污泥處理處置與資源化15s

1、2015年秋季學(xué)期課程考核（讀書、）科 目:考核污 泥 處 理 處置 與 資 源化學(xué)生所在院（系）:市 政 環(huán) 境學(xué)生所在學(xué) 科:環(huán)境 科 學(xué) 與 工程學(xué)生姓名:秦 曉 磊號(hào):1 5 S 0 2 7 0 8 8學(xué)學(xué)生類別:學(xué) 術(shù) 型考核結(jié)果閱卷人第 1頁(yè) （共頁(yè)）污泥處理處置與資源化宜采用厭氧消化土地利用的技術(shù)路線隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和的增長(zhǎng)、人們生活水平的不斷提高，城市廢水量日漸增加，城市污水集中處理是國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)。在廢水處理技術(shù)不斷發(fā)展的今天，廢水可以得到相應(yīng)的處理，但隨之產(chǎn)生的污水污泥又給人類帶來了二次污染的。在我國(guó)，污泥又名污水污泥，是指污水處理廠在凈化污水時(shí)的副產(chǎn)物，是由有機(jī)殘

2、片、細(xì)菌菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均。污泥是污水處理的必然產(chǎn)物, 其產(chǎn)生量受到污水處理量、污水來源、處理工藝、處理水平、污泥脫水程度等影響。一般而言, 隨著污水處理深度的增大污泥的產(chǎn)生量也隨之漸增。隨著污水處理設(shè)施的普及、處理量的提高和處理程度的深化,污泥的產(chǎn)生量必將有較大增長(zhǎng)。表征污泥特性的指標(biāo)有含水率和含固率、揮發(fā)性固體、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、有害物質(zhì)、脫水性能以及化學(xué)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)等。由于污泥來源于各種污水, 所以污泥中不可避免地含有各種有害物質(zhì), 如重金屬、有機(jī)污染物、病原物等, 并且污泥因?yàn)楹^多的易分解或的成分,通常會(huì)散發(fā)出難聞的氣味。城市污泥的含水率很高，含固率很低，一般污水處理廠

3、產(chǎn)生的污泥為含水量在 70% 97% 不等的固體或流體狀物質(zhì)。其中的固體成分主要由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體等組成，是一種以有機(jī)成分為主的組成復(fù)雜的混合物，其中揮發(fā)性固體越多,污泥穩(wěn)定性越差，不同種類和不同地域的污泥加熱時(shí)析出揮發(fā)分的數(shù)量差別很大，一般情況下，工業(yè)污水污泥揮發(fā)分的析出比率大于生活污水污泥的析出比率。除此之外其中還包含對(duì)農(nóng)業(yè)有潛在利用價(jià)值的有機(jī)質(zhì)、氮( N)、磷 ( P)、鉀 ( K) 和各種微量元素養(yǎng)分。城市污泥不包括工業(yè)污泥的有機(jī)質(zhì)平均含量達(dá)到 384.0g/kg，全氮 27.0g/kg、全磷 14.3g/kg 和全鉀 7.0g/kg,氮、磷、鉀總養(yǎng)分含量平均達(dá)到 4

4、8.3g/kg。但是其中也有一些有害物質(zhì)，污泥中的有害物質(zhì)是指有機(jī)物、致病微生物和重金屬類物質(zhì)，由此可見，污泥含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可將其作為肥料施于農(nóng)田，但應(yīng)該注意它對(duì)土壤的污染。目前，我國(guó)在污泥處置方法有填埋，農(nóng)用，以及污泥建材利用。國(guó)內(nèi)對(duì)污泥進(jìn)行處置最常見的方法是利用現(xiàn)有的城市生活衛(wèi)生垃圾場(chǎng)進(jìn)行填埋。它具有投資較少、容量大、見效快的特點(diǎn)。但是也有著明顯的之處：污泥中含有的有害物質(zhì)會(huì)以滲濾液和臭氣的方式污染水和大氣；隨著污水處理廠剩余污泥的大量產(chǎn)出，可供污泥填埋的填埋場(chǎng)容積會(huì)越來越有限，所以用地緊張的地方不宜使用；高昂的費(fèi)用也是制約污泥衛(wèi)生填埋的一個(gè)重要問題。污泥的衛(wèi)生填埋并不能最終避免給環(huán)

