污水污泥處置方研究

1究市政污泥為污水處理廠生產(chǎn)過程中的產(chǎn)物，含有一些有害成分和有益成分。國內(nèi)外對污本和美國等國家還有不同的處置方式特點(diǎn)。在污染物濃度影響利用時(shí)，則傾向無害化，在國土遼闊地區(qū)，則傾向于土地利用。我國多數(shù)污泥未得到妥善處置，隨意拋棄、傾倒現(xiàn)象普遍存在，因此根據(jù)不同地區(qū)各自的特點(diǎn)，選取不同的污泥處置方式是迫在眉睫的問題。其中污泥減量化無機(jī)化后建材利用和關(guān)鍵詞：污水污泥處置方法研究市政污泥為污水處理廠生產(chǎn)過程中的產(chǎn)物，其主要成分是微生物殘?jiān)液幸恍┯泻Τ煞趾陀幸娉煞?。其有害成分主要包括重金屬、持久性有機(jī)污染物、病菌、病毒；有益成分主要包括氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)和大量的有機(jī)質(zhì)。目前環(huán)境學(xué)科中提到的污泥處置方法主要和生活廢水合流，使污水處理的產(chǎn)物——污泥中含有大量重金屬和持久性有機(jī)污染物，使得土地利用的實(shí)施范圍相當(dāng)狹窄，因此國內(nèi)的污泥處置形式應(yīng)以填埋和建材利用兩種方式為主，僅有少數(shù)地區(qū)可以采和隨著污水處理設(shè)施的大量建成，污水處理廠在各大、中、小城市相繼投入了運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)3月底，全國共建成污水處理廠1590萬立方米/日[1]，則在建和建成的污水處理能力將達(dá)到14721萬立方米/日。同時(shí)污水廠污泥理工藝的污泥產(chǎn)量的差異，按每萬噸污水產(chǎn)生52市政污泥危害較大，未經(jīng)妥善處理，經(jīng)過雨水的侵蝕和滲漏作用，極易對地下水、土壤等造成二次污染，甚至直接危害人體健康[3]。因此，如何合理的處理處置市政污泥，特別是過去人們對污泥處理采用得較為普遍的工藝是重力濃縮、自然干化或機(jī)械脫水，污泥的最終處置也僅局限于衛(wèi)生填埋。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對環(huán)境提出了的目的和意義多，各種新技術(shù)、新方法也是層出不窮，如何選擇、推廣使用優(yōu)秀的技術(shù)路線和新產(chǎn)品是相當(dāng)重要的；同時(shí)根據(jù)不同城市的不同特點(diǎn)，選取不同的處理處置路線是污泥處置技術(shù)中的重點(diǎn)。通過對國內(nèi)外污泥處理處置技術(shù)、法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的比較，針對不同城市的不同污泥特點(diǎn)，選取成熟可靠的技術(shù)路線并結(jié)合完善的2國內(nèi)外污水污泥無害化處理技術(shù)現(xiàn)狀2.1國外污水污泥無害化處理技術(shù)現(xiàn)狀歐盟處置概況歐盟各成員國由于地理位置和土地資源等的不同，一般采用農(nóng)用、焚燒、填海、投海等方式處置污泥。其中投海方式越來越受到限制，僅有英國、愛爾蘭等國還在使用；而農(nóng)用的方式較為普及，包括瑞士、丹麥、瑞典、挪威、英國、法國、西班牙、波蘭都廣泛使用；焚3表1歐洲各國污泥處置方法(1997)[2]產(chǎn)量(千522387828512a填埋方式處置過程中，污泥的危害逐漸顯現(xiàn)了出來，歐盟等國家結(jié)合遇到的各種問題，嚴(yán)格制定了水和廢棄物管理的相關(guān)法規(guī)，旨在嚴(yán)格控制與廢棄物相關(guān)的活動(dòng)，以保護(hù)水系免受這4流匯水區(qū)些活動(dòng)的危害[2]。