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市政污泥处理的主要方法样例十一篇

时间:2024-01-11 15:57:10

市政污泥处理的主要方法

市政污泥处理的主要方法例1

根据江苏省一项有关全省城镇污水处理厂产生污泥的最新调查显示,目前,江苏省l3个省辖市每年产生的污水处理厂污泥为217834吨,其中位于苏南经济发达地区的无锡、常州、苏州三市的产生量,已占全省总产生量的76%,其余l0个省辖市的产量占了24%。

长期以来,由于我国的污水处理界普遍受到“重水轻泥”倾向的影响,致使城镇产生的大量污泥处置,已成为极其脆弱的薄弱环节,并演变成阻碍污水处理行业健康发展的“门槛”。近年来,“重水轻泥”的天平失衡现象,已开始受到各界人士,尤其是业内专家的关注和重视。

从江苏省最新的调查显示,目前,江苏省城镇污水处理厂的污泥处置方式主要是卫生填埋或弃置填坑。污水处理厂通过“污泥浓缩———脱水———外运”,然后集中弃置去填坑。由于未采用任何污染防范措施,致使污泥中的有害物质经过雨水侵蚀和渗漏,不同程度污染了地下水环境,这对以地下水为生活水源的地区来说,便带来了严重的二次污染威胁。还有一些污泥与生活垃圾一起进行卫生填埋处理,不仅占用大量土地,也存在很大的安全隐患。由于经过压滤机脱水的污泥含水率在80%左右,在与生活垃圾一起填埋时,不仅大大增加了填埋场渗滤液的处理量,而且很容易在压实过程中,使得填埋体变形和滑坡,直接影响垃圾填埋场的正常运行。

位于长江下游江心岛上的南京江心洲污水处理厂,是南京市污水处理厂处理能力最大的企业。目前具备日处理污水40万立方米的二级处理能力,主要来自居民生活、医院宾馆和餐馆业污水。污水处理产生的污泥首先经过稳定化处理,再经过中温消化,分解污泥中的有机物,杀灭污泥中的病原菌,并经离心脱水和板框脱水之后,使污泥含水率达到70%左右。目前,这个厂每天产生的含水率70%左右的污泥量约为100吨,主要输送到长江的江心洲一些洼地上填坑。但是,由于近年来可用于填坑的场地已越来越少,污泥处理已成为该厂最迫切需要解决的问题。

而徐州市和淮安市主要采用堆肥的方法来处置污泥,一般采用好氧堆肥工艺,在有氧条件下,利用嗜温菌、嗜热菌的作用,对污泥进行好氧生物高温发酵,使污泥中水分及大量有机物质好氧分解,以达到污泥稳定目的。堆肥农用能充分利用污泥中的营养成分和部分有机物,但对含有工业废水、重金属超标的污泥却不能适用,并且堆肥过程中会产生大量臭味,工作环境差,对周围环境有一定的影响。

徐州国祯水务运营有限公司(原徐州奎河污水处理厂),每年实际污水处理能力为3150万吨,其中工业废水占20%,主要是纺织、染料、机械和食品等行业,其余80%是生活污水。污水处理产生的污泥经离心机脱水后污泥含水率为75%左右,每天污泥产生量约100吨。该公司最先自行干化处置污泥,但由于成本太高,现已委托徐州健仕生物制品厂堆肥处理。该厂采用好氧堆肥二次发酵技术完成整个制肥过程,一次发酵是分解脂肪、蛋白质、糖类等易分解物质,反应速度快,发酵周期约10天,主要采用机械装置来完成;二次发酵是分解纤维素、木质素等难分解物质,反应速度慢,发酵周期约20~30天,主要采用堆积法来完成。

吴江市盛泽镇现有纺织印染企业29家,盛泽镇污水处理厂拥有印染污水集中处理能力19.5万吨,每天产生的污泥800吨(含水率为93%)。如按传统填埋方法,每年要占用农田100余亩,按每亩10万元计,约需人民币1000余万元,再加上每吨运输费9元,合计处置每吨污泥费用为43.72元,并且很可能造成二次污染。

为解决污泥出路问题,2003年8月,盛泽镇政府与浙江朗地公司联合投资1000万元,建成了盛泽镇水处理发展有限公司污泥处理厂,形成了日处理300多吨的印染污泥处理能力,并于2004年2月正式投入运行。该污泥处理厂采用了浙江大学环境与生物地球研究所翁焕新教授的发明专利技术,充分利用印染污泥资源具有热值较高和质地较轻的特点,将干燥后的污泥利用机械制成污泥颗粒产品,被分别利用到制砖和燃煤行业。利用15%的污泥颗粒与粘土混合制砖,不仅节约了大量土地资源,而且污泥颗粒中含有一定的热量,在砖块烧制过程中,污泥颗粒能同时燃烧,并产生2000大卡的热量,明显减少了烧制砖块的燃料用量,同时还能增加砖块的强度,减轻砖块的重量。该方法每吨直接处理费用为26元,另加其他费用综合成本为36元,明显低于填埋费用。

常州东南工业废水处理厂隶属于常州东南经济开发区,专业从事东南开发区印染废水的集中处理,现每天处理能力为3万吨,污泥日产生量约60吨。目前,该厂正与浙江大学合作,将污泥干化造粒,生产的粒子提供给热电厂作燃料。

污泥焚烧是使污泥中的碳水化合物转变成二氧化碳和水,同时在高温中杀灭细菌、病毒,回收焚烧过程中产生的热能,是一种彻底处置污泥的方法。常州市每天产生200吨的污泥,无害化处置污泥一直是困扰着该市的主要环境问题。常州市排水管理处经过调研和权衡,选择焚烧作为污泥的最终处置方法。经过常州市排水管理处、常州市第一热电厂、无锡锅炉厂和常州市政设计院等单位的共同努力,在常州热电厂现有用于产生蒸汽和发电的大型循环流化床锅炉上,增加了一个输送设备,把污泥通过压力泵送到温度高达900多度的锅炉内燃烧,焚烧的效果非常好。经过测算,改造设备的总投资为49万元,每吨污泥的运行费用为63元,加上运输费每吨污泥的综合处置费为80多元,仅为卫生填埋和干化处置费用的50%。而且污泥经焚烧产生的泥灰还能和锅炉原先煤灰一起成为制砖原料。

从调查情况可以看出,由于目前江苏省各地对污泥处置水平存在着参差不齐的现象,污泥处置已成为环境保护的一个突出问题。从这次调查情况看,首先,目前许多地方管理部门对污泥的处置,还存在一些错误认识。有的人认为污泥不需要处理,直接丢弃即可。

其二,现有管理体制不利于解决城市污泥处置。现有管理体制存在最大问题是污泥处置责任主体不明和污泥监管严重缺位。污泥处置责任主体不明的主要原因:一是由于传统的污水处理厂是为政府服务的附属实施机构,无法独立承担有关责任,而许多城市在建设污水处理厂时,并未考虑配套的污泥处理系统;二是污泥处理没有专门的经济支撑体系,原来征收污水处理费中没有包含污泥处置费用;三是过分强调“资源化”技术路线,误导了企业和政府,把污泥处置仅作为有价值的资源,而不是一种责任。

其三,忽视了污泥排放的监控监督。与污水处理的监管相比,政府对污泥处置监管严重缺位。污泥处置缺少系统规划,而各个城市总体规划中均未涉及污泥处置内容,更无专项规划。

其四,现有运营机制不利于解决污泥处置问题。虽然国家允许各类资本进入基础设施、公用事业等建设领域,但在实际操作中,许多地方仍有政府对其进行垄断性经营,民营企业很难涉足其中。因此,污泥处置单纯依靠政府出资解决,不能充分发挥民间资本推动作用,难以促使污泥处置产业化的发展。

其五,污泥处置立法明显滞后,相关标准缺乏系统性、科学性。目前,我国的污泥处置产业刚刚起步,相关的政策法规、标准和管理体系很不完善,对污泥的处置工艺、标准尚无统一的规定,更没有对污泥处理企业进行客观评判的评价体系。目前我国与污泥处置相关的标准仅有《农用污泥中污染物控制标准》、《城镇污水处理厂污染物排放标准》和《城市污水处理厂污水污泥排放标准》三项,已不能满足要求,更起不到控制污染的作用。

江苏:污泥安全处置须多管齐下

为扶正“重水轻泥”的天平,加快江苏省污泥安全处置步伐,江苏省从事固废管理的专家们建议:首先,要建立完善污泥监管的法规体系和污泥处置标准。结合省情,制定《污泥处置管理办法》、《污泥处理处置技术政策》等;在我国现有法规中,补充完善城市污水处理厂污泥处置要求,使有关部门能够依法加强监督管理。制订科学的污泥处置标准,是监控污泥处置、选取合理技术路线和采取有效技术政策的重要前提。要对城市污水处理厂污泥的管理和处置,提出综合性要求,对重金属、病原菌和有机污染物等指标进行严格限制。

第二,明确污泥处置的责任主体。目前,大部分城市污水处理厂属事业单位性质,政府仍是污泥处置的责任主体。随着污水领域政企分离逐步到位、污水收费逐步市场化运作、技术路线逐步明确,应在政策上明确污泥处置的直接承担主体是污水处理企业,而污水处理企业负有对污泥达标处置的责任。如果污泥处理处置不当,污水处理企业要承担首要责任。当然,征收的污水收费中,要包含污泥处置所需的费用。

市政污泥处理的主要方法例2

随着我国城市化进程的加快,城市污水处理率逐年提高,城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加。未经恰当处理处置的污泥进入环境后,直接给水体和大气带来二次污染,不但降低了污水处理系统的有效处理能力,而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁。

但是,受城市污水处理建设发展水平和认识程度的限制,我国对污泥的处理处置始终没有引起足够的重视。面对污泥处理处置实际工程需要的冲击和国际诸多技术产品片面促销的局面,管理体系及技术支撑等领域已经呈现出混乱的趋势。而且,管理体系的欠缺、系统研究的缺乏和技术体系的紊乱等,已经给工程建设和运行管理造成了诸多难以解决的问题。本文将对污泥处理处置存在的普遍性误区以及技术路线的错误认识等阐述我们的观点。

一、我国污泥处理处置的背景与问题

据估算,目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量(干重)大约为130万吨,而且年增长率大于10%,特别是在我国城市化水平较高的几个城市与地区,污泥出路问题已经十分突出。如果城市污水全部得到处理,则将产生污泥量(干重)为840万吨,占我国总固体废弃物的3.2%。

目前,我国污泥处理处置主要方法中,污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31%、其它处置约10.5%、没有处置约13.7%,这些所谓的"处理"和"处置"基本上都是在特定的条件下估算的,严格来说以上数字将会有很大变化。据统计,我国用于污泥处理处置的投资约占污水处理厂总投资的20~50%,可以看出,污泥处理处置处于严重滞后状态。

污泥处理处置问题已经在大城市中显现出来。早期的污水处理厂,由于没有严格的污泥排放监管,普遍将污水和污泥处理单元剥离开来,为了追求简单的污水处理率,尽可能地简化、甚至忽略了污泥处理处置单元;有的还为了节省运行费用将已建成的污泥处理设施长期闲置,甚至将未做任何处理的湿污泥随意外运、简单填埋或堆放,致使许多大城市出现了污泥围城的现象并已开始向中小城市蔓延,给生态环境带来了极不安全的隐患。目前我国虽然对污泥问题开始关注,但仍然停留在技术层次,2003年开始,我国主要大城市,开始尝试进行污泥处理处置规划,对其技术方案进行了充分论证,如:广州市近期采取生污泥填埋,远期将用于农肥;深圳市已完成专项规划,拟采取热干化加焚烧工艺;上海市则根据不同情况,采取处理分散化、处置集约化、技术多元化的方针;天津市计划建设3座污泥处理场,采用污泥消化发电工艺,但尚无污泥最终处置的方法;北京市污泥处理处置专项规划还未经审批,土地利用将是主要发展趋势。

由设计院为主导组织编制的污泥处理处置规划,主要内容为技术规划和技术方案,其系统性不够强,基本未涉及管理体制、责任划分、相关政策、公众参与等内容。但事实上却恰恰相反,污泥问题的解决极需管理体制、市场机制、标准体系、技术政策等方面的系统性支撑。

二、污泥处理处置的国际经验

污水和污泥是解决城市水污染问题同等重要又紧密关联的两个系统。污泥处理处置是污水处理得以最终实施的保障,在经济发达国家,污泥处理处置是极其重要的环节,其投资约占污水处理厂总投资的50~70%。

污泥处理处置方法主要有填埋、焚烧和多种形式的土地利用。由于各国具体情况不同,选择的方法各有侧重。在美国土地利用逐渐占据主角,80年代末以填埋为主约占42%,1998年土地利用急剧上升至59%,预计2005年土地利用的比例将上升至66%;日本由于国土面积较小,以焚烧为主约占63%,土地利用22%,填埋5%,其它约10%;欧盟各成员国的侧重不尽相同,目前卢森堡、丹麦和法国主要以污泥农用为主,爱尔兰、芬兰和葡萄牙等国污泥农用的比例还会逐步增加,而法国、卢森堡、德国和荷兰则计划加大焚烧的比例。即使一个国家的不同地区也有所侧重,如在英国北部大型工业城市,由于污泥中重金属含量较高且含有一些有毒成分,因此焚烧比例较大约占50%,而英国的其它城市则以污泥土地利用为主。