5、境帶來污染，而只是延緩了產(chǎn)生時(shí)間我國(guó)目前城市污水處理廠主要還是以衛(wèi)生填埋為主，占到了總比例的 63%。此外，法也是污泥處置的一種十分有效徹底的方法，可以使污泥實(shí)現(xiàn)最大程度的減量化。將污泥置入爐內(nèi)，在加入過量空氣的情況下，進(jìn)行完全，使有機(jī)物全部碳化，最大限度地減少了污泥體積，使污泥最終處置變得極為便利，同時(shí)產(chǎn)生的熱能可以作為能源加以利用。但是法的主要問題是投資大，設(shè)備投資高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。有機(jī)物燃燒溫度如果低于 850，會(huì)產(chǎn)生二噁英等劇毒物質(zhì)過程中產(chǎn)生的爐渣和煙氣中含有的重金屬和一些有害物質(zhì)可能會(huì)形成二次污染。而污泥建材化是指利用污泥中的無(wú)機(jī)成分與建筑材料的成分相似的原理，通過添加合適比例的高嶺土

6、、粉煤灰等物質(zhì)及必要的輔料，經(jīng)過高溫?zé)频裙に囍谱鞒山ㄖ牧隙鴮?duì)污泥再次利用。污泥可制成的建材有生態(tài)水泥、輕質(zhì)陶粒、微晶玻璃、生化板和空心磚等。污泥制建材不但實(shí)現(xiàn)了有用物質(zhì)的回收，而且制造過程的工藝技術(shù)使有害的重金屬離子被在建材中，從而使污泥對(duì)環(huán)境的影響達(dá)到最小化，但是，目前這項(xiàng)技術(shù)存在一些工藝體系不完善。污泥的土地利用是污泥處理的一種有效方式，可以充分利用剩余污泥中含有的有機(jī)物和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素和鈣、鎂、銅、鐵、鋅等微量元素，將污泥制成肥料加以利用具有能耗低、可回收利用污泥中營(yíng)養(yǎng)物的優(yōu)點(diǎn)，最常見的方法是進(jìn)行污泥堆肥，污泥經(jīng)過有效處理后作為肥料用于農(nóng)業(yè)和園林綠化，是一個(gè)很好的資源化污泥處置

7、的方法，有良好的發(fā)展前景，可以實(shí)現(xiàn)污泥利用的資源化，對(duì)環(huán)境保護(hù)和變廢為寶有積極的意義，是我國(guó)目前應(yīng)積極發(fā)展的污泥處置方向之一。目前國(guó)外污泥的主要處理方式也主要是土地填埋、土地利用和焚燒技術(shù)。國(guó)外污泥處置在不同國(guó)家和地區(qū)因地制宜地采取了適合本國(guó)國(guó)情的污泥處置路線，污泥處置的主要方式是土地利用；拉丁美洲的污泥產(chǎn)量比較少，降低了處理的迫切性，目前正在用生產(chǎn)農(nóng)業(yè)肥料的處理方法；和韓地面積較小，主要采用和熱干化技術(shù)。目前制定計(jì)劃，決定將污泥處理后，用于農(nóng)業(yè)園林綠地肥料，或者污泥后將灰分制成固體磚或其他建筑材料，同時(shí)污泥還可用于發(fā)電供熱。韓國(guó)的污泥最后處理方式采用熱干化和焚燒，使污泥的產(chǎn)量最小化。同時(shí)他們

