城市污泥環(huán)境巖土處治與應(yīng)用

1、希望給個(gè)好評(píng)，謝謝！城市污泥環(huán)境巖土處治與應(yīng)用 摘要：城市污水處理廠剩余污泥的產(chǎn)生、常用的處置方法及存在問(wèn)題，探討和分析了對(duì)土地利用、污泥制動(dòng)物飼料、污泥制燃料、污泥制建材、環(huán)保利用等資源化途徑，尋求污泥資源化的合理利用方式。1.引言進(jìn)入“十一五”以后，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)的污水處理產(chǎn)業(yè)也得到了快速發(fā)展，污水處理能力及處理率增長(zhǎng)迅速，隨之帶來(lái)了污泥產(chǎn)量的迅速增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年年底，全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理量達(dá)到280億立方米，濕污泥產(chǎn)生量突破2000萬(wàn)噸。而隨著更多的污水處理廠的投產(chǎn)，估計(jì)污泥產(chǎn)量會(huì)突破3000萬(wàn)噸。這些污泥中含有大量水分、豐富的有機(jī)物及氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，還含有重金

2、屬及病原菌等有害物質(zhì)，如果不經(jīng)合適處置即任意排放，不僅對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)也是對(duì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，因此，我們要對(duì)這些污泥用合理的方法進(jìn)行處理。2. 傳統(tǒng)污泥處置方式及存在問(wèn)題 污泥處置是指以自然或人工方式使經(jīng)處理后的污泥或污泥產(chǎn)品能夠達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定并對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)不良影響的最終污泥消納方式。傳統(tǒng)的污泥處置方式主要有填埋、投海（海洋傾倒）、焚燒。下面是各種方法的詳細(xì)內(nèi)容和利弊。2.1 衛(wèi)生填埋方式衛(wèi)生填埋污泥的衛(wèi)生填埋始于20世紀(jì)60年代，到目前為止己發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的污泥處置技術(shù)。許多發(fā)達(dá)國(guó)家都采用土地填埋的方法來(lái)處理污泥，且占有很大的比例(約40左右)。在我國(guó)，土地填埋也是主要的方法。該法的處

3、理過(guò)程非常簡(jiǎn)單，特別適于質(zhì)量較差的污泥。污泥填埋分為單獨(dú)填埋和脫水污泥與城市垃圾混合填埋。填埋并不能最終避免和消除污染，只是減緩了污染產(chǎn)生的時(shí)間而己。此外，填埋需要占用大量土地，隨著人口的增加，土地資源匾乏，可供填埋的場(chǎng)地己十分有限。因此，近年來(lái)，在發(fā)達(dá)國(guó)家污泥填埋處置所占比例越來(lái)越小。但是綜合考慮各種處置方法的成本、對(duì)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響及目前我國(guó)的實(shí)際情況，對(duì)污泥實(shí)行填埋處置可能是未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)處置污泥的主要方法。衛(wèi)生填埋的優(yōu)點(diǎn)是投資少、容量大、見(jiàn)效快。但同時(shí)，城市污泥衛(wèi)生填埋也存在許多問(wèn)題：一方面，填埋的污泥中含有各種有毒有害物質(zhì)，會(huì)通過(guò)雨水的侵蝕和滲漏作用污染地表水和地下水；另一方面

4、，污泥中含有大量有機(jī)物，在適宜的條件下會(huì)發(fā)生消化反應(yīng)產(chǎn)生污泥氣(沼氣)，一旦污泥氣的壓力釋放不出去，或遇上火種隨時(shí)都可能發(fā)生爆炸，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，建設(shè)污泥衛(wèi)生填埋場(chǎng)如同生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)一樣，地址須選擇在底基滲透系數(shù)低且地下水位不高的區(qū)域，填坑鋪設(shè)防滲性能好的材料，衛(wèi)生填埋場(chǎng)還應(yīng)配設(shè)滲濾液收集裝置和氣體導(dǎo)排設(shè)施，并對(duì)收集的滲濾液進(jìn)行處理，以防新污染的產(chǎn)生。2.2 海洋傾倒方式海洋傾倒在一些沿海國(guó)家曾采用較多，利用海洋的自凈與稀釋作用，將污泥或處理后的污泥直接傾倒于海洋中，是一種簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的處置方法。但污泥中所含的重金屬元素可能會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)行富集從而對(duì)水體、附近人類(lèi)甚至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)