以上分析得到两点启发:一是各国都把污泥处理处置作为污水处理系统的非常重要的环节,给予巨大投入,使污染治理能划上一个完整的句号,这是成熟的污水处理思路;二是不同国家和地区因地制宜地采取了适合各自国情的污泥处理处置技术路线,主要考虑因素为产业结构、土地资源、城市化程度等。

三、污泥处理处置术语

讨论污泥问题,应先澄清污泥处理处置的术语。我国目前对污泥处理和污泥处置还没有准确的解释,造成概念不清。目前,有两个主导性观点:一是以污泥稳定化为界限,稳定化前为污泥处理,稳定化后为污泥处置;另一观点则认为以污水处理厂厂界为准,厂内为污泥处理,厂外为污泥处置。

处理、处置概念的混乱,导致污泥处理、污泥处置目标不明,进而影响到管理定位、技术路线选取和技术标准的制定。为了便于研讨,我们提出明确的定义,作为本文讨论的基础和业内同行的参考。

污泥处理(sludge handling or sludge treatment):污泥经单元工艺组合处理,达到"减量化、稳定化、无害化"目的的全过程。

污泥处置(sludge disposal):处理后的污泥,弃置于自然环境中(地面、地下、水中)或再利用,能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式。

四、污泥处理处置的责任主体

污泥处理处置问题首先源于管理体制上的混乱,而管理体制的混乱首先是责任主体的缺位。

污泥处理处置责任主体不明确,是制约污泥处理处置管理体制得以理顺的关键因素。责任主体不明确有三个主要原因:一是传统的污水处理厂并非一个民事法人主体,而是事业单位,是为政府义务服务的附属实施机构,无法独立承担有关责任;二是污泥处理没有专门的经济支撑体系,一般城市污水收费尚不足以维系运行,污泥处理运行费更无着落,使得责任被旁置;三是过份强调"资源化"技术路线,误导了企业和政府把污泥处理处置作为有价值的资源,而非一种责任。

随着污水领域政企分离逐步到位、污水收费逐渐实施及技术路线逐步明确,应在政策上明确污泥处理处置的直接承担主体是污水处理企业,污水处理企业负有对本企业所产生污泥合理处理并最终达标处置的责任。污水处理企业可以选取不同处理和处置方式,也可以采用委托等方式和其他单位建立合同关系、并有义务告知委托单位污泥处理处置所需达到的要求,同时还应保留全部污泥及其出路的完整记录。如果污泥处理处置不当,污水处理企业将承担首要责任。当然其前提是污水收费必须包含污泥处理所需的费用。

目前大部分城市污水处理厂属事业单位性质,城市政府仍是污泥处理处置的责任主体。如果忽略了污泥问题,我们认为是注重短期利益的体现。

五、污泥监管严重缺位

政府高效监管是有效解决污泥处理处置问题的关键。但是对污泥的长期忽视以及污泥排放的间歇性造成了监控的难度,与污水处理的监管相比,政府对污泥处理处置的监管更为困难。

政府有关部门须高度重视污泥处理处置的重要性和对环境影响的安全性,加强污泥处理处置的管理、监控,加强社会宣传,提高公众认知。将污泥科学纳入政府监管的序列;同时还应公开污泥的处理处置方式,将舆论监督作为政府监管的辅助手段。

污泥处理处置的管理缺位还表现在缺少系统规划。国内各城市的总体规划中尚未涉及到污泥处理处置内容,更无专项规划。目前仅深圳、上海、北京等大城市初步尝试了污泥处理处置专项规划的编制,但仅限于技术性规划,应在系统性方面进一步提高完善,而其他绝大部分城市尚未开展污泥处理处置的规划工作。专项规划是污泥处理处置的指导性方针,它的缺乏必然使污泥的处理处置处于无序状态,给监控、管理带来混乱。各地区应根据自身的具体情况尽快编制专项规划,并注意近远期相结合,同时尽可能与污水处理规划同时编制以便于协调和统一。

六、相关标准缺乏系统性、科学性

系统的、科学的污泥处理处置标准是监控污泥处理处置、选取合理技术路线和采取有效技术政策的重要前提。目前我国与污泥处理处置相关的标准仅有《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)和《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)三项。《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84),为 1984年制订颁布,距今已有20年,从未进行过修订。其中重金属指标需要重新研究,有机污染物指标明显不足,病原菌指标更是空白,已经不能满足使用要求,更起不到控制污染的作用。《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93),是控制城市污水处理厂污泥排放的标准。其中多是原则性的文字,仅对脱水后污泥含水率有明确的要求(小于80%),而对有机污染物、病原菌并没有准确、完整的指标,对重金属更是没有任何的限制。《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)是最新的比较综合的城市污水处理厂污染物排放标准,对污泥脱水、污泥稳定提出了控制指标,对农用污泥中重金属和有机污染物提出了限值。但是,对于污泥稳定化指标缺乏测试手段相配合,从而实际上无法检验。对上游污染源的重金属污染物排放缺乏有效的管理。因此,对城市污水处理厂污泥排放仍然无法实行有效的管理,将导致污泥对环境造成二次污染。

此外,我国标准的制订、评价、修改缺乏规范化和完整性的体系,致使标准修订不及时,各标准间缺乏协调和统一性。

国外现行的标准值得我们借鉴。美国1993年2月颁布的《有机固体废弃物(污泥部分)处置规定》(EPA503标准),以及欧盟于2000年修订的86/278/EEC标准,都对城市污水处理厂污泥的管理和处置提出了综合性要求,对重金属、病原菌和有机污染物等指标均有严格的限制。

在污泥相关标准的修改与制定上,须重视污泥处理处置的安全问题,特别要注意对生态环境长期影响的监控。污泥填埋和焚烧,可以参考已有的垃圾填埋和焚烧的标准;污泥的再利用,应该分别符合相应行业的现行标准、规定,并结合城市污水处理厂污泥的特性补充现行标准、规定中缺少的指标;污泥土地利用中涉及农用的污染物控制标准(GB4284-84)必须重新修订,并增加污泥施用管理规定,包括施用地点、施用周期、最大施用量等内容,同时制订污泥质量和土壤质量监测的有关规定。

七、污泥技术路线的若干误区

1、对污泥资源化的认识

误认为污泥就是资源,强调污泥处理处置的资源化和经济效益,并以资源化为首要目的。个别企业利用这一误区强调个别单元工艺可以实现能量回收和物质回用,割裂其他处理处置过程需要投入的能量和费用,误导了技术的选取和对污泥资源化的认识。

我们认为,污泥的处理处置必须总体考虑,不能分割整个处理处置过程而强调某一局部单元工艺的效果。污泥处理处置不是以经济效益和赢利为主,而是以保护生态环境、治理环境污染为目的,因此污泥处理处置是社会公益事业,需要政府投入和建立收费体系来支撑。污泥处理处置应该以"减量化、稳定化、无害化"为目的,"资源化"并不是最终的目的,应尽可能利用污泥处理处置过程中的能量和物质,以实现经济效益和节约能源的效果,实现其资源价值。

例如:污泥堆肥和污泥焚烧都是污泥处理的手段,而不能以生产产品、获得能量以谋取经济利益为最终目的。总体来说,污泥堆肥、污泥焚烧等投入的能量和资金必然大于能量回收和物质再利用的收益。

2、技术路线的选择

污泥处理技术主要有污泥浓缩脱水、好氧消化、厌氧消化、干化、堆肥和焚烧等。污泥处置技术主要有填埋(包括地面、地下和水中)和土地利用。

有些人错误的认为污泥干化焚烧是当前最先进的污泥处理技术,代表污泥处理技术的发展方向,因而不加分析的加以推广。个别企业以

我们认为,不同国家的技术路线是不尽相同的,同一国家不同地区也存在差异,因地制宜应该是技术路线选择的基本思路和原则。我国地域辽阔,不同地区的自然环境、人文环境、产业结构和经济发展水平都不同,各地区应从自身特点出发,采取适宜的技术路线。同时,国外技术必须和我国具体国情相结合,切不可生搬硬套。

针对我国国情,污泥干化焚烧工艺虽然成熟稳定、减量效果明显,且占地少,但其工程投资和运行费用相对较高,且各污水处理厂污泥的泥质和热值也不尽相同,因此必须进行经济比较,而不能不加分析的无限制的推广应用,在大城市、大型城镇群以及用地紧张地区比较适用;污泥堆肥必须结合用户的需求,在市场调研的基础上,可以考虑推广应用;污泥厌氧消化与污泥好氧消化相比,能耗小、能源可回收利用、经济性较好,可以实现污泥的稳定化、无害化,应该大力推广应用;我国土地资源比较多,多种形式的土地利用是适合我国国情的污泥处置技术,在有条件的地区可以加以推广应用。

八、技术政策基本空白

技术政策是技术路线的有效实施的重要保障。我国污泥处理处置的技术政策现在仍属空白,需要从以下几方面着手解决:

建立污泥处理处置的评估体系。立即开展我国污泥产量、污泥质量、污泥处理处置及再利用现状的调研与评价工作;加快城市污水处理厂污泥处理、处置技术政策的编制工作;抓紧建立污泥处理处置技术的评价体系和方法。

鉴于目前用于污泥处理处置的资金不足,须制定有关建设和运行的保障性鼓励措施,污泥处理处置应与污水处理同等重视。根据当地实际状况,制定合理的污水收费政策和体系(应包括污泥处理处置运行费用)。

市政污泥处理的主要方法例3

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.087

截至2015年9月底,全国设市城市、县(以下简称城镇,不含其它建制镇)累计建成污水处理厂3830座,污水处理能力达1.62亿立方米/日,年产生含水量80%的污泥4000多万吨,污泥产量呈逐年上升趋势。污泥主要来源有初沉污泥,剩余活性污泥,腐殖污泥,消化污泥和化学污泥,浓缩了废水中所含的有机物、重金属、致病微生物等有害物质,若未能得到良好的处置,必然对环境造成更严重的污染[1]。就全国而言,仅有不到20%的污泥经过无害化处置,针对各地区污泥产量及特性的不同情况,污泥中成分及特性的分析迫在眉睫,这将影响污泥处理处置技术的选择。

本文在调研某市市政污水厂的基础上,对其市政污泥进行取样检测,并提出该市市政污泥的处理处置建议。

1 调研取样及分析方法

1.1 污泥调研取样方法

本文调研对象为某市的大、中型(≥5万m?/天)市政污水厂,共6家(按1#,2#……6#编号),并对其产生的污泥进行取样分析。调研要求包括收集该6家市政污水厂污水量、污泥产量、脱水方式、脱水后污泥含水率等情况,并对出厂的市政污泥取样2kg进行成分检测,分析该市市政污泥的特性。

1.2 成分检测方法

市政污泥各项目的检测方法见表1。

2 结果及分析

2.1 污水厂调研情况

由表2可知,调研的6家污水厂中,1#,4#,5#污水厂污水来源是生活污水与工业废水的混合物,由于污泥的组成与污水来源、处理工艺、城市居民的生活水平等有关[2],则出泥中也会含有一定比例的工业污泥。污泥脱水方式采用了带式脱水与离心脱水方式,根据普通机械脱水的效果,脱水处理后的污泥含水率在80%左右,带有大量结合水,且污泥结构疏松,有巨大表面积与高度亲水性[3],还需进一步对污泥进行稳定化与无害化处理。

2.2 污泥浸出重金属含量结果及分析

将污水厂污泥样品按照《固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法》(HJ557-2010)对污泥进行浸出重金属检测,结果见表3.

