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城市污泥综合利用分析探讨

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  摘 要随着城市的规模化发展,我国污水处理厂越来越多,因此污泥处理研究也具有重要意义,从目前常见的污水处理方式进行分析,并对目前污泥综合利用方式进行探讨。
  关键词污泥处理;卫生填埋;污泥利用
  中图分类号X703文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)101-0129-01
  
  对污水进行处理时,污水中的一部分污染物被微生物分解成无害物质,另一部分可能转移到污泥中,这导致污泥中含有较复杂的成分,如有机物、重金属、病原菌等成分,这些成分较容易对环境造成污染,达不到污水处理厂处理污水的目的。
  污泥是指废水处理过程中分离出来的固体物质的总称。由于废水的种类较多,如生活污水、工矿废水等,所以其所含成分较复杂,含有泥沙、纤维、动植物残体、丰富的有机质、氮、磷等营养元素,同时也含有病原菌、重金属元素等复杂成分,因而有必要对污泥处理利用进行研究。
  1污泥处理方式分析
  1.1卫生填埋方式
  我国目前采取的污泥填埋方式一般是运至垃圾填埋场,与城市垃圾一起进行处置。经过 40余年的发展,污泥的卫生填埋已经成为一项比较成熟的污泥处理处置技术。卫生填埋是在传统填埋的基础上从环境角度出发,经过科学的选址和必要的场地防护处理,具有严格的和科学的操作方法,优点是投资省、实施快、方法简单、处理规模大。
  这种填埋方式的问题是污泥中的N、P和重金属在无防渗情况下污染地下水,同时污泥填埋需要投入运输和管理费用,并且填埋将占用大量土地。在目前我国城乡耕地越来越少的情况下,显然不符合社会持续发展的要求。
  1.2焚烧方式
  城市污泥中含有大量的有机物和一定量的纤维素、木质素,可用来焚烧。城市污泥焚烧后的残渣无菌、无臭,体积减少60%,使运输和最后处置大为简化,焚烧后可以回收能量用于发电和供热,这样可以在一定程度上减轻污泥焚烧的费用。此外由于污泥处理速度快, 不需长期储存,焚烧过程可以解决污泥的恶臭问题。同时焚烧还可以杀死一切病原体,一切有机物在燃烧过程中都会最大程度的被分解,病原体和细菌也不例外。通过高温处理,在燃烧残渣内几乎没有病原体存在。
  但焚烧投资和操作费用较高,计划实施较困难,在焚烧过程中还将产生飞灰、炉渣、和烟气。
  1.3投海
  投海是利用海洋水体消纳城市污泥,一般不需要进行严格的无毒无害化处理,也无需脱水便可直接排入海洋水体,而且容量很大。对于靠近海岸的大型污水处理厂,这是一种方便的城市污泥处置方法。但此法并未从根本上解决环境问题,同时也造成了海洋污染,对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁,受到越来越强烈的反对。美国1998年已禁止向海洋倾倒城市污泥,欧盟也规定在1998年12月31日以后禁止用投海法处置城市污泥。
  1.4土地利用
  土地利用是把城市污泥应用于农田、菜地、果园、林地、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等。由于城市污泥中含有丰富的有机质和氮、磷、钾、微量元素等植物生长所需的营养成分,施用于农田能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进作物的生长。因此,城市污泥土地利用是很有发展潜力的处置方式。
  但是污泥中也含有大量病原菌、寄生虫卵以及cu、As、Pb、Hg、Cd等重金属和多氯联苯等难降解的有机化合物,在农田施用时必须采取措施尽可能减轻污泥的污染物带来的危害。