5、，造成嚴(yán)重的后果。另外，污泥中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)剩還會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化而出現(xiàn)赤潮。早在1988年美國(guó)已立法禁止向海洋傾倒，1988年12月31日歐盟頒布了禁止污泥向海洋傾倒的法律。我國(guó)未明確禁止污泥海洋傾倒，但污泥排海工程實(shí)際難以滿足海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB3097-97）中相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)。2.3 焚燒處理焚燒可以將污泥中的有機(jī)質(zhì)徹底氧化，使有毒物質(zhì)徹底碳化，極大的縮小污泥的體積，污泥焚燒是污泥處理處置未來(lái)最重要的發(fā)展方向，亦是最徹底、最大程度減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化污泥處理處置技術(shù)。我國(guó)絕大部分污水處理廠出廠污泥未經(jīng)厭氧消化處理，含較高的有機(jī)物和碳?xì)浠衔?，有利于污泥焚燒。焚燒含水率小?0%

6、的脫水污泥，無(wú)需輔助燃料即可自持燃燒，生產(chǎn)熱能或發(fā)電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。目前，污泥循環(huán)流化床鍋爐焚燒技術(shù)成熟、系統(tǒng)可靠，我國(guó)污泥循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)、制造和技術(shù)控制水平接近歐美發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)水平，已有循環(huán)流化床鍋爐污泥干化焚燒應(yīng)用實(shí)例。3. 污泥資源化途徑及分析3.1 污泥制肥生態(tài)有機(jī)肥是一種很有應(yīng)用前景的無(wú)污染生物肥料，是指城市污泥經(jīng)過(guò)烘干、粉碎后加入氮、磷、鉀等植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)元素和菌粉，然后進(jìn)行混合造粒，再經(jīng)低溫干燥冷卻后，加入復(fù)合肥，提高污泥中有機(jī)廢料的含量。其肥效對(duì)植物和土壤持續(xù)生產(chǎn)力提高是綜合的。城市污泥制作農(nóng)用肥料的方法是多樣的，主要包括干燥和造粒后施肥、污泥堆肥后制

7、肥，前一種方法由于不能有效去除污泥中的有害物質(zhì)，而在應(yīng)用上受到限制，后一種方法通過(guò)眾多學(xué)者田間試驗(yàn)，表明是一種很有前景的城市污泥資源化處置方法，但重金屬離子易在土壤和植物體內(nèi)積累是限制污泥大規(guī)模土地利用的最重要因素。城市污泥制作生態(tài)有機(jī)肥的工藝，是根據(jù)城市污泥一般含有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷，污水處理廠排出的污泥含水率一般為7080，通氣性能差，堆置時(shí)易黏結(jié)成塊等特點(diǎn)制定的。生態(tài)有機(jī)肥的生產(chǎn)工藝流程一般為：污泥預(yù)處理一一次好氧發(fā)酵一二次厭氧發(fā)酵一烘干一與添加料混合一成品。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，將城市污泥作為一種肥料資源加以利用，不但減少了污染，還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。利用市污泥生產(chǎn)復(fù)合型、無(wú)

8、污染的生態(tài)有機(jī)肥料，將是生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展和環(huán)境治理建設(shè)的重要一環(huán)，也是唯一徹底解決城市污泥減害化、資源化的辦法。但是污泥的制肥處置與利用，要特別注意3個(gè)主要問(wèn)題：(1)污泥中重金屬能否造成土壤及作物二次污染；(2)污泥中病原體能否對(duì)環(huán)境造成影響；(3)氮磷等物質(zhì)濃度過(guò)高能否對(duì)地下水造成污染。3.2 污泥制磚污泥作為制造磚的原料在高溫焙燒制品時(shí)等于使得污泥的無(wú)害化，防止二次污染，且制燒結(jié)制品過(guò)程中污泥含有的一定發(fā)熱量的有機(jī)物質(zhì)又補(bǔ)充了高溫焙燒的熱量，同時(shí)降低了能源的消耗，既利于發(fā)展自身良性循環(huán)經(jīng)濟(jì)，廢棄物處理的資源化和產(chǎn)業(yè)化要求，同時(shí)也符合禁止毀田挖土制磚，節(jié)約耕田資源的原則，既滿足了大量建設(shè)用燒結(jié)