下面圖1描述了歐盟制定的與廢棄物管理相關(guān)的法律法規(guī)，具體來說就是、止使用未經(jīng)處理的污泥除非是被注入或者和土壤融合[5]。流匯水區(qū)城市污水處理法規(guī)工業(yè)廢水排出危險(xiǎn)性物質(zhì)法規(guī)泥泥有害物質(zhì)焚燒法規(guī)硝酸鹽氮法規(guī)硝酸鹽氮法規(guī)農(nóng)用利用用法規(guī)棄物管理用法規(guī)廢物法規(guī) 水法規(guī)水法規(guī)巨大的污泥產(chǎn)生量給環(huán)境帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，在歐盟，含有可生物降解有機(jī)物的固體廢物不再允許填埋，污泥的實(shí)用需考慮植物營養(yǎng)的需求和土壤的肥力，并不污染地下水[5]。丹要求所有歐洲國家用于土地填埋的固體廢棄物中有機(jī)物含量必須逐年遞減，其中污水廠污泥廢棄物種類之一[2]。處置主流技術(shù)是基本的三類：填埋、焚燒、土地利用(農(nóng)用)。由于法規(guī)政策的導(dǎo)向作用使污泥處置方式有是由于歐盟提高了污泥填埋標(biāo)準(zhǔn)所致；污泥農(nóng)用所占比例(25％)也有12％的下降，這是由5用于建造業(yè)，反映了污泥循環(huán)圖2歐盟污泥處置技術(shù)利用情況(2003)[2]例避免污泥對環(huán)境的二次污染”的主導(dǎo)思想下，近年來德國大力發(fā)展污泥資源化利用的相關(guān)技從可持續(xù)發(fā)展的角度來說，污泥焚燒將是最終出路[2]，它能夠?qū)崿F(xiàn)污泥減量的最大化，6同時(shí)日新月異的干燥脫水技術(shù)使污泥直接焚燒成為可能，而不再需要使用礦物燃料助燃，且但是歐洲近十年來污泥中重金屬含量的大幅度下降[2]，可能使污泥農(nóng)用所占比例在未來有所增加，保證農(nóng)用量增加的措施有：發(fā)展污泥農(nóng)用環(huán)境質(zhì)量保障體系、推廣最佳污泥農(nóng)用美國處置概況分之二的污泥被循水處基礎(chǔ)上的，并制定了污泥中病原菌的滅除標(biāo)準(zhǔn)和重金屬容許濃度標(biāo)準(zhǔn)。對于污水殘留物能否體)管理政策的制定和實(shí)施，能否用于工程實(shí)踐還需要更多科學(xué)驗(yàn)證。這說明污泥的使用價(jià)們較多信心，但也存有部分疑慮[7]。處置主流技術(shù)污泥(生物固體)中俞有大量的氮、磷、鉀及其他有益的微量元素，并富含有機(jī)物質(zhì)，或者作為土壤改良劑回用。但焚燒處理費(fèi)用較昂貴，填埋處置不能從根本上解決問題，所以好氧高溫消化工藝所產(chǎn)生的生物肥料的特性不利于作為農(nóng)業(yè)土壤改良劑使用，尤其是因?yàn)橄?程序，但是可以達(dá)到嚴(yán)格的滅菌要求，并且產(chǎn)生的生物固體有利于作為土壤改良劑使用。另外，污泥干燥和造粒技術(shù)也受到了越來越多的關(guān)注，因?yàn)橄勰嘣诮?jīng)過干燥和造粒后可以6]。日本處置概況用的下水污泥比重可以達(dá)到大約50%。在這部分下水污泥中，84%是以比重也較大[8]。8本污泥的處置方法及所占比重[8]合計(jì)(%)001(2.0)320060009(2.0)208)00000006(13.4)80007(1.9)174圖5日本的污泥焚燒灰有效利用處置方法(2004年度干化重量)日本的處置概況主要有兩個(gè)方面的再利用，即能源的再利用和資源的再利用[9]，對這些為了規(guī)范污泥被循環(huán)利用于建筑材料領(lǐng)域，日本在2006年制定了日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)9處置主流技術(shù)然是污泥處理的主流技術(shù)[7]。