;含病原菌及寄生虫卵等特性.由于污水厂污泥产量很大,若任意堆放不进行有效处理处置将对环境和人类以及动物健康造成较大的危害.

2.1污泥对水体环境的影响

目前,城市污水处理厂普遍采用活性污泥法及其各种变形工艺,进厂污水中的大部分污染物是通过生物转化为污泥去除的,因此,城市污水厂污泥中含有覆盖面很广的各类污染物质,其中包括各种重金属、微量的高毒性有机物(PCB,、AOX等)大量的各种致病微生物(致病细菌!病毒体!寄生虫卵!有害昆虫卵等),以及一般的好氧性有机物和植物养分(N、P、K)等,并且污水处理厂均有大量工业废水进人(部分企业有着自己的污水处理设备先进行预处理再排放),经过污水处理,污水中重金属离子约有50%以上转移到污泥中,这些污泥如果不进行有效处理就作为农业利用,将对地表水和地下水造成污染,严重的可导致环境污染事故

2.2污泥对土坡环境的影响

污泥中含有大量的N、P、K、ca及有机质,这些有机养分和微量元素可以明显改变土壤理化性质,增加N、P、K含量,同时可以缓慢释放许多植物所必需的微量元素,具有长效性.因此,污泥是有用的生物资源,是很好的土壤改良剂和肥料.污泥用作肥料,可以减少化肥施用量,从而降低农业成本,减少化肥对环境的污染.但是,由于污水种类繁多,性质各异,各污水处理厂的污泥在化学成分和性质上又很不相同,由许多工厂排出的污水合流而成的城市污水处理厂的污泥成分就更加复杂.在污泥中,除含有对植物有益的成分外,还可能含有盐类!酚!氰!福!铬!汞、镍、砷、硫化物等多种有害物质.当污泥施用量和有害物质含量超过土壤的净化能力时,就可能毒化土壤,危害作物生长,使农产品质量降低,甚至在农产品中的残留物超过食用卫生标准,直接影响人体健康.因此,对污泥施肥应当慎重。

3.污泥处理目标

随着海洋投弃被禁止,污泥弃置的比例正逐渐减少,同时土地填埋也受到越来越严格的限制,因为填埋需占用大量土地、耗费可观的填埋费用且不能根治污染。在今后数年里美国的大部分污泥填埋场将关闭,欧盟也将规定填埋必须和焚烧相结合,只有焚烧灰才可以被填埋。人们已认识到污泥处理的优先顺序是减容、利用、废弃,污泥减量化、稳定化、无害化处理后作为资源回用已经成为主流。因此污泥处理与处置的目标主要有以下四

个方面:减量化:减少污泥最终处置前的体积,以降低污泥处理及最终处置的费用。稳定化:通过处理使污泥稳定化,最终处置后不再产生污泥的进一步降解,从而避免产生二次污染。无害化:达到污泥的无害化与卫生化,如去除重金属或灭菌等。资源化:在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的,如产生沼气等。

4.污泥土地利用

近些年来,我国城市化的进程不断加快,我国城市污水处理率也在逐年提高。中小城市污水厂污泥的产量与日俱增,那些没有经过适当处置处理的污泥如果进入了环境中,一定会对大气、水体以及土壤带来二次污染,这样不仅仅将中小城市污水厂的污水处理系统有效处理的能力大大降低,同时还对人类活动以及生态环境造成了严重的威胁。因此,我们必须要进行污泥处理技术的研究。想要保证中小城市污水厂污泥处理技术得到很好的应用,就要求我们对污泥处理技术路线进行选择,我们必须要从收益影响比、资源产出、资源投入以及环境安全这些方面着手。与此同时,还要将经济效益、社会效益以及生态环境这三者之间平衡关系进行兼顾。不管是从经济因素出发,还是从污泥肥效利用这一因素出发,中小城市污水厂污泥处理中的污泥制肥以及土地利用已经成为了一种最适合、最适宜的污泥处理方法。中小城市污水厂污泥处理技术中的污泥制肥主要包括:营养物和污泥添加化肥混合制成的

有机复合肥;污泥与秸秆、动物粪便、粉煤灰以及树叶等调理剂合成的有机肥;污泥和中小城市的生活垃圾混合成为堆肥;污泥单独堆肥等等。

5.常用污泥处理方法

5.1污泥处理技术分析之土地利用

中小城市污水厂污泥处理技术之土地利用是指垃圾处理场覆盖土、园林绿化介质土以及农用堆肥等等。其中,笔者认为,污泥堆肥技术主要是指对污泥中微生物菌进行利用,利用其进行发酵处理,同时对混合微生物群落进行借助,对很多种有机物实行氧化分解,使它们转化成为植物最容易吸收的有机—无机复合肥或者有机肥,这一技术拥有的市场前景十分广阔。

5.2污泥处理技术分析之能源利用

污泥能源利用主要包括热解以及焚烧等等方式,所谓的污泥焚烧主要是指通过高温氧化这一方式,把中小城市污水厂污泥中所含有的有机物转变成为无机物这一过程。污泥焚烧最为明显的优势就在于其处理具有彻底性,其减容率完全可以达到百分之九十以上,并且我们还能够对污泥焚烧过程中所产生的热能进行重新利用。而污泥热解就是指在低氧或者无氧的条件下,将有机废物进行高温加热,使其裂解成为低分子的化合物,例如甲醇、焦油、氢气以及甲烷等。污泥热解可以将污泥成分中那些有用的物质转化成为液态或者气态等形式对其进行利用,液态形式的代表物是焦油,气态形式的代表物是燃气,这样做能够使这些气态或者液态的污染更低,燃烧率更高。

5.3污泥处理技术分析之卫生填埋

中小城市污水厂污泥处理技术之卫生填埋具有费用低、简单易行等特点,因此,被各地普遍采用。但是,从我国国情这一角度出发,污泥填埋仍然会是中小城市污水厂污泥处理主要的方式之一。但是,污泥填埋会产生渗滤液,从而将地下水进行污染,并且会造成无法将垃圾压实的情况。因此,笔者认为,中小城市污水厂在进行污泥填埋过程中,必须要使所填埋的污泥含水量低于百分之四十,只有满足这一条件,才能够对其进行填埋,这就要求中小城市污水厂对已经经过脱水的污泥进行干化处理,只有这样,才能够达到对污泥进行卫生填埋的标准。

5.4污泥处理技术分析之建材利用

众所周知,污泥中,除了含有大量的有机物之外,在一般情况下,还含有百分之二十到百分之三十之间的无机物,主要包括钙、铁、铝、硅等等。将污泥中所含有的部分有机物以及无机物进行充分的利用,采取烧结、造粒、燃烧、干燥等方式对其进行加工,能够使污泥得到有效的建材利用。

6.结语:尽管世界各地对污泥的处理/处置和管理措施不尽相同,但最终的目的都是使污泥经过减量、稳定和无害化处理后作为资源加以综合利用。污泥处理和利用应同时考虑环境、经济、社会三方面的因素,污泥作为一种有价值的资源,进行稳定化、无害化处理后再利用,既解决了污泥的出路问题,又开发了新的资源,满足了可持续发展的需求。

参考文献

【1】田磊,史琳,吴静,施汉昌.城市污水处理厂新资源能源综合利用系统[A].中国制冷学会2009年学术年会论文集[C],2009.

【2】王凯军.为污泥处置提供技术政策导向——《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》解读[J].建设科技,2009,(07).

【3】关于组织召开“第四届全国污泥处理处置及资源利用技术与市场创新大会”的通知[J].中国建设信息(水工业市场),2010,(04).