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目前我國每年產(chǎn)生的污泥量約2000余萬噸,污泥的儲存、處理處置及資源化過程中均可能危害環(huán)境,污泥處理處置已成為一個世界性的社會和環(huán)境問題。本文旨在通過對當(dāng)前污泥處理處置現(xiàn)狀,探討我國污水處理廠污泥處理處置相關(guān)關(guān)政策要求。
1污泥處理處置現(xiàn)狀及問題分析
我國污泥處理處置起步較晚,但污泥處理處置發(fā)展較快,按照固體廢物資源化、無害化和減量化處理處置要求,建成了一批典型工藝的污泥處理處置點;但綜合分析,仍存在一些問題,主要表現(xiàn)在以下幾個方面 :
1.1重水輕泥,隱患嚴(yán)重
對固體廢物特別是污泥的處理處理處置,從中央到地方都高度重視,污泥的無害化處理處置已成為環(huán)境管理和污染防治工作的重點,但仍存在“重水輕泥,隱患嚴(yán)重”現(xiàn)象。近年來,因為污水處理污泥非法轉(zhuǎn)移、傾倒引起的污染糾紛和群眾舉報大量增加,水處理污泥的不規(guī)范處理已經(jīng)成為政府、公眾、媒體等共同關(guān)注的焦點,也引起了人大和政協(xié)等部門的密切關(guān)注。
1.2認(rèn)識滯后,重視不夠
部分污水處理廠尚未充分認(rèn)識到污泥的潛在危害,缺乏推動污泥處理處置的緊迫感和責(zé)任感;同時也尚未形成公眾參與機(jī)制和社會監(jiān)督機(jī)制,及時介入不夠。
1.3能力不足,處理處置率低
目前污泥設(shè)施建成數(shù)量少,有效處理處置率低;仍以直接填埋或堆放為主,大部分不符合環(huán)保和國家明確規(guī)定要求;同時經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)與欠發(fā)達(dá)地區(qū)污泥處理處置率也有差異。
1.4建設(shè)不快,工藝不高
由于管理、資金、技術(shù)等原因,污泥處理處置設(shè)施建設(shè)步伐緩慢;同時工藝設(shè)計水平低,污泥處理處置投資低,污泥處理處置狀況混亂。
2 污泥處理處置政策要求
對固體廢物特別是污泥的處理處理處置,從中央到地方都高度重視。國務(wù)院《關(guān)于落實科學(xué)發(fā)展觀加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的決定》提出的七項重點任務(wù),其中有一項就與污水處理污泥污染防治緊密相關(guān)。環(huán)境保護(hù)部辦公廳文件《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》(環(huán)辦[2010]157號)中明確要求:由于部分污泥隨意拋棄、傾倒,在一定程度上甚至抵消了部分“污泥減排”的成果,要求各級環(huán)保部門要從切實改善環(huán)境質(zhì)量、維護(hù)環(huán)境安全出發(fā),充分認(rèn)識污泥環(huán)境管理的重要性。因此抓好抓好污泥處理處置工作是全面改善環(huán)境質(zhì)量的重要基礎(chǔ),把污泥處理處置和廢水處理放在同等重要的位置,把污泥處理處置作為污水處理的重要內(nèi)容一并部署、一并推進(jìn),以真正全面改善環(huán)境質(zhì)量,切實保障廣大人民群眾的環(huán)境權(quán)益。
3發(fā)展政策探討
為切實推進(jìn)污泥處理處置設(shè)施建設(shè)、運營的市場化進(jìn)程。改革現(xiàn)有的管理體制和價格機(jī)制,根據(jù)國家有關(guān)政策,鼓勵外資與民企參與經(jīng)營污泥處理處置過程,實現(xiàn)污泥處理處置設(shè)施建設(shè)的投資多元化、運營企業(yè)化、管理市場化的開放式、競爭性的建設(shè)運營格局。
3.1技術(shù)政策
污泥處理處置應(yīng)按照就近處理處置、因地制宜、資源優(yōu)化原則進(jìn)行處理處置,按照地區(qū)差別實行分類指導(dǎo),要充分發(fā)揮集中處理處置的規(guī)?;б婧图夹g(shù)優(yōu)勢,根據(jù)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和自然環(huán)境條件及地理位置等因素,合理選擇處理處置模式,推進(jìn)工業(yè)企業(yè)污泥規(guī)范化處理。污泥處理處置的目標(biāo)是實現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化和無害化;鼓勵回收和利用污泥中的能源和資源。堅持在安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的前提下實現(xiàn)污泥的處理處理處置和綜合利用,達(dá)到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。為引導(dǎo)污泥環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展,增強(qiáng)環(huán)境管理的決策性,污泥處理處置工藝技術(shù)要滿足國家頒布技術(shù)政策要求;污泥處理處置工作要按照“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”總體要求,按照污泥特性、產(chǎn)量及分布等特點,堅持“因地制宜、技術(shù)多元、協(xié)同處理處置、循環(huán)利用”的原則,綜合考慮經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)適用、工藝先進(jìn)、形式多樣的污泥處理處置方式,走資源節(jié)約、環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展污泥處理處置路子。