  1.5污泥综合利用方式
  本文主要主要介绍目前的主要几种综合利用方式:
  1)堆肥。制肥是污泥最终处置即污泥资源化的较好出路。相对于焚烧等处置手段,资源化处置具有投资小、运营成本低、操作简便、节约能源的突出优势;相对于填埋,资源化利用又具有减少二次污染、资源循环利用的特点。
  污泥中含有大量的有机质、氮、磷、钾等植物需要的养分,能够起到农家肥的作用,并且能够改良土壤的结构。但是由于污泥中含有有害成分,必须在利用前进行无害化处理,如好氧与厌氧消化、堆肥化等,其中堆肥化处理技术采用较多。通过污泥堆肥,污泥中生化有机物可得到进一步降解,污泥体积减少了1/4;臭味降低;持续5一7天大于55℃的堆内温度,可杀死一般致病菌和寄生虫卵,达到减容、无害和资源化的目的。
  2)制动物饲料。污泥中含有大量有价值的物质,粗蛋白占28.7%~40.9%、灰分占26.4%~46.0%、纤维素占26.6%~44%,脂肪酸占0~3.7%。污泥蛋白中含有几乎所有家畜饲料所需的氨基酸,且各种氨基酸之间相对平衡,因此可以作为饲料蛋白加以利用。
  3)制轻质陶粒。污泥陶粒技术在国内外的研究刚起步,多数实验为使用马福炉进行模拟烧制,且是在污泥完全干化后添加,与实际工业化生产的实际差距较大。也有少数工业化生产的实例,但多是使用的污泥焚烧灰为原料。目前的应用主要集中在将污泥作为一种陶粒烧制中的有机物添加剂,使用量少,只 10%左右,达不到大规模处置污泥的目的,其工艺条件和原料配比亟需优化。污泥制轻质陶粒的方法按原料不同分为两种:一是用生污泥或厌氧发酵污泥的焚烧灰制粒后烧结。此种方法需单独建焚烧炉,而且污泥中的有机成分得不到充分利用。二是直接用脱水污泥制陶粒的新技术。
  通常用污泥制的陶粒,虽然具有一定的强度和使用价值,但总体强度较低。烧成后的污泥陶粒在强度方面不如普通的粘土陶粒,但仍达到规定的强度标准。
  4)制砖。污泥烧成焚烧灰后,在焚烧灰中加入一定量的骨材,注入模具内,在900~1000℃下烧结成砖。这种污泥生态砖是在黏土砖中混入10%污泥,并在900℃条件下烧制,可达到最佳效果。即使是污泥占30%的生态砖,这种加工过程仍可实现。这种方法不仅处理了污泥,还在烧制过程将有毒重金属都封存在污泥中,也杀死了有害细菌和有机物,而且这种砖完全没有异味。
  5)污泥热处理制燃油。近年来,国内外发展了污泥的热处理技术,这一方法是将污泥在热环境下进行分解,从而制得一些有用物质,如可燃气体、油等。污泥低温热解是利用污泥有机质在加热条件下的部分热裂解过程,产生污泥衍生燃料的技术。经此过程,污泥转化为燃烧特性优越的油、炭和可燃气。该过程所需的能量由产生的燃料燃烧提供,剩余能量以原料油的形式回收。此技术是一个能量自给有余的过程,并可有效地控制重金属的排放有可观的应用前景。
  2结束语
  随着工业和城市的发展,污水处理率的提高,城市污泥产量必然越来越大。污泥是一种很有利用价值的潜在资源,为了充分利用这种资源,减少环境公害,世界上许多国家都在大力发展污泥处置和利用的各种技术。污泥的最佳处置途径是资源化利用,它不仅可以处置污泥,而且还可以充分利用资源,节约资源,为污水处理厂的污泥处置与处理找到一条化害为利、变废为宝的合理出路,实现经济利益与社会效益同步增长。
  参考文献
  [1]乔显亮,骆永明,吴胜春.污泥的土地利用及其环境影响[J].土壤,2000,2:79~85.
  [2]尹军,等.污水污泥处理处置与资源化利用[M].北京:化学工业出版社,2005.
  [3]何晶晶,等.城市污泥处置与利用[M].北京:科学出版社,2003.

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