由表3可知,选取的6家污水处理厂出厂污泥浸出重金属含量相差不大,其中浸出量较大的元素是锌、镍、铜,但均低于《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》GB5085.3-2007与《城镇污水处理 污泥处置 单独焚烧用泥质》(GB/T 24602-2009)。

2.3 污泥中的元素与热值分析

对6家市政污水厂的污泥进行取样,对污泥中的元素及热值进行检测分析,结果见表4。

注:按照Dulong公式进行计算:

高位发热量:34000×C/100+14300×(H-O/8)+10500×S/100

低位发热量:高位热值-2500×(9H/100+W/100)

由表4可知,碳、氢元素的含量越高,污泥的热值也越高,这与马蜀等人得出的结论相似,污泥中的碳、氢、氧、氮、硫决定了污泥的燃烧特性与热值[4]。污泥含水率的加权平均值为85.2%,而污泥中的水分是污水处理厂污泥热值的重要影响因素,当污泥含水率达到79.9 %时,其热值将全部用于污泥水分的蒸发,能量损失达到100%[5]。若污泥最终处置采用焚烧方式,应进一步降低污泥含水率。

由图1可知,计算的污泥低位干基热值与测试值结果相近。其中,1#、4#和5#污泥热值低于加权平均值,这是由于这些市政污水厂中混入了不同比例的机加工及光电子生产废水,对污水厂污泥的热值产生了负影响。污泥热值测试值的加权平均值为1.36×104 kJ/kg,而中国大部分城市的污泥干基热值均值为11850 kJ/kg,该市的污泥低温干基热值较高于中国大部分城市的污泥,而且高于右江矿区的褐煤热值实测值1.21×104 kJ/kg[6]。但是,日本、美国、德国等发达国家的污泥干基热值均值在15257~19019 kJ/kg[7],该市污泥的干基热值相比欧美等发达国家低了10.9%~28.5%。

3 污泥处理处置工艺路线建议

根据孔祥娟等人对污泥处理处置技术的研究[8],关于生活污水及工业废水的混合污泥建议采用的处理处置方案有:热干化+焚烧,工业窑炉协同焚烧,石灰稳定+填埋,深度脱水+填埋。其中,填埋处置方式由于场地的使用条件,及对周围土壤和地下水环境的影响,污泥填埋处置在中国的应用将受到限制[9]。

根据表4中污泥低位干基热值的测试值,将污泥含水率降至55%时,污泥热值均值可达到6120 kJ/kg,满足《城镇污水处理 污泥处置 单独焚烧用泥质》(GB/T 24602-2009)中污泥自持燃烧低位热值5000 kJ/kg以上的要求,可采用降低污泥含水率后焚烧的工艺路线,污泥焚烧工艺能实现彻底的减量化,使污泥减量化达90%,建议采用热干化+焚烧或协同焚烧的处置方式。

4 结论

(1)该市6家污水厂以生活污水的处理为主,出厂污泥浸出重金属含量均低于《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》GB5085.3-2007c《城镇污水处理 污泥处置 单独焚烧用泥质》(GB/T 24602-2009);(2)污泥中的水分是污水处理厂污泥热值的重要影响因素,该省市污泥含水率的加权平均值为85.2%,应进一步降低污泥含水率;(3)污泥热值测试值的加权平均值为1.36×104 kJ/kg,高于中国大部分地区的污泥热值,建议将污泥干化后采用焚烧或协同焚烧的污泥处理处置技术路线;(4)建议增加对该市污泥重金属总量的检测,分析污泥中的重金属形态分布特征,评价污泥进行土地利用的可行性。

参考文献:

[1]王云江.市政工程概论[M].中国建筑工业出版社,2011.

[2]李艳霞,陈同斌,罗维等.中国城市污泥有机质及养分含量与土地利用[J].生态学报,2003,23(11):2464-2474.

[3] 郭广慧.我国城市污泥中养分和重金属含量及农用潜力分析[D]. 西南大学,2007.

[4]马蜀,高旭,郭劲松.城市污水处理厂剩余污泥的元素含量分析[J].中国给水排水,2007,23(19):60-63.

[5]陈萌,韩大伟,吉芳英等.城市污水处理厂污泥热值及影响因素分析[J].给水排水,2008,34(04):37-40.

[6]崔凤海.中国主要褐煤矿区高位发热量的计算[J].洁净煤技术, 2003,9(04):47-49.

市政污泥处理的主要方法例4

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(b)-0-01

1 背景

污泥是污水处理的必然产物,是污水中污染物转化的归宿。如得不到安全、稳定、规范化的处置,将会大大削弱污水厂的减排效益,造成严重的二次污染。因此,污泥的规范化处置问题目前已成为继污水处理后各级政府和部门关注的焦点,是城市排水行业面临的迫切问题。污泥的出路问题已成为城镇污水处理行业可持续发展的“瓶颈”。目前苏州市区,有福星、娄江和城东三座污水处理厂,处理能力36万t/d,实际处理量约为24.5万t/d,产生含水率为80%的脱水污泥约230 t/d,主要运往常熟田娘农业科技公司进行生物堆肥处理,少量运往吴中区江远热电厂与煤直接混烧。现有的污泥处置格局主要存在以下几方面的问题:(1)由于受堆肥产品的市场制约,以及生物堆肥对周边环境的影响比较明显等,目前的污泥主要通过常熟田娘公司进行处置的风险很大。(2)江远热电厂的处理能力仅为100 t/d,主要为吴中区服务,并且积极性不高。因此,只能临时帮助处理极小部分污泥。(3)目前市区污泥全部通过社会化、市场化处理处置,存在很大的不确定性和风险性。(4)污泥处置管理缺失,建设主体不明确,运行费用没有合理的价格机制,缺乏有效的污泥处置管理制度。

2 周边城市、地区的污泥处置情况

2.1 苏州工业园区

目前,工业园区与法国苏伊士环境集团合资成立了工业园区中法环境技术有限公司,建设污泥干化项目,规模200 t/d,利用热电厂的蒸汽进行干化后,进入热电厂燃煤锅炉焚烧。

2.2 苏州高新区

高新区的污水厂污泥暂由七子山垃圾场填埋,与垃圾填埋场有处理渗滤液的协议。根据建设部《城镇污水处理厂污泥处理处置 混合填埋泥质标准CJ249-2007》,污水处理厂污泥含水率一般在80%左右,不能用于卫生填埋。因此,目前高新区正在开始探索焚烧等其他出路。

2.3 宁波市

宁波市出台了《宁波地区城市污泥无害化处置方案》,利用该市周边热电厂比较多的有利条件,大力推广污泥到电厂焚烧的处置方式。由于这些热电厂可以享受到焚烧污泥后上网电价补贴的政策,企业的积极性也较高,主动投资建设污泥的干化设施,再投入锅炉焚烧,以提高处理能力和稳定性。

2.4 杭州市

目前,杭州市污泥的处置方式主要是填埋或堆放,污泥的规范化处置问题也十分紧迫。经过近几年的研究探索,最终确定焚烧作为主要的处置途径。另外,临近的上海市、无锡市也已建成或开始建设污水厂污泥干化焚烧项目。

3 适合苏州市区污泥处理处置技术路线分析

3.1 卫生填埋

根据国家标准,污泥进行填埋处理的含水率必须小于60%。而目前市区污水厂的脱水污泥含水率为80%左右,不能达到填埋的要求。另外,我市垃圾填埋场的库容已严重不足,通过卫生填埋来解决污泥出路已无可能。

3.2 建材利用

污泥的建材利用尤其是作为水泥原料,可以比较好地解决污泥的减量化、稳定化和无害化问题,是一种比较好的处置途径,受到国内外的肯定。但由于中心城区原有的水泥厂将全部外迁,且我市尚未有专门采用污泥做建材的生产企业,因此,污水厂污泥直接建材利用的途径在我市行不通。

3.3 土地利用

污泥土地利用主要包括土地改良和园林绿化等,污泥农用由于有直接进入食物链的可能,现在仍有争议。污泥的好氧高温堆肥工艺是一种资源化利用污泥的有效途径,投资省,运行费用低,能充分利用污泥中的有机质、氮和磷等养分,但堆肥过程需要的时间较长,占地面积大,并在生产过程中会产生异味。同时,堆肥产品的市场销售存在一些不确定因素,有可能出现污水厂泥满为患,影响正常运行。

3.4 干化焚烧

污泥的焚烧是一种最彻底的解决方法,较好地实现了污泥的减量化、无害化、稳定化。建设独立的污泥干化焚烧项目,对于政府履行污泥的处理处置责任是一种最安全、最稳定的方法。从调研的情况来看,限制这种方式应用的主要困难在于投资大、运行成本高。从项目的实施角度来看,环评公示时当地居民的意见也是一个不可忽视的因素。综上所述,结合苏州市区实际特点,几种污泥处置方式的比较结果见表1。

4 结语

4.1 巩固发展污泥堆肥处理

苏州市区的污水大多为生活污水,泥质基本符合污泥农用的技术要求,目前污泥堆肥产品有一定的销路和市场份额。从国家的宏观层面来看,也鼓励在有条件情况下,采用高温好氧堆肥工艺,实现污泥的无害化和资源化。但是,从堆肥产品在我市的市场容量来看,只能满足市区部分污泥的处理处置需要。因此,政府相关部门应对常熟田娘农业科技公司给予必要的技术、政策等方面的扶持,帮助企业健康发展。

4.2 尽快上马干化焚烧项目

采用干化焚烧工艺尤其适合于经济发达、人口密集、土地资源紧张的城市。因此,同济大学在编制我市污泥规划时,综合考虑国内外现有的污泥处置技术优缺点、实际应用中的经验教训以及发展趋势,提出了将污泥干化焚烧作为苏州市污泥最终处置的主要方式。为切实解决市区污水处理厂污泥处置的安全性、稳定性和可持续性问题,应尽快上马污泥干化焚烧项目。建议设计总规模600 t/d,征用土地50亩,分二期建设,一期300 t/d,投资估算约2亿元。污水处理厂污泥处置事关污水处理厂安全稳定运营以及保护和改善生态环境大局,地方政府责无旁贷。如果完全通过市场化途径交由社会企业进行处置,则将始终处于比较被动的局面,包括处置能力、处置费用等方面都存在较大的风险和不确定性。为增强政府对污泥处置的调控能力,推进“三区三城”建设,应抓紧建设污泥干化焚烧项目,尽早建成投产,以确保污水处理厂的正常运转,较好地实现污泥的减量化、无害化、稳定化和资源化的处理处置目标。

参考文献

市政污泥处理的主要方法例5

中图分类号:X705 文章编号:1009-2374(2016)31-0066-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.034

在城市污水的处理中会出现大量的衍生品,市政污泥就是其中之一。通常,市政污泥由各种细菌菌体、胶体、有机残片与无机颗粒等组成,其结构非常复杂,是一种特殊的非均质体。从性质方面来看,其有机物所占比例往往超过一半,N、P等营养物质的含量非常高,其中N的含量大多为1.5%~7.0%,而P的含量则为0.8%~3%。城市污水的水质处理方式及应用技术会直接关系到市政污泥的产量。在污水处理的过程中,其所产生的污泥约占其总量的3‰~5‰。相关资料显示,截至2005年底,我国共建成764座城市污水处理厂,每日的污水处理能力达到5220万方。其中城市生活污水的处理率约为37.4%,年度污水处理总量超过108.4亿方。这之中其每年所产生的市政污泥量达到150万吨,且这一数量还在不断增长,年增长量约为10%。

从整体上来看,我国市政污泥具有结构复杂、产量大等特点,其大多富含有机物,极其容易腐蚀,散发出恶臭,给环境带来二次污染。我国市政污泥的这些特点恰恰使得其在处理后可以被用作肥料,具有非常高的利用潜力。

1 我国市政污泥的处理现状

同西方发达国家相比,我国市政污泥的处理水平相对低下,所采用的技术与装置等均处于初级水平。据不完全统计,我国当前能够对污泥进行有效处理的污水处理设备,还不到总量的一半。拥有较成熟工艺和相对完善的配套设施的仅仅为总量的10%。这其中,运行良好,能够具备良好处理效果的更是少之又少。大部分的优良设备都是集中于大型污水处理厂中的,而中小型污水处理厂则大多缺乏配套设施与处理装备。这直接导致我国大量的污水污泥没有经过充分处理,就采用脱水等简单办法处理,最终加以掩埋与焚烧。这种方式带来了诸多不利,具体体现在如下三个方面:一是由于所需要处理的量非常庞大,致使需要花费不少的成本来安置污泥;二是污泥的稳定性非常差,在土壤和空气中,其内在的有机成分会容易变质,从而给环境带来二次污染;三是污泥内的各种物质资源没有得到充分的利用,使得资源浪费。显而易见,这些都与可持续发展的目标背道而驰,亟待解决。

例如,上海的某一污水处理厂,其每日所产的污泥量约为250方,这些污泥的含水量约为97%。我们可以从经济与环境效益的角度考虑,将污泥好氧消化处理工艺下的效果和传统处理方式下的效果加以比对。好氧消化处理工艺通常要先经过好氧消化处理,再进行脱水,最后进行填埋;传统处理方式则只需要经过脱水,就进行填埋。经过对比发现,经过好氧消化处理工艺的处理,污泥具有非常强的稳定性,不会给环境带来二次污染;而在传统工艺技术下,污泥的稳定性极差,很容易威胁环境。也就是说,不管从经济成本方面还是环境效益上,市政污泥的处理都是具有显著效果的。从我国城市建设与经济发展的角度来看,我国亟需加大市政污泥处理设备的投入,全面提高污泥的处理效果。这将是我国加强环境保护工作的重要任务,具有非常强的紧

迫感。

2 我国市政污泥处理目标及发展趋向

目前,全球在进行污泥处理的过程中,大多遵循“减量化、稳定化、无害化、资源化”这一原则进行。整个污泥处理最终要达到对环境无危害的目的。从《城镇污水处理厂污染物排放标准》内的有关内容来看,城镇污水处理厂应先对污泥进行稳定性处理,使得其最终符合如下标准:一是在厌氧消化措施下,其最终的有机物降解率应达到40%以上;二是在好氧消化的措施下,其最终的有机物降解率应达到40%上;三是在好氧堆肥这一措施下,其含水量应低于65%,有机降解率应高于50%等。在减量方面,其控制目标设定为:所经过处理的污泥,其在脱水处理之后,含水量应少于80%;在无害化的要求之下,最终处理得到的污泥其所带有的病原体应该符合相关要求,常见的病原体主要包括大肠杆菌、肠道病毒、寄生虫卵等,其中蛔虫卵的死亡率必须高于95%。

尽管我国对污泥处理的最终结果设定了一系列标准,但是从实际状况来看,污泥处理场地附近仍出现了多种不良问题。很多新闻报道都曾提到过在污泥使用的过程中,居民出现了诸多不良症状,如全身红疹、嗓子痛、红眼病及肺病等。在未来我国将进一步加强污泥处理力度,对污泥中的病原体进行杀灭处理,使得其符合EPA的现行标准。在现有的检测技术之下,处理好的污泥应不带有病原体,这是ERA对于A类生物固体所设定的标准,这一标准将对我国污泥处理的发展指明方向。