8、正嘗試把污泥作為蚯蚓飼料，使污泥的營(yíng)養(yǎng)成分得到應(yīng)用。另外嘗試用混凝劑和污泥混合物作為一種保護(hù)性地表層，這樣有利于植被生長(zhǎng)，并防止斜坡面過分的水土流失。歐洲各國(guó)所采用的污泥處置方法差別很大，主要以填埋和農(nóng)用為主。、丹麥、英國(guó)、法國(guó)都是以農(nóng)用為主；而、愛爾蘭及芬蘭主要以填埋為主；澳大利亞和新西蘭把有益的農(nóng)田使用作為主要的污泥最終排放方式。污水處理過程中產(chǎn)生的大量污泥的去除問題，在世界各地都是一個(gè)充滿的環(huán)境問題。污泥處理處置與資源化宜采用厭氧發(fā)酵土地利用的技術(shù)路線， 污泥的土地利用包括農(nóng)田、林地、墾荒地育苗、觀賞植物、草皮、草地公園、高速公路綠化帶和球場(chǎng)以及尾礦堆、采石場(chǎng)、露天煤礦的固定,固定海灘及

9、用于恢復(fù)植被、建筑供游樂的海島等。墾荒地、貧痔地等施用污泥堆肥，可改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤熟化，也可將污泥以表施和耕層施肥(25 一 40cm)施于城市廢棄物場(chǎng)后,播種牧草，以盡快覆蓋地表，過 2 一 3 年后牧草長(zhǎng)起來，再植樹造林。而且在國(guó)外，污泥及其堆肥作土地利用，已有很長(zhǎng)的歷史，城市污泥土地利用比例最高的是荷蘭，占 55%；其次是丹麥、法國(guó)和英國(guó)，占 45%；占 25%。城市污泥的土地利用在我國(guó)已經(jīng)有超過 20 年的時(shí)間，自 20 世紀(jì) 80 年代初，第一座城市污水處理廠紀(jì)污水處理廠建成投產(chǎn)以后，污泥即由附近郊區(qū)農(nóng)民用于農(nóng)田。其后高碑店等污水處理廠的污泥也均用于農(nóng)田。隨著城市污泥產(chǎn)生量和污

10、水處理廠的逐漸增多, 我國(guó)已開始將污水處理廠污泥用于城市綠化及林地改造。但由于城市污水處理廠污泥中含有某些有害物質(zhì)和病原體、卵等,因此污泥土地利用時(shí)存在以下三個(gè)主要問題:（1）污泥中重金屬(Pb、Zn、Cr、Hg、Ni 等)能否造成土壤及作物的三次污染,通過食物鏈進(jìn)入:（2）污泥中的病原體、卵能否對(duì)環(huán)境和公共衛(wèi)生造成影響:（3）氮、磷等物質(zhì)濃度過高是否會(huì)造成水污染。同時(shí)由于污泥中的有害成分,在土地利用之前,必須對(duì)污泥進(jìn)行穩(wěn)定化、和減容化處理。 首先污泥必須經(jīng)過濃縮處理,以去除污泥中的空隙水,達(dá)到減容的目的。經(jīng)過濃縮以后,可使污泥含水率降低到 94%96%,污泥的體積可縮小到原來的 1/4 左右

11、。污泥濃縮的方法主要有重力濃縮法、氣浮濃縮法、離心濃縮法三大類。重力濃縮是國(guó)內(nèi)外廣泛采用的一種操作簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的污泥濃縮方法。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)和,而且污泥中有機(jī)物含最低,所以國(guó)內(nèi)大部分污水廠都采用重力濃縮法。污泥經(jīng)過濃縮處理后,其含水率為 95%左右,但仍為液狀,易發(fā)臭,不利于和處置,所以常需要進(jìn)一步脫水至含水率為 70%80%左右。常用的脫水方法有自然干燥和機(jī)械脫水兩種。污泥經(jīng)過脫水后,仍含有 75%一 85%的水分,的有機(jī)物和病原菌等。穩(wěn)定的目的是充分利用污泥中的微生物降解污泥中易腐化發(fā)臭的有機(jī)物,且進(jìn)一步減少污泥含水量,減少病原菌、卵等，消除異味。使污泥中的各種成分處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。這是