9、制品的需求，又實(shí)現(xiàn)了減少環(huán)境污染降低資源消耗的可持續(xù)發(fā)展的國(guó)策劃和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。因此，利用城市污水處理廠的排放污泥和其他原料混合來(lái)生產(chǎn)燒結(jié)建筑材料制品，一則利用并消化了大量的城市污水處理廠的排放污泥，二則污水處理廠的排放污泥中有機(jī)質(zhì)的自身燃燒產(chǎn)生的熱量補(bǔ)充高溫焙燒燒結(jié)制品的熱量，既利用了污泥自身的熱值，又可以高溫分解有毒有害及致癌物質(zhì)，完全解決了城市污泥的二次污染問(wèn)題，如加上余熱利用則效果更佳。這是目前實(shí)現(xiàn)城市污泥無(wú)害化、資源化和產(chǎn)業(yè)化的最佳途徑之一。3.3 污泥制陶粒近年來(lái)，我國(guó)還開(kāi)發(fā)了直接從脫水污泥制陶粒的燒結(jié)術(shù)，它是將粉末狀物料加熱到熔點(diǎn)以上，使一部分物料變成液相，冷卻后成為有相當(dāng)強(qiáng)

10、度的固體。同濟(jì)大學(xué)王中平、徐基斑開(kāi)展了以蘇州河底泥替代普通黏土燒制陶粒的研究，已取得初步成功，經(jīng)高溫焙燒后蘇州河底泥中的重金屬污染物被固熔于陶粒中，在普通水中浸泡1周無(wú)任何析出，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成新的污染，焙燒成品經(jīng)王水浸析后，重金屬的溶出量均有大幅下降。污泥制輕質(zhì)陶粒一般可做路基材料、混凝土骨料或者是花卉覆蓋材料使用，也可作為污水處理廠快速濾池的濾料代替常用的硅砂、無(wú)煙煤，效果良好。污泥制陶技術(shù)應(yīng)該注意和需改善的主要問(wèn)題是，當(dāng)污泥中含有大量的重金屬時(shí)要注意窯爐的煙氣治理與控制以及產(chǎn)品重金屬浸出性能的監(jiān)控。4.未來(lái)新技術(shù)的展望4.1蚯蚓處理污泥波蘭的 BnrskO 和Zambrow 利用蚯蚓有效地

11、處理廢水篩余物和污泥，得到一種無(wú)氣味、類(lèi)似腐殖質(zhì)且含有高營(yíng)養(yǎng)的蚯蚓肥料。余德等利用蚯蚓凈化處理長(zhǎng)沙污水廠的消化污泥，效果良好。經(jīng)過(guò)蚯蚓凈化處理，污泥中的Cu、Zn、Ni 含量均有明顯降低；污泥經(jīng)處理后轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)臭、疏松、高效的有機(jī)顆粒肥料，但處理污泥后的蚯蚓體內(nèi)有重金屬富集，因此不宜作為飼料以免進(jìn)入人體食物鏈。目前，在應(yīng)用蚯蚓處理城市剩余污泥方面，主要研究的是污泥碳氮比的調(diào)整，蚯蚓密度的選擇，試驗(yàn)溫度的控制，蚯蚓生物反應(yīng)器指數(shù)，蚯蚓可富集的重金屬以及污泥增減量效果等方面。在污泥碳氮比的調(diào)整上，可以通過(guò)蔬菜等有機(jī)物的堆肥，利用一定的比例加以調(diào)整，從而解決市場(chǎng)里爛菜爛葉的問(wèn)題。在重金屬富集方面，需要