随着我国经济水平的不断提升,人们的环境保护意识不断提高。在可持续发展观念的指引下,污泥的资源化处理也得到社会各界的关注。有关污泥资源化处理的理念主要有如下两方面:一是生物肥料等方面,这是将污泥处理成为可以再次利用的资源,使之能够变废为宝;二是经济效益方面,主要指的是节能与省耗,多侧重于处理工艺上。

3 我国市政污泥处理技术的应用现状

3.1 污泥脱水与浓缩技术

当前,污泥减容所采用的重要技术为污泥脱水与浓缩技术。在各种浓缩方法中,浮选浓缩与重力浓缩被应用得最为广泛。与西方国家相比,我国所采用浮选浓缩与重力浓缩办法效率非常低下,且其对占地面积有着非常高的要求,往往要投资不菲的工程成本,管理控制操作也存在非常大的难度。

在传统污泥脱水处理的过程中,其主要是借助自然干化来达到脱水目的。这种方式下,其往往对场地面积有着非常高的要求,且环境状况非常差,有二次污染。这种方式现在已经很少被使用了。目前使用的污泥脱水设备多包括板框压滤机、离心脱水机、带压压滤机、叠螺脱水机、真空过滤机等。针对不同理化性质的污泥,污水厂在建设与配套设置方面也会有所不同,其场地面积、投资成本会因实际状况而有所不同。

3.2 污泥消化稳定技术

相关数据显示,当前我国仅有3%的污水处理厂引入了污泥消化稳定设备,如污泥厌氧消化系统,其中能够正常运作的仅仅为1%。目前,在污泥消化稳定技术方面主要有厌氧消化与好氧消化两种技术。前者是目前应用得最为广泛的污泥生物处理技术,多见于大中型污水处理厂;后者则采用污泥高温微好氧消化技术与好氧堆肥技术。其中厌氧消化技术具有运行成本低、能耗小的特点,其处理得到的污泥具有非常强的稳定性,且能够得到沼气等副产品。该技术在处理污泥时往往需要25~30天的消化周期,能够减量30%的污泥量,清除30%~50%的有机物。最终得到的污泥可以被应用到农业生产中,具有非常强的经济价值。但是这种技术的总投资成本高昂,对技术与操作等方面都有着非常高的要求,所生产的甲烷等副产品也存在一定的安全隐患。

3.3 污泥处置技术

在对污泥进行脱水处理后,很多污水处理单位会采用卫生填埋的方法来处置污泥。相关资料显示,我国每年约有63%的污泥被填埋处理掉。在填埋过程中,污泥应具备一定的抗压强度与剪切力,其含水量必须要小于60%,有机物的含量必须低于30%。为了达到卫生标准,很多填埋场都引进了深度脱水设备与石灰稳定固化设备。这种污泥处置方式具有成本低廉的特点,但也非常容易造成环境污染,给地下水与土壤带来危害。随着土地资源的日益紧张,这种占地面积大的污泥处理方式已经逐步被淘汰了。

在对污泥进行无害化处理之后,可以对其进行土地利用,使其用于绿化、盐碱地改造等工程中。这种方式具有投资少、操作简单的特点。我国市政污泥具有富营养化的特点,氮磷钾等矿物元素的含量非常高,能够有效地改善土壤性质。经过无害化处理的污泥将成为优良的土壤改良剂,这将是我国污泥处理的未来发展方向。然而污泥中往往含有很多有害有毒物质,很难以被降解,对无害化处理技术有着非常高的要求。如果这些物质不能被有效去除,其一旦进入到土壤中,将会污染土壤,造成严重的后果。不仅如此,污泥中的很多重金属元素极其容易被植物吸收,使得人类的食物链遭到破坏,危害人类健康。当前,我国还没有针对该方面出具有效的标准,因此污泥土地利用要想真正实现,还需要经过相当长的发展时期。

将处理后的污泥再经过焚烧之后,可以运用到建材生产中。在西方发达国家,将污泥用作建材生产已经得以实现,有着非常良好的发展势态。在污泥减量化处理方面,焚烧是最有效的处理方式之一。我国市政污泥的含水量非常高,因此多采用干化焚烧的办法,所采用的工艺包括喷雾干化焚烧与硫化床工艺。在焚烧的过程中,所产生的能量可以用于发电。焚烧后所得的材料可以用于生产水泥等建材。这种处理方法需要高昂的投资成本,操作工艺非常复杂,对技术有着很高的要求。随着我国城市化进程的不断加快,这一处理方法将拥有更广阔的发展空间。

市政污泥处理的主要方法例6

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)06-0003-01

随着我国居民生活水平的不断提高,市政污水处理厂数量不断增加,每天产生大量的污泥。如果污泥没有经过妥善的处置,不仅仅会对环境造成严重的二次污染,还会威胁到人类的身体健康。因此,污水处理厂的污泥必须经过妥善的无害化处理,才可能避免对环境的二次污染[1]。

污泥是污水处理厂进行污水处理后产生的副产物,其成分非常复杂,含有大量的氮磷等营养元素、有机质以及重金属物质。如果不经过处理直接排放到大自然中,不只是污染环境,浪费了大量的营养物质。可是进过合适的处理后,我们能够变废为宝,将有毒物质提炼出去以后,能够得到许多有用物质,进行二次利用[2]。

1 污水处理厂污泥处置现状的评价分析

1.1 重污水处理、轻污泥处置

市政污水处理厂普遍存在“重水轻泥”的现象,部分污水处理厂没有把污泥的处理作为其工作的必要组成部分,通常是没有在污水处理厂建成的同时,就设立污泥处理系统,都是后期安装的,且对于污泥处理不够完善,导致污泥处理率低下,所产生的大量污泥没有进行妥善的处置,因此成为污水处理厂中最为薄弱的环节,严重影响了污水处理行业的健康发展。

1.2 污泥处理技术设备落后

目前,市政污泥处理厂所应用的处理工艺,主要包括:污泥浓缩、稳定、脱水以及最终处置等主要过程。其中有些污泥处理技术已经被发达国家所弃用。另外,某些污泥处理技术并不符合我国污泥的特性,对所应用的污泥处理技术根本没有采取相应的调查研究。同时污泥处理设备也相对落后,没有形成一个统一的标准,存在性能差、效率低、能耗高和设备不够专业等问题,亟待我国污泥处理技术的提高和发展[3]。

1.3 污泥处理管理水平低

据调查,部分已建成的污泥处理设施不能完全正常运行。除了是由专业技术水平低导致外,还有管理水平低等原因。部分污水处理厂的操作人员没有专业的管理和实践经验,难以有效地组织工作。缺乏相应专业技术人员,各部分工作和专业不配套,使部分污水处理厂的污泥处理系统无法达到预期效果。

2 市政污水处理厂污泥处置优化策略

2.1 卫生填埋

该方法具有使用普遍、操作简单、处理成本低等特点,把经过脱水处理的污泥直接运送到填埋场进行卫生填埋。但是,从处理过程中发现,把经过脱水处理的污泥直接进行卫生填埋,会产生严重的土地资源浪费,长此以往必然导致填埋成本增加。

2.2 土地利用

通过在农作物当中添加有机肥可以改善土壤,有效提升土壤当中微生物的活性,从而提高化肥的利用率,并进一步提高农作物的产量。但这种有机物也有其弊端,即其养分量较低,需要施用的量很大,且其释放肥效的时间较长,所以不能充分满足农作物的营养需求,只能与无机肥料共同施用来为农作物提供营养。因此,有机无机复合肥是最佳的肥料。现阶段,农用污泥主要采取堆肥技术,其具备卫生条件好及发酵周期短等特点,广泛应用于土地利用污泥方面。

2.3 建材制作

在污泥当中存在大量的无机质,将其加以处理后能够作为建材原料,例如:砖、水泥、纤维板等。处理方法主要有两种:污泥焚烧及干化污泥工艺。其中干化污泥的方法要保证合理的污泥成分,使其成分与建材所需成分相近[4]。

2.4 焚烧

研究得知,每千克干污泥具备8MJ~15MJ的热值,因此,在焚烧污泥前,要先进行干化或半干化,引燃时在其中加入合适的辅助燃料再使其自燃。采用这种方法处理污泥可以将有机物完全碳化并彻底杀死病原体,降低污泥体积,进而彻底处理污泥。

3 结语

终上所述,城镇污水处理厂的污泥处置与我国的环境息息相关,有效加强污泥处置具有重要意义,只有进一步管理好、落实好污泥处置工作,才能有效提高环境质量。因此,应充分结合各地的实际情况,采取有效的污泥处置方法,成立不同的污泥处置项目,将污泥废弃物进行有效管理,进而保证污水处理工作的可持续发展。

参考文献

[1]王易安.城镇污水处理厂污泥处置探析[J].科技创业家,2013(4).

市政污泥处理的主要方法例7

随着政府逐年增加对污水处理工程的投入,城市污水处理设施和污水处理率在不断增加,处理深度也不断得到深化。而污泥作为污水处理过程中的伴生产物,其产量也按比例大幅度地增长,污泥的处理和处置工作已成为当前环境保护工作的重点和难点[1]。

杭州市目前投入运行的城镇污水处理厂有27座,处理规模为221.2万吨/日,污泥产生量约3639吨/日,每年产量近90万吨。预计到2012年,杭州市城镇污水处理规模将达255万吨/日,到2020年,将达369万吨/日。届时,即使污水处理技术得到大幅提高,污泥产生量经技术处理有所减少,但据测算,仍能达到4455吨/日左右。因此如何对污泥处置进行合理的规划,并按此实施处理处置设施,已成为相关单位亟需解决的问题。

1 制定指导思想和规划目标

污泥的处理和处置首先要遵循“以人为本,环境优先”的主线,污泥处置规划一定要从与人们生活息息相关的自然环境出发;第二是“依靠科技进步,进行污泥资源化利用,发展循环经济”,污泥的处置规划需具有长远的战略眼光,只有实现污泥的资源化利用,才能充分体现循环经济这个观点;第三是污泥的“四化”需要分步走,需要先实现污泥的减量化、无害化、稳定化目标,才能进一步去提高污泥的资源化利用率[2]。

在规划指导思想的指导下,结合杭州市城市规划的总体要求和现状条件,按照近期、中期和远期分步骤来确定污泥处置规划目标。同时针对污泥成分的不同(生活污水污泥和工业废水污泥),地域区块的不同(中心城区和郊区)等提出不同的目标要求,

2 污泥数量的测算和性质的检测

只有在对污泥数量进行充分科学测算的基础上才能做出合理的污泥处置规划,这就需要结合排水规划所确定的水量来开展。污水厂污泥的产率系数比较复杂,因此规划时采用的污泥量预测参数需要综合理论计算、实际测定和规划预测等多种因素,这样才能对污泥量做出准确的测算。

同时需对污泥的性质进行检测,包括工业项目分析(收到基水分、干基挥发分、干基灰分和固定碳等),热值分析(干基高位热值、干基低位热值和收到基低位热值等),元素分析(N、C、S、H、O、重金属等),这样才能根据污泥的性质来选择恰当的处置方式。

3 制定相关地方性标准和政策

系统的、科学的污泥处置标准是监控污泥处置、选取合理有效的技术路线的重要前提。目前我国与污泥处置相关的标准有《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)、《城镇污水处理厂污泥泥质》(GB24188-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置 分类》(GB/T23484-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋用泥质》(GB/T23485-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》(GB/T23486-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置 制砖用泥质》(CJ/T289-2008)、《城镇污水处理厂污泥处置 单独焚烧用泥质》(CJ/T290-2008)、《城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质》(CJ/T291-2008)、《城镇污水处理厂污泥处置 农用泥质》(CJ/T309-2009)、和《城镇污水处理厂污泥处置 水泥熟料生产用泥质》(CJ/T314-2009)。同时国家于2009年开始试行《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》。

在国家标准的基础上,结合杭州的自身实际情况,以污泥处置的安全性和环境可接受程度为基本出发点,制定更具有操作性的地方性标准和政策。同时国外现行的标准也值得我们在制定相关标准时加以借鉴参考,美国1993年2月颁布的《有机固体废弃物(污泥部分)处置规定》(EPA503标准),以及欧盟于2000年修订的86/278/EEC标准,都对污泥的管理和处置提出了综合性要求,对重金属、病原菌和有机污染物等污泥指标均有严格的限制。

4 选择污泥处置方法

在确定污泥处置技术之前,需要对国内外的污泥处置方法现状进行深入的研究和广泛的调研。在规划方针和目标的指引下,坚持“以人为本,环境优先”,循环经济和市场运作的理念,结合相关污泥数据和处置标准,选择适合杭州城市特点的污泥处置方法。