12、污泥能否資源化有效利川的關(guān)鍵步驟。穩(wěn)定化的方法主要有堆肥化、干燥、厭氧消化等。厭氧消化是污泥穩(wěn)定的常用方法。厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行厭氧生化反應(yīng)，分解污泥中有機(jī)物質(zhì)的一種污泥處理工藝。厭氧消化是使污泥實(shí)現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、和資源化的主要環(huán)節(jié)。有機(jī)物被厭氧消化分解，有利于減量化處理，可使污泥穩(wěn)定化，使之不易。通過厭氧消化，大部分病原菌或蛔蟲卵作為有機(jī)物被分解，使污泥。隨著污泥被穩(wěn)定化，將產(chǎn)生大量高熱值的沼氣，作為能源利用，使污泥資源化。另外，污泥經(jīng)消化以后，其中的部分有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成了氨氮，提高了污泥的肥效。污泥消化工藝主要分為二元消化工藝和兩相厭氧消化工藝兩類。兩元消化工藝,即在第一級(jí)采用好

13、氧消化,靠氧化產(chǎn)生的熱量使體系溫度大于 50,然后進(jìn)入第二級(jí)中溫厭氧消化。兩相厭氧消化工藝,即第一級(jí)和第幾級(jí)分別采用中溫和高溫兩相厭氧消化工藝組合。污泥的厭氧堆肥，是污泥處置市場(chǎng)上的一種重要資源化方式,產(chǎn)生的肥料可以用于園藝和農(nóng)業(yè)目的,是一種、減容化、穩(wěn)定化的綜合處理技術(shù)。污泥堆肥處理后,一方面有利于污泥的穩(wěn)定,另一方面可以把污泥中的有害卵和各種病菌殺死。其中厭氧堆肥是在無(wú)氧條件下,借厭氧微生物(主要是厭氧菌)的作用來分解污泥中有機(jī)物,主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段:酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段。酸性發(fā)酵經(jīng)歷水解和酸化兩個(gè)過程。在酸化過程中,酸化菌、產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌將水解產(chǎn)生的小分子物質(zhì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為醋酸等揮發(fā)性脂

14、肪酸,以及醇類、氨、硫化物、氫和能量,并形成新的細(xì)胞物質(zhì)。在分解初期,有機(jī)酸大量積累,值逐漸下降。另一類統(tǒng)稱為甲烷菌的微生物開始分解有機(jī)物和醇,產(chǎn)物主要是甲烷和。隨著甲烷菌的繁殖,有機(jī)酸迅速分解,值迅速上升,這一階段的分解叫堿性發(fā)酵階段。污泥厭氧堆肥的一般流程是：預(yù)處理（與調(diào)理劑、膨脹劑混合）-高速分解-熟化-翻堆-后處理-包裝處置.從先后關(guān)系說,厭氧消化,經(jīng)過厭氧消化和脫水后才有利于進(jìn)行厭氧堆肥的資源化利用。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的污泥厭氧發(fā)酵過程因反應(yīng)緩慢、污泥停留時(shí)間長(zhǎng)(2030 d)、甲烷產(chǎn)量低和污泥降解性差等缺點(diǎn)，嚴(yán)重限制了污泥厭氧發(fā)酵技術(shù)的推廣應(yīng)用。我國(guó)城市污水處理廠污泥厭氧發(fā)酵中揮發(fā)性固體(