12、對(duì)蚯蚓進(jìn)行前期的訓(xùn)化，找出適應(yīng)性強(qiáng)、富集能力強(qiáng)的蚯蚓作為試驗(yàn)蚯蚓，這仍需進(jìn)一步研究。由于蚯蚓具有提供飼料的作用，對(duì)它的后期處理可以得到經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。具體如何使用處理過(guò)剩余污泥的蚯蚓，目前很少有研究成果。但對(duì)那些已經(jīng)經(jīng)過(guò)處理的，重金屬含量不高的剩余污泥，用赤子愛(ài)勝蚓處理之后，富集微量重金屬的蚯蚓，在控制用量的條件下可作為生物飼料使用。處理高重金屬含量污泥的蚯蚓用途仍需進(jìn)一步的探究。蚯蚓處理剩余污泥后的蚓糞同樣具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。它可以作為生物有機(jī)肥用在農(nóng)作物、園林植株里，也可以代替部分能量飼料喂養(yǎng)禽畜。由于蚓糞的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，孔隙大，可以吸附臭氣作為除臭劑使用。隨著人們對(duì)蚯蚓的不斷了解與研究，蚯蚓的生態(tài)

13、功能與經(jīng)濟(jì)效益日趨明顯。它在處理剩余污泥方面，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生二次污染，流程簡(jiǎn)單，管理方便，造價(jià)低廉，經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，使其逐漸成為一個(gè)處理污泥的新技術(shù)，并且?guī)?dòng)一系列的相關(guān)行業(yè)，共同促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。4.2無(wú)剩余污泥的污水處理技術(shù)在努力研究污泥處置以及資源化新技術(shù)的同時(shí),我們還應(yīng)該將清潔生產(chǎn)的理念應(yīng)用到污水處理、剩余污泥處置中, 開(kāi)發(fā)新型無(wú)剩余污泥的污水處理工藝多級(jí)活性生化處理是國(guó)內(nèi)新的污水處理工藝 ,雖然也是利用傳統(tǒng)的微生物來(lái)降解污水中的污染物質(zhì),但不產(chǎn)生剩余污泥。它利用一組從空間上分隔的微生物菌群凈化水中的污染物質(zhì), 這些微生物菌群形成食物鏈, 模擬自然生態(tài)環(huán)境, 前段的微生物、自身氧化的微生

14、物及剩余微生物的殘?bào)w被后段的微生物利用,從而使整個(gè)系統(tǒng)不產(chǎn)生剩余污泥。這種處理工藝使整個(gè)污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量極大地減少甚至不產(chǎn)生剩余污泥, 從而實(shí)現(xiàn)從源頭進(jìn)行治理的“綠色生產(chǎn)”。4.結(jié)語(yǔ)污泥填埋、焚燒、土地利用以及各種資源化利用途徑的工藝路線都各有利弊,任何一種方法或技術(shù)都不能用來(lái)解決所有問(wèn)題。各地應(yīng)立足于當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,因地制宜地選擇合適的污泥處置和利用方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥安全、有效的處置,爭(zhēng)取做到化害為利,變廢為寶。由于受?chē)?guó)情和經(jīng)濟(jì)狀況所限,我國(guó)在今后一段時(shí)間內(nèi)仍將是以填埋為主,并逐步發(fā)展多元化的污泥處置利用方式。污泥消化制制肥和土地利用(農(nóng)用為主)相結(jié)合的利用方式,將成為國(guó)家污泥處理的

15、主要技術(shù)路線。鑒于污泥處置與資源化利用所涉及的各方面問(wèn)題,要想達(dá)到減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源化的目標(biāo),需要政府組織環(huán)保、農(nóng)業(yè)等相關(guān)部門(mén)加強(qiáng)污泥處置與資源化利用方面的研究,以更好地發(fā)揮其巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。參考文獻(xiàn)1. 陳 蘇，孫麗娜，孫鐵珩，晁 雷 城市污泥處理處置技術(shù)及資源化利用研究 生態(tài)科學(xué) 2006 年8 月第 25 卷第 4 期 2. 宗靜婷 丁曉倩 城市污水處理廠剩余污泥資源化途徑探討 生態(tài)經(jīng)濟(jì) 2011年 第7期 總第241期 3. 宋豐產(chǎn),張向炎3 ,張楠 城市污水處理廠污泥處置與資源化利用途徑探討 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), Jou rnal of Anhui Agri. Sci

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