国外污水处理行业对污泥的处置已有60多年的历史[3],目前较为成熟的污泥处置方法主要有堆肥农用、焚烧和卫生填埋等。表1对三种主要的污泥处置方法进行了比较[4]。

表1三种主要污泥处置方法比较

项目 处置方法

堆肥农用 焚烧 卫生填埋

技术可靠性 可靠,有较多的应用实践 可靠,有许多工程实例 可靠,有一定的实践经验

操作安全性 较好 较好 较好

选址 大面积选址较困难 容易,可靠近市区建设 较难,要考虑一定的地理适用条件,需远离市区

占地面积 大 小 较大

运输情况及费用 运输比较困难,要考虑到气候等多种因素,费用高 运输容易,如就近焚烧可节约运输费用 运输较容易,但运输距离较长,费用高

适用条件 对重金属、病原菌以及其他有机污染物有一定的限制要求 对热值有一定的要求 适用范围广

资源化利用程度 可以较大程度的利用污泥中的有机物 可以利用部分热能 较低

地面水污染可能 通过适当选址及控制污泥量可避免 较小 有可能,采取措施可防止

地下水污染可能 通过适当选址及控制污泥量可避免 无 有可能,需采取防渗措施,但仍可能渗漏

大气污染可能 可能会有臭味等 产生废气,可以处理,但处理费用较高 有可能,可用导气、覆盖等措施加以控制

土壤污染可能 通过适当选址及控制污泥量可避免 无 限于填埋场区域

管理 较复杂 较容易 较容易

其他费用 最少,但是需要控制污泥中重金属的含量 对污泥含水率有要求,需预先干化,投资及处置费用最高 对污泥含水率有要求,需填埋前将污泥干化,或与其它物质共同填埋

处理成本 低 高 较高

选择合理有效的污泥处置方法,应兼顾到生态环境效益与处置成本、经济效益等各方面的均衡。污泥的处置与资源化相结合,终将成为污泥的唯一出路,其资源化再利用已势在必行。

5 提出污泥处置的管理方法

为了保证杭州市污泥处置规划的有效实施,在工程规划的同时需要开展对政策、管理和实施的研究,建立一套完善的法规和制度。目前仅深圳、上海等大城市初步尝试了污泥处置专项规划的编制,但仅限于技术性规划[5-6]。杭州市也于2010年9月下发了《杭州市污水处理设施污泥处理处置项目建设绩效管理以奖代补暂行办法》规定,对处理污泥特别有效的集中式污水处理设施污泥处置项目建设单位和污泥处置运营单位实行奖补政策,最高奖补金额可达800万元。

鉴于目前国内还缺少污泥处置的专项管理政策和法规,所以国外的先进管理经验值得我们借鉴参考,并结合自身实际情况加以吸收利用。欧盟及成员国是在对污泥有效利用价值充分认识的基础上来制定污泥处置管理政策,同时也考虑到污泥处置可能产生负面影响,进而对各种污泥处置管理方式提出合理的质量控制标准[7]。其污泥处置管理基于以下三个准则:(1)源头控制,这是污泥管理政策的关键因素。如果能从源头上控制污泥的产生,则污泥处置就简单了许多;(2)循环利用;(3)加强最终处置和管理。当不能对污泥进行回收和循环利用时,应尽可能对污泥进行焚烧处理,而填埋仅仅作为最终的处置工艺,同时需对所有工艺过程进行严密的监测。

市政污泥处理的主要方法例8

1 国内外污泥产生量

随着我国社会经济和城市化的发展,城市污水的产生及其数量在不断增长。目前全国已建成运转的城市污水处理厂约427余座,年处理能力为113.6亿立方米[1]。根据有关预测,我国城市污水量在未来二十年还会有较大增长,2010年污水排放量将达到440×108 m3/d;2020年污水排放量达到536×108 m3/d[2]。

污泥是污水处理后的附属品、是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥量通常占污水量的0.3%~0.5%(体积)或者约为污水处理量的1%~2%(质量),如果属于深度处理,污泥量会增加0.5~1倍。污水处理效率的提高,必然导致污泥数量的增加。目前我国污水处理量和处理率虽然不高(4.5%),但城市污水处理厂每年排放干污泥大约30万吨[3],而且还以每年大约10%的速度增长[4]。

西方发达国家由于工业化进程早,经济实力雄厚,所以污水处理技术先进,处理程度较高。但是自从1875年英国伦敦建立世界第一个污水处理厂以来,污泥处理问题便成为市政管理的重要问题之一。随着城市人口的增长、市政服务设施的不断完善、污水处理技术的不断提高,欧、美等发达国家的污泥产量每年大约以5%~10%的速度增长。影响污泥产生的因素来自多方面,污水、污泥处理技术的应用和改善以及人口增长是导致污泥质和量同步增加的主要因素,另外一些环境政策的实施,如禁止污泥陆地填埋、对填埋容量的关注、执行填埋法令后封闭填埋场、禁止填埋场填埋庭院垃圾等政策以及污泥处置费用高昂、污泥产品市场需求等地方经济发展要求也促进了污泥利用的增加。美国各州以及联邦法令,尤其是503污泥法令自1991年的实施已经部分地鼓励了污泥的循环利用而不仅仅是污泥处置。

据美国环保署估计,1998年全美干污泥产量为6.9百万吨。在过去的20年,美国人口和开展市政污水处理的人口数量皆得到显著增加,而且自从1972年政府颁布水净化条例以来,污泥量得到了快速的增加。可以预计,随着人口水平的持续增加,污泥的产量还会增加,而且污泥产量的年增长速率会超过市政所能提供污水处理服务人口的增长速率。1986~1996年期间,美国只经过1级处理的污水流量减少了4%,而经过二级或更高级处理的污水流量增加了2%。假设这种趋势发展下去,根据市政所能提供污水处理服务人口的增长和污水二次处理以及污泥产量的轻微改变进行预测,到2005年美国干污泥产量将达到7.6百万吨,2010年将达到8.2百万吨。这就是说,从1998年到2010年,污泥产量将增加19%。下表是1998年以后美国污泥产量和处理状况及预测[57]。

表1 美国污泥产量及其预测 年份 1998 2000 2005 2010 有利利用(百万吨) (干污泥)

土地利用 2.8 3.1 3.4 3.9 先进处理 0.8 0.9 1 1.1 其他有益利用 0.5 0.5 0.6 0.7 小计 4.1 4.5 5 5.7 处置(百万吨) (干污泥)

地表处置/陆地填埋 1.2 1 0.8 10 焚烧 1.5 1.6 1.5 1.5 其他 0.1 0.1 0.1 0.1 小计 2.8 7.1 7.6 8.2 总计(百万吨) 6.9 7.1 7.6 8.2 出处:U.S. EPA:Biosolids Generation, Use, and Disposal in the United States.September 1999

1990年欧洲干污泥产量为11.07百万吨,到1999年干污泥产量达17.46百万吨[4]。到2005年,欧洲将建立许多新污水处理厂,一些国家污泥产量将几乎增加300%,污泥管理将是一个严峻挑战,选择处理处置方法也将会具有更大的经济和环境内涵。由于城市污水处理要求的日益严格,欧洲城市污泥产量预计将增加50%。下表为欧洲国家污水处理厂污泥的处理和预测[41]。

表2 欧洲污水处理厂污泥的处理和预测(干泥) 单位:103吨重/年 年份 处置 比利时 丹麦 德国 希腊 法国 爱尔兰 卢森堡 荷兰 奥地利 葡萄牙 芬兰 瑞典 英国 合计 1992 水体消纳 / / / / / 14 / / / / / / 282 296 循环利用 17 110 1018 1 402 4 5 134 63 38 87 / 472 2351 填埋 34 25 846 65 131 16 4 177 58 75 63 / 130 1624 焚烧 / 40 274 / 110 / / 12 66 / / / 90 592 其它 8 / 70 / / 3 / 1 3 13 / / 24 122 合计 59 175 2208 66 643 37 9 324 190 126 150 243 998 5228 1995 水体消纳 / / / / / 15 / / / / / / 267 282 循环利用 22 120 1151 1 489 7 7 95 63 44 86 120 648 2853 填埋 39 25 857 65 114 14 3 192 58 88 72 106 114 1747 焚烧 / 40 411 / 161 / / 56 66 / / / 110 844 其它 17 / 93 / / 4 / 23 3 15 / 11 19 185 合计 78 185 2512 66 764 40 10 366 190 147 158 236 1158 5910 1998 水体消纳 / / / / / / / / / / / / 240 240 循环利用 33 125 1270 4 572 25 9 100 68 74 85 / 672 3037 填埋 37 25 744 82 92 17 1 108 58 147 65 / 118 1494 焚烧 11 50 558 / 214 / 3 150 66 / / / 144 1196 其它 32 / 89 / / 1 / 23 4 25 / / 19 193 合计 113 200 2661 86 878 43 13 381 196 246 150 / 1193 6160 2000 水体消纳 / / / / / / / / / / / / / 0 循环利用 40 125 1334 6 640 65 9 110 68 104 90 / 1014 3605 填埋 43 25 608 90 71 35 1 68 58 209 60 / 111 1379 焚烧 11 50 732 / 269 / 3 200 66 / / / 326 1657 其它 37 / 62 / / / / 23 4 35 / / 19 180 合计 131 200 2736 96 980 100 13 401 196 348 150 / 1470 6821 2005 水体消纳 / / / / / / / / / / / / / 0 循环利用 47 125 1391 7 765 84 9 110 68 108 115 / 1118 3947 填埋 40 25 500 92 / 29 1 68 58 215 45 / 114 1187 焚烧 14 50 838 / 407 / 4 200 65 / / / 332 1910 其它 58 / 58 / / / / 23 4 36 / / 19 198 合计 159 200 2787 99 1172 113 14 401 195 359 160 / 1583 7242

到2005年,欧洲15个成员国干污泥产量预计可能由1992年的660万吨上升到至少940万吨。欧委会希望:到2005年污泥农用比例上升73%达到污泥总产量的53%;污泥焚烧比例达到总产量的25%,比目前增加大约300%;到2005年填埋数量比目前下降24%[45~47]。

转贴于 2 污泥对环境的影响

2.1 污泥有机养分及其土地利用的有效性

污泥中含有大量的N、P、K、Ca及有机质,而且N、P以有机态为主,同时污泥中还有许多植物所必须的微量元素,可以缓慢释放,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。

下表是我国沈阳、杭州、北京、广州、天津、苏州、香港、深圳、太原、无锡、常州、常熟、昆明等城市21个污水处理厂污泥营养成分的调查统计结果[22~40]。

表3 我国21个污水处理厂污泥中营养物质成分统计结果

单位:% 项目 有机质 TN TP TK 平均值 37.18 3.03 1.52 0.69 最大值 62.00 7.03 5.13 1.78 最小值 9.2 0.78 0.13 0.23 中值 35.58 2.9 1.3 0.49

由上表说明,我国污泥的有机质平均含量为37.18%、总氮、总磷、总钾平均含量分别为3.03%、1.52%、0.69%,均超过国家堆肥需要的养分标准,所以污泥是很好的有机肥源。

另外,统计结果还说明:不同地区污水处理厂污泥的养分含量相差很大。经济不发达地区(如太原污水处理厂)有机质含量较低,而经济发达地区(如北京、深圳等)污水处理厂污泥中有机质含量较高。各地城市污泥氮含量没有明显的规律性。南方城市污水处理厂污泥中磷含量普遍比北方污水处理厂高。同一地区城市污泥中钾的含量变化并不大。

由于受到来源和生产日期影响,污泥成分差异较大,这与我国不同地区生活水平和生活习惯有关。从长远来看,我国污水厂污泥中氮、磷的含量将随着脱氮脱磷等二级污水处理工艺的增加而增加,这将有利于污泥土地利用和堆肥处理。

我国城市污泥中有机物(VSS)含量约为55%~60%,而欧美等国可达70-80%(均指初次沉淀池污泥)。一般来说,新鲜污泥中有机物含量越高,消化分解的程度越高。污泥中有机养分和微量元素可以明显改变土壤理化性质、增加氮、磷、钾含量,改善土壤结构,促进团粒结构的形成,调节土壤pH和阳离子交换量,降低土壤容重,增加土壤孔隙和透气性和田间持水量和保肥能力等,城市污泥还可以增加土壤根际微生物群落生物量和代谢强度、抑制腐烂和病原菌[3,5~8]。污泥用作肥料,可以减少化肥施用量,从而减少农业成本和化肥对环境的污染。

2.2污泥对环境的污染

尽管污泥含有丰富的养分,但是也含有大量病原菌、寄生虫(卵),铜、锌、铬、汞等重金属、盐类以及多氯联苯、二噁英、放射性核素等难降解的有毒有害物。这些物质对环境和人类以及动物健康有可能造成较大的危害。

2.2.1污泥盐分污染

污泥含盐量较高,会明显提高土壤电导率,破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收,甚至对植物根系造成直接的伤害,而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失[9]。

2.2.2病原微生物

污水中的病原体(病原微生物和寄生虫)经过处理还会进入污泥。新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种,其中危害较大的是寄生虫。Polan和Jones(1992)认为污泥中病原体对人类或动物的污染途径大致有4条:① 直接与污泥接触;② 通过食物链与污泥直接接触而感染;③ 水源被病原体污染;④ 病原体首先污染了土壤,然后污染水体。污泥农用引起的潜在疾病的流行,被认为主要与沙门氏菌和绦虫卵有关[10]。

2.2.3氮磷等养分的污染

在降雨量较大地区的土质疏松土地上大量施用富含N、P等的污泥之后,当有机物分解速度大于植物对N、P的吸收速度时,N、P等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化,进入地下引起地下水的污染。所以N、P等养分迁移对环境影响是一个需长期监测研究的工作[9]。