2004年度，污泥被用于焚燒處理的比重達(dá)到了71.7%，其他的污泥處理技術(shù)有堆肥、熔融、脫水和干燥等，但是都處于次要地位。由于熱干化和污泥焚燒處理的能耗極高，且為滿足嚴(yán)格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步導(dǎo)致處理成本提高，所以日本已轉(zhuǎn)向制定新的污泥管理政策，這將對污泥的安全排放起2.2國內(nèi)污水污泥無害化處理技術(shù)現(xiàn)狀“十一五”期間，我國污水處理能力顯著提高，同時(shí)，污泥產(chǎn)生量也顯著增加。但多數(shù)污泥未得到妥善處置，隨意拋棄、傾倒現(xiàn)象普遍存在，由此引起的二次污染問題已不容忽視，經(jīng)任何處理就直城市污水污泥含有大量有機(jī)物，還含有能夠促進(jìn)農(nóng)作物生長的氮、磷、鉀及其它微量元以及重金屬污染物等，可對土壤造成嚴(yán)重的污染。因而，污泥的農(nóng)業(yè)利用應(yīng)慎重，并采取嚴(yán)格的控制措施[13]。污泥施用于土地后，重金屬在土壤和植物中的遷移能力本質(zhì)上是由污泥和土壤中重金屬的存在形態(tài)決定的。其中可交換態(tài)重金屬的遷移能力最強(qiáng)，其比例越高，污泥就越大[14]。市污水處理廠污泥中重金屬成分及含量(mg/kg)[15]鋅銅鎳汞砷鎘鉛鉻9.06060.06---0--0鋅銅鎳汞砷鎘鉛鉻---.0006681100-92315.0.6廠0------3處理處置關(guān)鍵技術(shù)3.1預(yù)計(jì)國內(nèi)處置方法和技術(shù)政策針對國內(nèi)不同地區(qū)，對污水分流較為徹底或工業(yè)污水較少的城市，實(shí)行污泥堆肥技術(shù)為主；對污水來源中，工業(yè)廢水較多的城市，實(shí)行焚燒為主；并得出在沿海地區(qū)和中心城市需3.2預(yù)計(jì)的關(guān)鍵理論和技術(shù)術(shù)生產(chǎn)成本。而要采用焚燒方式處理污泥時(shí)，由于國內(nèi)污泥熱值較低，不能維持自持燃燒，需要添加輔助燃料，從而使運(yùn)行成本增加；并且使污泥中的污染物在煙氣中濃度由于輔助燃料添加后生成的大量煙氣而稀釋，無法收集處理。因此避免添加輔助燃料，單獨(dú)焚燒污泥是較蒸發(fā)出污泥中的水分，但無疑，通過添加藥劑來提高污泥脫水性，采用機(jī)械脫水的方式來降低含水率的技術(shù)因其低廉的運(yùn)營成本使其更有前術(shù)泡流化床，國內(nèi)也有部分科研單位試制循環(huán)流化鼓泡床的特點(diǎn)是將燃料基本全部停留在爐膛的高溫環(huán)境中，進(jìn)行沸騰狀態(tài)燃燒，較少燃燃燒效率高。但由于污泥顆粒小，比重輕，不易被旋風(fēng)分離器收集，有大量的飛灰經(jīng)受熱面放熱后進(jìn)入煙氣凈化裝置，加重了布袋等設(shè)備的負(fù)擔(dān)，縮短了使用壽命，更易造成粉塵超標(biāo)術(shù)經(jīng)過不同工藝的堆肥技術(shù)處理產(chǎn)生的污泥肥，應(yīng)用在不同的植物上仍有不同的危害，因此需要采用包括不能連續(xù)使用、使用量的限制、使用后一定時(shí)間不能種植農(nóng)作物等措施保證農(nóng)作物對重金屬的吸收不同農(nóng)作物對不同重金屬元素的吸收特性有很大的差別,其中Zn部位積聚重金屬的含量也不相同,水稻吸收的重金屬在根部積累最多,莖葉次之,而在稻米中集為了減少剩余病原體對健康產(chǎn)生危害的可能，污泥必須在蔬果生長的土地上應(yīng)用，或者國家堆肥安全使用框架[16]×××××××應(yīng)用后間隔30個(gè)月可收割√√√√割×√√××√√附注：√所有的應(yīng)用必須遵從污泥使用(適用于農(nóng)業(yè))規(guī)定和環(huán)境法典中農(nóng)業(yè)用污泥的條例(2001年修訂)×所有的應(yīng)用都是不允許的(除非當(dāng)?shù)匾?guī)定允許)利用由于下水污泥和污泥焚燒灰中的無機(jī)物成分都與燒制陶瓷的黏土相似，因此脫水后的下但是如果單獨(dú)直接使用下水污泥作為原料，下水污泥中大量的有機(jī)質(zhì)會使得燒制成的瓷磚成多孔和聚合狀，從而不具有使用價(jià)值，因此下水污泥需要與黏土或者是污泥焚燒灰混合埋污泥衛(wèi)生填埋是指，采用衛(wèi)生填埋的方法處置經(jīng)處理后的污泥的過程。污泥填埋包括混合填埋和單獨(dú)填埋?；旌咸盥袷菍⑽勰嗯c生活垃圾一起進(jìn)行填埋處置，單獨(dú)填埋是指將污泥固化處理，使其含水率及剪切強(qiáng)度等指標(biāo)達(dá)到填埋標(biāo)準(zhǔn)后直接進(jìn)行填埋處置。一般要求其含4國家現(xiàn)行技術(shù)政策月出臺的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)》和環(huán)境保護(hù)部辦公廳2010年11月文件(環(huán)辦[2010]157號)《關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)》(建城[2009]23號)混合填埋泥質(zhì)》的規(guī)定”，并參考上海水務(wù)局2009年十月編制的《上海市城鎮(zhèn)排水污泥處理處置規(guī)劃》第四條，污泥處置出路分析中所提及——“污泥減量化后衛(wèi)生填埋，主要出路為垃圾填埋場”。因此，填埋應(yīng)在實(shí)施了深度脫水、干化等減量化工藝之后再進(jìn)行，并有穩(wěn)定化處理和提建材利用根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策(試行)》(建城[2009]23號)文件中第4.4條所述——“污泥以建筑材料綜合利用為處置方式時(shí)，可采用污泥熱干化、污于溝槽回填、道路三渣、海塘內(nèi)青坎維護(hù)等”。因此，建材利用應(yīng)在干化、焚燒等無機(jī)化工藝后進(jìn)行，以提高建材強(qiáng)度，同時(shí)無機(jī)化后[1]崔健.我國典型城市污水處理的政策取向研究.城市,2009,""(11):64~67[2]李金紅,何群彪.歐洲污泥處理處置概況.中國給水排水,2005,21(1):101~103[3]陳麗華,鄭翠萍,周建金,等.杭州半山污泥中重金屬污染狀況調(diào)查與評價(jià).浙江林業(yè)科技,2006,26(1):49~GHohneekerH.,等.德國污泥處置發(fā)展情況和相關(guān)政策法規(guī)簡介.給水排水,2008,34(11):17~20歐洲固廢管理與污泥處理處置的現(xiàn)狀分析.華章,2009,""(8):137,139DentelSWASTERWATERSLUDGEGLOBALOVERVIEWNorthAmericaUSAandCanada):2010蘭荔.剩余污泥處理／處置方法的全球概覽.中國給水排水,2007,23(20)[8]劉則華,劉錫建,陳思浩,等.日本的污泥處理現(xiàn)狀及對策.上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,20(4):291~294[9]婁和洲.日本東京城市排水資源的有效利用.給水排水,2003,29(12):39~40城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知:北京:2010[11]喬燕,陸文雄.城市污泥資源化處理技術(shù).粉煤灰,2007,