15、VS) 去除率、產(chǎn)氣量均明顯偏低，這可能是由于供微生物利用的有機(jī)物質(zhì)主要存在于污泥菌體細(xì)胞內(nèi)，而污泥菌體的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜對(duì)有機(jī)物質(zhì)具有天然保護(hù)作用，進(jìn)而導(dǎo)致由微生物所分泌的水解酶對(duì)污泥有機(jī)物的水解速率低，從而限制了整個(gè)污泥厭氧發(fā)酵過程的快速發(fā)展。為解決這些問題，可從提高加強(qiáng)污泥預(yù)處理等方面入手。污泥預(yù)處理可打破胞壁(膜)，將有機(jī)質(zhì)，使得有機(jī)物質(zhì)能夠被微生物分解利用，提高污泥的水解速率、改善發(fā)酵性能。目前常用的預(yù)處理方法有:化學(xué)預(yù)處理、機(jī)械物理法、生物法及不同預(yù)處理組合處理法等。經(jīng)過堆肥化處理的污泥,其形態(tài)由粘結(jié)塊狀變?yōu)榉稚⑹杷?日顆粒均勻的污泥。氨氮含量也大大提高,且還有一定量磷和鉀,更有利十

16、植物吸收,適用農(nóng)業(yè)用肥和土壤的改良。如果堆肥過程的溫度保持,由厭氧消化產(chǎn)生的沼氣提供,那么處理費(fèi)用必將十分低廉、操作也簡(jiǎn)便,其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益則十分顯著,大最的污泥也有合適的去路,是污泥綜合利用的理想途徑。但是污泥土地利用也應(yīng)注意到以下一些問題，污泥土地利用處置不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生二次污染，形成新的公害。污泥農(nóng)用時(shí)，污泥必須進(jìn)行穩(wěn)定化和處理，符合農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)，并能達(dá)到地方現(xiàn)行的有關(guān)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定污泥農(nóng)用應(yīng)嚴(yán)格控制施用量和施用期限。污泥衍生產(chǎn)品應(yīng)通過場(chǎng)地適用性評(píng)價(jià)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并經(jīng)有關(guān)部門后方可實(shí)施。污泥用于園林綠化時(shí)，泥質(zhì)應(yīng)滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)的規(guī)定和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，根

17、據(jù)不同地域的土質(zhì)和植物習(xí)性等，確定合理的施用范圍、施用量、 施用方法和施用時(shí)間。污泥土地利用時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制污水廠污泥的、有害物質(zhì)及病原微生物，使其達(dá)到。污泥土地利用應(yīng)在安全施用量之下控制使用，同時(shí)整個(gè)利用區(qū)應(yīng)建立的使用、機(jī)制理。對(duì)污泥土地利用全過程進(jìn)行監(jiān)督和管理。從上嚴(yán)格控制污泥中的重金屬和有害物質(zhì)。工業(yè)廢水必須按規(guī)定在企業(yè)內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理，去除重金屬和其他有害物質(zhì)，達(dá)到國(guó)家、地方或者行業(yè)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)；污泥土地利用應(yīng)委托具有相關(guān)資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)，定期對(duì)污泥衍生產(chǎn)品土地利用后的環(huán)境質(zhì)量狀況變化進(jìn)行評(píng)價(jià)，關(guān)注施用區(qū)域內(nèi)的土壤、水、地表水、植物等相關(guān)因子的狀態(tài)和變化，并根據(jù)發(fā)生的變化作出相應(yīng)的調(diào)整；制

18、定污泥土地利用規(guī)劃，污泥土地利用規(guī)劃應(yīng)符合城鄉(xiāng)規(guī)劃，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際與環(huán)境衛(wèi)生、園林綠化、農(nóng)田施用等相關(guān)專業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，使得污泥的土地利用更加安全有效，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)【1】林前程.污水處理廠污泥產(chǎn)生、處置、利用狀況分析. 科技創(chuàng)新.2010.07.112-113.【2】，楊志海. 我國(guó)城市污水污泥的產(chǎn)生及研究概況. 廣西輕工業(yè)(資源與環(huán)境).2007.04.72-74.【3】，. 我國(guó)城市污水處理廠污泥處理現(xiàn)狀及其研究進(jìn)展. 決策與探索.2010.08.56-57.【4】. 我國(guó)城市污水污泥處理現(xiàn)狀. 北方環(huán)境.2010.02.1 期22 卷.79-80.【 5 】 許曉萍. 我

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