2.2.4有机物高聚物污染

城市污泥中主要的有苯、氯酚等。尽管目前国内外对城市污泥中有机污染物的研究并不多,但是一些国家对农用城市污泥中有机污染物的特征及其在农业环境中的行为、生态效应和调控措施等方面进行了一定的研究。西方发达国家对污泥中有机污染物的浓度进行了一定的限制,并对PCBs、PCDD/Fs等提出了一些限量建议,但是除苯并(a)芘制定了控制标准外,我国还未能制订出较完善的城市污泥有机污染物限制标准[11,13]。迄今为止的试验研究表明,通过根部有效的吸收和在植物中转移的二噁英/呋喃及6种重要的PCB衍生物的量很少,即使土壤中PCDD/PCDF含量很高、污泥过量施用也不会显示出这些有机污染物的有害毒性[13]。

2.2.5重金属污染

在污水处理过程中,70%~90%的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到污泥中。一些重金属元素主要来源于工业排放的废水如镉、铬;一些重金属来源于家庭生活的管道系统如铜、锌等重金属。重金属是限制污泥大规模土地利用的重要因素,因为污泥施用于土壤后,重金属将积累于地表层。另外重金属一般溶解度很小,性质较稳定、难去除,所以其潜在毒性易于在作物和动物以及人类中积累。

下表为我国沈阳、杭州、北京、广州、南京、西安、兰州、天津、苏州、香港、武汉、黄石、佛山、深圳、太原、重庆、无锡、苏州、常州、常熟、昆明、桂林、上海、山东、浙江、湖南等44个城市污水处理厂污泥中重金属含量统计结果。

表4 我国44个城市污水处理厂污泥中重金属含量统计结果[22~40] 单位:mg/kg Cd Cu Pb Zn Cr Ni Hg As 平均值 3.03 338.98 164.09 789.82 261.15 87.80 5.11 44.52 最大值 24.10 3068.40 2400.00 4205.00 1411.80 467.60 46.00 560.00 最小值 0.10 0.20 4.13 0.95 3.70 1.10 0.12 0.19 中值 1.67 179.00 104.12 944.00 101.70 40.85 1.90 14.60 中国污泥标准(GB4284) 5/20 250/500 300/1000 500/1000 600/1000 100/200 5/15 75/75

统计结果说明:我国城市重金属污染主要以Zn和Cu为主,其他重金属含量较低。我国城市大量使用镀锌管道是生活污水污泥中Zn含量较高的原因之一。一些城市的生活污水与工业污水混合处理,导致Cr(皮革业污水),Cd(电镀污水),Pb(冶炼污水),Hg(塑料行业污水)的含量较高。

3 世界各国污泥处理处置方法

3.1卫生填埋

卫生填埋操作相对简单,投资费用较小,处理费用较低,适应性强。但是其侵占土地严重,如果防渗技术不够,将导致潜在的土壤和地下水污染。污泥卫生填埋始于20世纪60年代,到目前为止已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等,对处理技术标准要求越来越高(例如德国从2000年起,要求填埋污泥的有机物含量小于5%),许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。1992年欧盟大约40%的污泥采用填埋处置,近年来污泥填埋处置所占比例越来越小,例如英国污泥填埋比例由1980年的27%下降到1995年的10%,预计到2005年将继续下降到6%[43]。

据Biocycle杂志的调查表明:2000年美国大部分污泥被有效利用,21个州的50%以上的污泥被循环利用,4个州的50%以上的污泥被填埋,5个州的50%以上的污泥被焚烧。调查的40个州中,有5个州没有污泥陆地填埋处置,17个州没有污泥焚烧处理[42]。由此表明:美国的污泥的主要处置方法是循环利用,而污泥填埋的比例正逐步下降,美国许多地区甚至已经禁止污泥土地填埋。据美国环保局估计,今后几十年内美国6500个填埋场将有5000个被关闭。这意味着填埋并不能最终避免环境污染,而只是延缓了产生的时间[1]。

另外,自从1996年10月,英国对污泥陆地填埋处理征收一定的税收,结果污泥农用重新引起了人们的兴趣,因为它是一种经济可行的方法[44]。

3.2污泥农用

污泥农用投资少,能耗低,运行费用低,其中有机部分可转化成土壤改良剂成分,因此污泥土地利用被认为是最有发展潜力的一种处置方式。这种处置方式是把污泥应用于农田、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。科学合理地土地利用,可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用是一条很有发展前途的利用方式,因为它不易造成食物链的污染。污泥还可以用于严重扰动的土地如矿场土地、建筑排废深坑、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地。这些污泥利用方式减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥、又恢复了生态环境[9]。

影响污泥农用的主要因素是重金属污染、病原体、难降解有机物及N、P的流失对地表水和地下水的污染。目前对重金属污染研究较多,主要集中在污泥农用后土壤耕作层重金属的变化,作物各部位富积量,存在形态及其影响等。大量的研究表明:近十几年来,城市污泥中重金属含量呈下降趋势,只要严格控制污泥堆肥质量,合理施用,一般不会造成重金属污染。

为提高污泥农用效率、减少有害物的含量可采取将污泥制成有机-无机复合肥料,适当添加钾肥以补充肥料中钾的不足,另外,在经济政策上应当给予生产污泥复合肥的单位和个人以优惠[16]。

污泥农用正在成为世界各国主要的污泥处置方法。英、美、法等许多国家城市污泥的农用率在70%以上,有的高达80%以上[12]。下表为1998年世界各国污泥产量和处理状况[44]。

表5 世界主要国家污泥产量和处置状况 国家 产量(干污泥)(百万吨固体/年) 处置方法(%) 土地利用 陆地填埋 焚烧 其他 奥地利 320 13 56 31 0 比利时 75 31 56 9 4 丹麦 130 37 33 28 2 法国 700 50 50 0 0 德国(西德) 2500 25 63 12 0 希腊 15 3 97 0 0 爱尔兰 24 28 18 0 54 意大利 800 34 55 11 0 卢森堡 15 81 18 0 1 荷兰 282 44 53 3 0 葡萄牙 200 80 13 0 7 西班牙 280 10 50 10 30 瑞典 180 45 55 0 0 瑞士 215 50 30 20 0 英国(1991年) 1107 55 8 7 30 美国 6900 41 17 22 20 日本a 171 9 35 55 1

注:“a”资料来源:赵丽君等,污泥处理与处置技术的进展,中国给水排水,2001,Vol.17.No.6:23-25.)

由上表可以看出:大部分欧洲国家的污泥以填埋为主,美国和英国的污泥以农用为主,日本的污泥则以焚烧为主,而我国污泥处理处置大部分以农用、简易填埋处理为主。

总之,污泥农用和陆地填埋是大多数国家污泥处置的两种最主要方法。农用和陆地填埋方案的选择很大程度上取决于各国政府有关的法律、法规和污染控制状况 ,同时也与国家的大小和农业发展情况有关。

近年来,随着污泥农用标准(如合成有机物和重金属含量)日益严格的趋势,许多国家,如德国、意大利、丹麦等污泥农用的比例不断降低,而污泥填埋的比例有增加的趋势。但也有一些国家,如美国、英国和日本等污泥农用的比例呈增加趋势,填埋呈减少趋势[15]。

3.3污泥焚烧

以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可最大限度地减少污泥体积,但是其缺点在于处理设施投资大,处理费用高,有机物焚烧会产生二噁英等剧毒物质。自1962年德国率先建议并开始运行了欧洲第一座污泥焚烧厂以来的20年中,焚烧的污泥量大幅度增加[14]。在国外,特别是西欧和日本已得到了广泛的应用,在日本,污泥焚烧处理已经占污泥处理总量的60%以上,欧盟也在10%以上。

为防治焚烧产生二噁英等有害气体,要求焚烧温度高于850℃。焚烧后产生的焚烧灰可以改良土壤、筑路,制砖瓦、陶瓷、混凝土填料等。此外,已经有一些公司正在开发将脱水污泥制成燃料以发电的新技术[16]。在国内由于其一次性投资和处理成本大、焚烧烟气需进一步处理等问题而一直未得到应用[17]。

3.4污泥干化和热处理

污泥干化能使污泥显著减容,体积可以减少4~5倍,产品稳定、无臭且无病原生物,干化处理后的污泥产品用途多,可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源等。早在20世纪40年代,日本和欧美就已经用直接加热鼓式干燥器来干燥污泥,经过几十年的发展,污泥干化技术的优点正逐步显现出来[18]。

由于污泥热干燥技术要求和处理成本较高,管理较复杂,所以这项技术直到20世纪80年代末期瑞典等国家的成功应用之后才在西方发达国家推广。污泥低温热处理技术无害化和减量化彻底,其地位已经逐渐增强,研究表明:低温热解是能量净输出过程,成本低于直接焚烧[19]。

3.5污泥堆肥

堆肥化技术是国际上从60年代迅速发展起来的一项新兴生物处理技术。70年代以后由于污泥产生的环境问题和填埋技术的缺点日益突出,污泥堆肥技术引起了世界各国的广泛重视,并成为环保领域的一个研究热点,这时人们开始考虑利用堆肥化技术取代部分传统的物理化学方法。进入80年代之后,日本、韩国以及欧美一些国家相继研究开发出封闭式发酵系统,以机械方式进料、通风和排料,虽然设备投资较高,但是由于自动化程度高、周期短,日处理量大,污泥处理后质量稳定,容易有效利用,而且可以有效控制臭气和其他污染环境的因素,所以综合效应好,日本神户、大阪等地已经开发出多种发酵仓工艺系统[16,20]。

各种堆肥工艺各有优、缺点,都在不断地完善和发展。美国20世纪80年代初开发了比较完善的Beltsville好氧堆肥法。污泥连续发酵工艺是目前国际上较为先进也是较为普遍使用的处理方法,已在美国、日本、欧洲广泛采用。在美国、德国、荷兰等发达国家,污泥堆肥大多由污水处理厂出资,国家资助并交专业公司承包产业化经营,污泥处理和处置按照市场经济规律运转,发展趋势良好。日本于1954年建立第一座污泥堆肥中心,到20世纪90年代末已建成了35座堆肥厂,许多大型的堆肥厂的发酵仓和生产线以及袋装产品很具规模,且机械化、自动化程度较高。美国1973年只有少数几家污泥堆肥厂,到目前为止美国已经建成数以百计的污泥堆肥厂。虽然国外将污泥堆肥处理后制成复合肥已经相当普遍,但是国内污泥堆肥的商品化生产正在蓬勃地发展中[14]。我国的深圳、太原、石家庄、西安等地已经出现了污泥堆肥产品。

污泥循环利用主要当作肥料用于农业或林业。但是,对食品的清洁生产和人类无污染食品消费的关注可能会增加对污泥处理问题的争论。一方面,公众将鼓励循环利用计划,而另一方面,对洁净和健康食品的需求将会增加对污泥利用的限制[48]。

3.6海洋倾倒

海洋倾倒操作简单、对于沿海城市来说其处理费用较低,但是,随着生态环境意识的加强,人们越来越多地关注污泥海洋倾倒对海洋生态环境可能存在的影响。美国于1988年已禁止污泥海洋倾倒,并于1991年全面加以禁止。日本对污泥的海洋投弃作了严格的规定。中国政府于1994年初接受3项国际协议,承诺于1994年2月20日起不再海上处置工业废物和污水污泥[3]。海洋倾倒在英国尤其流行,因为与其他方法相比,其费用相当低。但是从1998年底,欧共体城市废水处理法令(91/271/EC)已经禁止其成员国向海洋倾倒污泥[44]。

3.7污泥处理处置费用分析

污泥处理及处置费用是昂贵的,约占全部基建费用的20~50%,甚至为70%。在我国城市污水处理厂中,传统的污泥处理工艺处理费用约占污水处理厂总运行费用的20%~50%,其投资占污水处理厂总投资的30%~40%[15]。

欧洲国家花在污泥管理方面的费用超过100亿欧元,其中15亿欧元花在污水处理厂污泥以及数目不详的类似污水污泥的工业污泥处理上。由于污泥农业利用难度的增加,所以有必要建设一些焚烧厂,从而使处理费用升高3~4倍[48]。

限制污泥农用的经济后果是相当大的。如果依靠限制的可供选择的处理方法,处理成本将由农用的75欧元/吨上升到焚烧的400欧元/吨。据德国的数据显示:污泥热处理费用将达到600欧元/吨。因此,排除有问题的化合物可能是经济的解决办法[45~47]。

总之,各国应当根据自己的地理位置、环境状况,经济实力、交通等因素来综合确定哪一种处理方法较为适合。

4 世界污泥处理处置标准

制定污泥利用标准应当根据土地利用情况、取样深度以及土壤pH值等因素进行调整。欧美国家根据各自具体情况制定了城市污泥土地利用技术标准。

英国的标准主要包括污泥中各项有毒有害物质、pH指标、污泥无害化、卫生化、稳定化处理后各项指标值,土地类型及其性质的测定,处理后污泥的土地使用范围。

美国联邦政府对城市污泥土地利用有严格的规定,在《有机固体废弃物(污泥部分)处置规定》中,将污泥分为A和B两大类:经脱水、高温堆肥无菌化处理后,各项有毒有害物质指标达到环境允许标准的为A类,可作为肥料、园林植土,生活垃圾填埋覆盖土等;经脱水或部分脱水简单处理的为B类污泥,只能林业用土,不直接用于改良粮食作物耕地[14]。自从1992年以来美国没有污泥倾倒入海洋,这是符合1988年制订的禁止污泥海洋倾倒公约的,结果许多将污泥倾倒入海洋的城市与其他城市联手将污泥制成土壤调理剂和肥料,以便用于农业土地和庭院。但是,为了避免污泥的负面效应,对应用于土地的污泥中化学物质进行了一些限制。这些限制源于化学物质从修复的土壤向植物、动物、和人类迁移的14条途径的冗长的风险评价。As、Cd、Pb、Hg和Se的浓度是为防止直接吸入污泥的儿童患病而制订的。对于这些元素,其他到达人类的途径和对动物和植物的所有影响都作为这些化学物质的浓度上限。对Cr、Cu、Ni、Zn的浓度限制是为防止其对作物的毒性而制订的。部分有机物的限制也加以考虑,因为这些物质已经被美国禁用或者被调查监测到已经超过了接受限[49]。

表6 国外污泥利用标准(最大施用量)[6,50~55]

单位:mg/kg 国家 年 Cd Cu Cr Ni Pb Zn Hg As 欧盟 1986 1~3 50~140 100~150a 30~75 50~300 150~300 1~1.5 法国 1988 2 100 150 50 100 300 1 德国 1992 1.5 60 100 50 100 200 1 意大利 3 100 150 50 100 300 / 西班牙 1990 1 50 100 30 50 150 1 荷兰 净土参考值 0.8 36 100 35 85 140 0.3 干扰值 12 190 380 210 530 720 10 英国 1989 3 135 400a 75 300 200 1 丹麦 1990 0.5 40 30 15 40 100 0.5 芬兰 1995 0.5 100 200 60 60 150 0.2 挪威 1 50 100 30 50 150 1 瑞典 0.5 40 30 15 40 100 0.5 美国 1993 20 750 1500 210 150 1400 8 中国(GB4284) 5/20 250/500 600/1000 100/200 300/1000 500/1000 5/15 75/75 日本 5 2 50 加拿大 20 500 1000 500 200 2000 2000

由表6说明:欧共体的成员国污泥利用标准是不同的。1986年6月12日,欧共体通过了“欧洲议会环境保护、特别是污泥农用土地保护准则”。目前,欧洲委员会正在考虑对重金属和可能的有机污染物进行限制,但是,这将会限制污泥循环利用的潜力。几个成员国已经建立了更为严格的污泥重金属含量的限制,一些国家已经引进了污泥中有机污染物含量的限制。

德国1972年6月通过了第一部废物处置法,于1982年1月15日在废物处置法下通过了一项有关农业、林业及园艺用地上使用污泥的法律条令,1992年4月15日对其进行了修改,1994年7月8日又通过了物质循环管理-垃圾法,并于1996年9月生效[13]。

目前我国关于污水处理厂污泥处理处置国家标准只有“农用污泥质量标准”(GB4284-84),此外还有部级标准“城市污水处理厂污水污泥排放标准”(GJ3025-93)。

欧盟成员国污泥污染调查结果显示:重金属使用越少,污泥污染越小,因此,越有利于污泥的循环利用。增加污泥的作为肥料的施用需要考虑农业土地污染不会影响食物质量、也不能导致环境破坏。

最近好的迹象显示:由于丹麦、德国、法国以及芬兰采用了更有效的污水处理技术,所以重金属含量下降了,而氮、磷的含量增加了[45~47]。

5 我国污泥处理、处置存在的问题和展望

污水处理中的污泥处理和处置技术在我国还刚刚起步,在全国现有污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到1/4,处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/10,能够正常运行的为数不多,污泥直接排放造成的二次污染必须予以充分的重视[15]。我国传统的污泥处理处置基建投资大、负荷低、安全性要求高,运行管理难度大、运行经验缺乏等问题,所以造成设备闲置,浪费极大[1]。我国存在大量小型污水处理厂,其污泥绝大部分未能得到妥善处置,污泥处置已经成为污水处理厂设计、运行中必须优先考虑的重要环节。污泥处理和处置不仅是我国而且是世界面临的技术挑战。

对于污水处理厂的污泥处理、处置系统的装备,发达国家在20世纪60年代就已经达到先进的成套化水平,而我国城市污水处理厂污泥处理起步较晚,而且对污泥处理处置重视不够。虽然80年代中期建设了大型污水处理厂,污泥处理也采用中温厌氧消化,但是污泥处理技术和设备几乎全部需要引进。近十多年来,城市污泥处理技术中某些单项专用设备有较大发展,但是污泥处置和最终出路方面尚属试验研究阶段[14]。

从污泥处理处置趋势分析,今后污泥利用方向将会是土地利用和热能利用。污泥农用将会向更安全地利用方向发展,因此,需要提供污泥的来源、污染方面的信息,同时在引进先进污水处理技术、制定更严格的污泥利用标准的前提下改进或创新污泥处理工艺。由于堆肥工业受到堆肥处理量、处理周期、成本的限制,所以目前欧洲只有1%的污泥用于堆肥,美国只有4%~5%。但是,随着科学技术的进步,堆肥化工艺设计正朝着工业化、系统化方向发展。随着人们资源循环利用和环保意识的提高,堆肥化和其他有竞争方法的经济差额逐步减少,今后将会有越来越多的资金注入堆肥化工厂的规划、设计、建造以及相关机械设备的研制之中,一批按照工程学、生物学原理设计、且符合液体和气体排放管理相关规定的大规模现代化堆肥厂将会大量出现。

污泥焚烧和能源利用将是污泥处置的发展方向之一,所以今后污泥焚烧的比例将进一步增加。污泥干化将继续不断完善和发展,据预测,未来10年欧洲采用热处理的污泥量将翻一番[56]。污泥干化设备正向大型化方向发展,其处理性能将不断完善,处理能耗将进一步降低。污泥低温热解能回收能量,经济性优于焚烧处理,是大有前途的处理方法,但是需要在热解机理和动力学研究方面作深入研究,在工艺和设备方面有所突破[21]。

近年来发达国家已就促进厌氧消化进程技术和污泥减量技术展开研究。通过各种预处理(如热解法、水解酸化法、碱处理等)来提高污泥的厌氧消化性能;通过臭氧氧化、超声波技术、解耦联代谢等措施进行污泥减量化处理。从世界范围来看,污泥土地填埋将会受到越来越多、越来越严格的限制,所以污泥填埋的比例将会逐渐减少。根据我国是一个以农业为主的发展中大国以及目前污泥处理处置中存在的特点,污泥处理应当以堆肥、土地利用和资源化为主,在经济较发达地区可根据实际情况探索其他处理处置方法(如焚烧法、热处理法等)。但是应当注意,在进行污泥土地利用时需要严格管理,只有符合农用标准的污泥才能用于农作物。在采用堆肥时,需要考虑污泥处理量、场所和使用场地等,当污泥不能农用时,可以考虑污泥干化和焚烧处理。

市政污泥处理的主要方法例9

随着中国城市和经济的发展,城市污水的排放量逐年增长,水体污染愈加严重,极大影响了人民健康及经济发展。加强污水处理避免污水和污染物直接流入水域、污染土体,对改善生态环境,促进经济发展具有重要作用。

一、城市污水处理现状客观分析

城市污水的主要来源是工业和生活方面的污水,城镇污水处理的主要工作有污水回收、再利用以及污泥的处理。资料显示,二零一零年我国污水排放总量达到了六百一十七亿立方米,污水集中处理率仅有六成左右,其余百分之四十的污水几乎不经处理就流入了河流,造成极其恶劣的城市水污染现象。可喜的是,到二零一三年前半年止,我国建立了约三千四百八十座工厂专门用于城镇污水处理,相比该年度前一个季度新建近三十座。此外,就设立污水处理厂的数目来说,约有六百五十个城市具备了污水处理专用厂,约占城市总数的百分之九十八,污水处理能力达到每天一点二亿立方米。

二、城市污水处理技术发展

2.1 城市污水处理现有技术

目前,城市污水处理技术的方法依照功能可分为化学法、物理法和生物法;按照污水处理的程度可以分为一、二、三级处理技术;此外,还有活性污泥法以及生物膜法等。此处仅以活性污泥法和一级处理技术为例。

2.1.1活性污泥法

顾名思义,活性污泥法应用于处理城市污水残留下来的污泥,主要通过将空气注入污水中,空气中的有氧成分促成微生物的生长和繁殖,从而形成强吸附和能氧化有机物的微生物群。这种污水处理技术隔离了污泥和水,处理后的污泥或流入曝气池,或进入原有的预设系统。其重点在于处理污水中的污泥成分,净化水质,从而达到除污的目的。

2.1.2 一级处理技术

一级处理技术是城市污水处理的基本技术,它主要通过物理方法过滤悬浮物质,实现对污水的预处理。它普遍适用于当今城市污水处理――通常城市污水处理人员都会驾驶汽艇或小船穿梭于受污染的水域,打捞一些生活垃圾。一级处理技术相对而言比较粗糙,未能达到完全净化水质的作用,无法剔除一些溶于水质的污染物质,尤其是一些工业有害物质。但一级处理技术仍有其存在的必要性,它配合了化学除污法和生物除污法的使用,将长期在城市污水去污中发挥作用。

2.2城市污水处理技术的发展障碍

2.2.1资金投入发展规模略显不足

当前,城市污水处理技术在资金投入上还显欠缺。如前所述,城市污水处理是一项很大的工程,任何个体甚至企业都难以承担其费用,需要政府、企业和个人多方努力才能最终达到去除污染、净化水质的效果。城市污水处理技术的探索尤其需要源源不断地投入资金,现实不尽人意,资金无法满足技术开发所需的场所、设备、人才引进等的现实依然存在。

2.2.2 运行维护管理费用较高

运行维护的管理费用高是又一障碍。就目前已经研发出来的除污技术来说,除了一些基本的如一级处理技术的技术含量相对较低,成本也相应低之外,其他的除污技术不论是运行费用,还是管理维护费用,都不是一笔小数目。鉴于这个原因,国家仍需加大对城市污水处理技术正常运转资金的投入,以保证研发出来的技术能长期造福于人民。

三、国家针对污水处理政策及发展走向趋势

3.1 “十二五”以来,国家针对城市污水污泥处理处置的政策

单从“十二五”规划至今,我国已出台了一系列的方针政策。《关于进一步加强污泥处理处置工作组织实施示范项目的通知》(2011)指出要“高度重视污泥处理处置工作”,在技术、设施、运营等方面提出指导性意见。同年3月,《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》,重点从技术领域阐述污泥处理工作,指出相关路线和方案及管理策略。令人瞩目的,是《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》(2012),指出到“十二五”结束时,城市污泥无害化处理按级别须分别达到30%(县城或重点城镇)、70%(设市城镇)和80%(直辖市、省会城市等),是城市污水污泥处理处置的标志性文件。此外,广西、福建、江西和安徽等地纷纷出台关于污水处理处置方面的地方性政策。

3.2 城市污水处理的发展走向

城市污水处理未来发展走向至少包含:遵循水资源利用规律因时因地制宜、多级处理方案并进以及循环再利用。遵循水资源的利用规律,依据各个地区不同时节降水量的多少,进行合理的生产生活用水规划,是城市用水、污水处置的前提所在。同时,在处理城市污水污泥时,要加大资金投入,多种处理方案齐头并进,实现优化配置,为城市污水的有效处理奠定坚实的技术支持。此外,鉴于我国是一个水资源不富裕的国度,城市污水处理还应该考虑循环再利用。将污水处理干净不仅仅是保护水源的纯净,水资源的重复使用也是一大目标。

总之,我国城市污水处理现状不容乐观,只有及时处理好城市污泥污水,才能满足我国经济发展对于水资源的基本需求。在处理城市污水时,一定要加强对不同水域水质的勘探,重视相关污水污泥处理技术的研发与升级。同时,政府要不遗余力地做好引导工作,出台相关的政策,为城市污水处理处置指明正确的方向,尽可能将城市污水治理引上一条尊重水资源利用规律、多级治理、循环利用的道路。

参考文献

市政污泥处理的主要方法例10

Abstract: the sewage treatment facilities are very important basic facilities in modern city, and the people's livelihood, is very important for the protection of water environment. Therefore, to strengthen the construction of sewage treatment facilities and maintenance, sustainable development of modern city, ensure that the water environment is not polluted, has important significance.

Keywords: city; sewage; sustainable development;

中图分类号:[R123.3]

一、污水的分类

按污水的来源分,污水处理分为生产污水处理和生活污水处理两大类。生产污水主要包括工业污水、农业污水以及医疗污水等,而生活污水是平常生活中产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物,包括:①漂浮和悬浮的大小固体颗粒;②胶状和凝胶状扩散物;③纯溶液。

按污水的性质来分,水的污染有自然污染和人为污染两大类。其中人为污染对水体危害较大。污染物主要有:(1)未经处理而排放的工业废水;(2)未经处理而排放的生活污水;(3)使用化肥、农药的农田污水。

二、污水的生物处理技术

污水的生物处理是借助微生物的作用,将污水中的有机物转变成无机物。污水的生物处理技术主要分为好氧法、厌氧法两大类。

活性污泥法是生活污水、城市污水以及有机性工业废水处理中最常用的工艺。活性污泥法处理系统以曝气池作为核心处理单元,此外还有曝气、二次沉淀池、以及污泥回流等系统。

经初次沉淀池和其他预处理装置处理后的污水与回流污泥在一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应装置,通过曝气头将曝气池内充入空气,这样可以通过曝气向活性污泥混合液供氧,保持好氧条件,保证活性污泥中微生物的正常代谢反应。同时还可以使混合液得到足够的搅拌,使活性污泥处于悬浮状态,污水与活性污泥充分接触。

污水中的有机物在曝气池内微生物利用而得到降解,从而污水得到净化。然后混合液流入二次沉淀池(简称二沉池),进行固液分离,混合液中的活性污泥沉淀下来与水分离。由二次沉淀池溢流堰排出的澄清水则作为净化后处理的水。同时,曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,使活性污泥量增加。为保持曝气池内恒定的污泥浓度,还要将另一部分沉淀污泥排出污水处理系统,进入污泥处置系统。

2.1传统的活性污泥法

传统活性污泥法是污水从曝气池首段进入池内,由二沉池回流的污泥也同步注入。污水与回流的污泥形成的混合液在池内呈推流形式推动至池的末端,然后进入二沉池,在二沉池中污水与活性污泥分离,剩余污泥排除系统,回流污泥回流至曝气池。

有机物在曝气池内的降解,经历了吸附和代谢的完整过程,活性污泥也经历了一个从池首端的增长速率较快到池末端的增长速率很慢或达到内源呼吸期的过程。传统的活性污泥法处理效果好,BOD去除率高,适于处理净化程度较高的污水。

2.2氧化沟

氧化沟是常规活性污泥法的一种改型。采用氧化沟工艺,池体狭长,池身较浅,曝气池一般呈封闭的环状沟渠形,污水和活性污泥的混合液在其中作不停的循环流动。在曝气池的沟槽内设有表面曝气装置。曝气装置的转动,推动沟内液体迅速流动,起到曝气和搅拌两个作用。氧化沟一般呈环形沟渠状,平面多为椭圆形。常用氧化沟系统有卡罗塞尔氧化沟系统和奥贝尔氧化沟系统。

2.3 间歇式活性污泥法

间歇式活性污泥法又称SBR工艺。SBR工艺是以间歇操作为主要特征。SBR工艺系统组成简单,不设二沉池,曝气池兼具二沉池的功能,无污泥回流设备。SBR具有效率高,脱氮除磷效果好,防止污泥膨胀性能强,耐冲击负荷和处理能力强等优点。、

三、城市污泥处理的可持续性战略

在进行任何技术研究之前,应先对公众是否接受进行评估。即使是从技术、成本和环境影响方面来讲都是最好的处理方法,也可能由于没有很好的向公众进行解释而遭到否定。不管最终处理方法是什么,能确定的是将来的处理应是安全、环保(保护人和动植物)并且应当增值(物质和/或能源的回收)。为了这些目的,污泥处理应减小污泥体积,改进污泥质量,减少有害物的排放。

3.1 土地应用的可持续发展战略

为一个先决条件,污泥至少应当是稳定的,在实际运行上即是要求没有臭味。当地或将来的法律可能要求会更高:污泥可能被要求消毒/巴氏除菌。消毒要求达到一个强制的目标:病原体如肠道病毒、伤寒菌、线虫、寄生虫卵等在处理后的样品中应当检测不到。

3.2 可持续性热氧化战略

通常,在稳定状态不需要添加额外的燃料,热平衡的持续性是可以达到的。如果污泥的热值LCV太低(如低挥发性固体和/或固体含量),尾气/气热交换器应该足够大以增加风室的温度。如果达不到(如延时曝气的污泥含20%DS),则需要在前面加热干燥。

四、污水处理技术的发展趋势

污水处理技术的发展趋势是简易、高效率、低能耗。高效低能耗是针对传统污水处理方法的工艺流程存在的问题而提出来得,至今尚无明确严格的定义,但总体上高效率、低能耗应具有以下特点,应能满足以下条件:

a)总投资省。我国是一个发展中国家,经济发展所需资金非常庞大,因此严格控制总投资对国民经济大有益处。

b)运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是评判一套工艺优劣的主要指标之一。

c)处理工艺应具有较强的适应冲击负荷的能力,因为中小城镇污水水量水质昼夜、季节波动较大。

d)要求管理简单、运行稳定、维修方便。这对于中小城镇尤为重要,因为中小城镇往往技术力量比较薄弱。

e)所选择的处理工艺具有可以方便地改变其处理流程的能力。这主要是为了满足数量众多的中小城镇的各种不同需求。如:有的中小城镇地处封闭水体,污水需要除磷脱氮;而有些中小城镇附近有大江、大河,只需要处理BOD即可。

五、城市污水处理责任重大任务相当艰巨

虽然近几年国家对污水处理投资有所增加, 但是我国的城市污水处理形势依然十分严峻,任务还相当艰巨。与国外相比还差距甚远,远远不能满足需要。据有关资料统计:发达国家包括美国、德国、日本、法国、英国等国家用于排水设施与污水处理方面的投资约占国民经济总产值的0.53%~0.88%。而我国在20世纪90年代用于排水设施与污水处理方面方面的投资仅占国民经济总产值的0.02%~0.03%。所以我国应通过宏观调控调整投资结构,加大对城市排水和城市污水处理设施的投入。目前,要实现上述目标,还存在许多问题,主要是:(1)污水处理设施建设任务繁重。计划今年设市城市新增污水处理能力1200万吨,参比2006年新增污水处理能力,需要翻一番。各级财力投入不足,资金短缺仍是制约工程建设的突出问题。(2)污水收集管网与厂区建设不配套,运行经费不落实,使部分已建成的污水处理项目负荷率偏低甚至不能正常运行。(3)相关处理技术设施改造有待加强。现有污水处理工艺需要改造,增加脱磷除氮设施,污水污泥处置问题始终没有很好的解决办法。(4)政策法规不健全,部分城市污水处理费征收工作难度大。再生水利用重视不够,城市污水排放和处理的监管体系没有建立,监管力度亟待加强。(s)在推进污水处理产业化,有关用地、用电、税收等优惠政策有待进一步落实。

总结历史经验教训,要加快城市污水处理的发展必须充分考虑两个基本点:

第一,如何调动地方政府的积极性。城市污水处理是地方政府的事权,也是地方政府的责任,地方政府既是最终的实施主体,也是监管工作的责任主体。因此,要实现城市污水减排的目标,除了将目标任务分解落实之外,关键还是要通过政策的制定,进一步调动地方政府参与和推动城市污水处理工作的积极性。

市政污泥处理的主要方法例11

引言

市政污水处理厂建设作为市政环境污染防治的重要措施和手段之一,越来越受到政府和社会各界的高度重视。近几年来,我国政府加大了市政污水处理基础设施建设的投资力度,在全国不同地区建设了一批市政污水处理厂。同时,在环境保护不断走向市场化的趋势下,一些由企业投资建设的商业化污水处理厂也逐步投入使用。这些污水处理厂大大加强了市政污水处理能力,对改善和提高市政区域水环境质量发挥了重大作用。

一、建设规模的确定

市政污水处理厂建设中存在着一种较普遍的现象,即很多市政热衷于建设大型的污水处理厂,而不考虑自己的实际情况。那么,市政污水处理厂的规模到底是越大越集中合理,还是适度集中有限规模化合理?很有必要搞清楚这个问题。污水处理厂建设规模既不是越集中、处理规模越大越好,也不是越分散、规模越小越好,规模过大,超过一定限度反而会使管理难度增大,运行成本增高。所以应按照最佳效益规模的原则来确定市政污水处理厂建设规模的大小。市政污水工程的组成包括污水的收集、输送、处理与排放四个部分,是一个系统工程。对污水处理系统来说,可以分期建成,直至达到规划建设规模。

二、污水处理工艺

2.1处理程度

现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。一级处理主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,生物需氧量一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质,去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。三级处理进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗分析法等。

2.2污水处理工艺分类

污水处理方法按作用原理可分为四大类:物理法、化学法、物理化学法、生物法。市政污水应用最多的是生物法,利用微生物的代谢作用,使废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定、无害的物质。常见的有活性污泥法(SBR、AO、AAO、氧化沟等)和生物膜法(生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等)。

2.3污水处理工艺流程

污水处理的整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅之后进入沉砂池,以上为一级处理;而后进入生物处理设备,如曝气池,氧化沟等,生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理;三级处理包括生物脱氮除磷法、混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法等。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。

2.4常用污水处理工艺

2.4.1 AB法工艺

AB法工艺将曝气池分为高低负荷两段各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷A段以生物絮凝吸附为主,B段与常规活性污泥法相似,负荷较低,泥龄较长。AB法A段效率很高,去除BOD达50%以上,并有较强有很好的适应性,节能效益也较好。AB法的主要缺点是污泥产量大,特别是A段的污泥有机物含量高,后续处理难度大。同时由于A段吸附了较大部分的有机物,有可能造成B段碳源不足,硝化不充分。一般而言,AB法工艺对浓度高的污水处理效果较好,且要求有后续污泥消化处理设施。

2.4.2 氧化沟工艺

氧化沟是一种改良的活性污泥法,曝气池成封闭的沟渠形,其流态是一种首尾相接的循环流,延时曝气使得污水和污泥同时得到净化。氧化沟处理设施简单,没有初沉池和污泥消化池,具有脱氮功能;运行简便且处理效果稳定。目前氧化沟已广泛应用于国内外城市污水及各类工业废水的处理。传统氧化沟工艺的缺点主要体现在池深较浅,电耗相对较高。

2.4.3 AO工艺及其AAO工艺

AO工艺,即缺氧—好氧污水处理工艺,由缺氧池和好氧池串联而成,该工艺具有适应能力强,耐冲击负荷,高容积负荷,不产生污泥膨胀,排泥量少,脱氮效果较好等特点,在去除有机物的同时可以取得良好的脱氮效果。AAO法又称A2O法,厌氧-缺氧-好氧工艺,是一种常用的污水处理工艺,可用于二级污水处理或三级污水处理,以及中水回用,具有良好的脱氮除磷效果,实际运行中大多以脱氮为主除磷为辅。

2.4.4 SBR及其改进工艺

SBR工艺是序批式活性污泥法的简称,一般有五个步骤,分别是进水、曝气、沉淀、排水、闲置。该工艺优点是节省占地,减少污泥回流量,有节能效果;静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。但是SBR技术对自控技术要求较高,另外它的脱氮除磷效果不够稳定,如要求脱氮除磷,需做一些改进。SBR工艺的改进工艺主要有CASS工艺、MSBR工艺、ICEAS工艺等。CASS工艺是一种循环式活性污泥法,其预反应区容积较小,相对于传统SBR反应器设计更加优化。CASS工艺处理工业废水比例较高的城市污水有很好的效果,且同时有脱氮除磷的效果,防止污泥膨胀的性能良好。 MSBR是改良型SBR的简称,是一种可连续进水、高效的污水处理工艺,且简单,容积小,单池。MSBR结合了传统活性污泥法和SBR技术的优点,采用单池多格方式,省去了多池工艺的连接复杂的问题。

三、污水消毒工艺

由于污水中含有大量病原菌、细菌、病毒及寄生虫等,因此很有必要对污水处理厂的出水进行消毒。目前国内主要采用加氯消毒,污水中的一部分有机物与氯发生反应,生成卤代烷等致癌物,这些稳定的致癌物会随着水流进入下游市政的给水管网,影响人类健康。但是经处理的污水加氯后,如果污水中余氯量很高时,还会杀死水体中的一些水生生物,破坏水体的生态环境。因此,基于此类弊端,建议不再对污水处理厂的出水进行加氯消毒。随着科技的发展以及人们对生活环境的关注日益增加,uv消毒法有望成为比较先进消毒的主要方法之一,目前此方法已经成功应用于工程实 践中去,并取得了较好的效果。

四、污泥处理

污水处理过程中产生大量含水率很高的污泥,它具有不稳定、容积大、有恶臭、易腐败的特点,如不及时处理,任意排放则会引起严重的二次污染。一般处置为深海处理,自然干化外运填埋,焚烧,浓缩、消化、脱水、外运填埋或农田肥料。自然干化外运因污染环境已停止使用;焚烧处置污泥较彻底,但价格昂贵,也为人们难以接受;焚烧垃圾会产生二恶英问题,因此大多数污水处理厂都采用浓缩、消化、脱水外运的方法。但作者认为污泥应该做农肥最简便可行,用作绿化也可,但大量推广必须解决脱水前添加絮凝剂所带来的粘度问题。

结语

市政污水处理厂建设所需的一次性投资大,污水处理厂常年的运行费用较高,因此需要科学合理地设计。污水处理厂的设计是一个复杂的系统工程,除必要的工艺优化选择外,设计人员还要充分考虑施工安装、生产管理等诸多方面。另外,选择污泥处理工艺的基础是污泥量和污泥组成,因此在设计中应尽量客观、合理地确定两者。总之,只要我们对每一个环节认真研究,并深入现场不断总结经验,就可避免失误,使设计更趋完美。

参考文献:

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