3.2產(chǎn)業(yè)政策
按照“誰投資、誰受益”和“污染者付費,治污者受益”的原則,綜合考慮污泥種類、性質(zhì)、處理處置方式、收益等因素,研究制定相關(guān)收費和鼓勵性政策,在加大財政投入的同時,鼓勵社會各類投資主體參與污泥處理處置基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運營,建立和完善多元化投融資機(jī)制,促進(jìn)污泥處理處置產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、市場化運營。將污泥處理處置費納入污水處理成本,采取適當(dāng)提高污水處理費收費、撥付標(biāo)準(zhǔn)或財政補(bǔ)貼的方式籌措污泥處理處置費,明確污泥處理處置的直接承擔(dān)主體是污水處理企業(yè),污水處理企業(yè)負(fù)有對本企業(yè)所產(chǎn)生污泥合理處理并最終達(dá)標(biāo)處理處置的責(zé)任。保障污泥處理處置設(shè)施正常運營。鼓勵對污泥處理處置給與稅、費優(yōu)惠政策。建立有利于污泥處理處置產(chǎn)業(yè)發(fā)展的減免稅、國債等稅收、財政措施,推動污泥處理處置的發(fā)展。
明確將污泥處理處置的運營費用列入污水排污收費范圍,單獨核算,切實保障處理經(jīng)費的及時支付。由于我國目前大多數(shù)城市的污水處理收費標(biāo)準(zhǔn)偏低,收取率不高,需要根據(jù)項目的實際情況逐步實現(xiàn)污泥的經(jīng)濟(jì)價值,以此為基礎(chǔ)建立科學(xué)的價格補(bǔ)償機(jī)制。合理的污泥處理價格有助于:①確保污泥達(dá)標(biāo)處理后對環(huán)境的零排放;②建立運營投資價格補(bǔ)償機(jī)制;③鼓勵技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級,不斷降低污泥處理運行成本;④降低污泥肥料產(chǎn)品的市場銷售價格,提高污泥肥料產(chǎn)品的市場競爭力,確保污泥得到及時有效的處理處置。
3.3管理政策
加強(qiáng)污泥處理處置全過程監(jiān)管。污水處理廠是污泥產(chǎn)生的源頭,各污泥產(chǎn)生單位必須建立污泥產(chǎn)期、產(chǎn)量、去向等詳細(xì)臺帳,健全相關(guān)管理制度,從源頭入手,實施嚴(yán)格的登記和管控制度。要加強(qiáng)污泥運輸環(huán)節(jié)的管理,污泥從出廠、運輸、直至處理處理處置地均應(yīng)辦理相關(guān)交接手續(xù),并建立轉(zhuǎn)運聯(lián)單制度,定期將聯(lián)單記錄結(jié)果上報地方環(huán)保部門。污泥運輸應(yīng)采取密封措施,防止沿途拋灑,更不得隨意傾倒。要加強(qiáng)對污泥處理處置和資源化利用及其終端產(chǎn)品應(yīng)用的全過程監(jiān)管,做到污泥全處理處理處置,杜絕產(chǎn)生二次污染。
關(guān)鍵詞:醫(yī)院廢水;污水處理;工藝
Abstract: This paper introduces the characteristics and processing technology of hospital wastewater, and studied the process and mechanism of hospital disinfection, wastewater treatment, resource utilization and management characteristics, prospect of development trend of hospital sewage treatment technology, for reference.
Keywords: hospital wastewater; wastewater treatment; process
中圖分類號:U664.9+2
0 引言
未經(jīng)處理的醫(yī)院廢水外排,會程度不同地造成環(huán)境污染。醫(yī)院廢水與工業(yè)污水和生活污水相比具有水量小、污染力強(qiáng)的特點,醫(yī)院污水中含有一些特殊的污染物,如藥物、消毒劑、診斷用劑、洗滌劑,以及大量病原性微生物、寄生蟲卵及各種病毒,如蛔蟲卵、肝炎病毒、結(jié)核菌和痢疾菌等有毒有害物質(zhì),如任其排放,必然會污染水源,傳播疾病。
1、醫(yī)院廢水的特征
醫(yī)院廢水大多來自病房、門診、注射室、化驗室、制劑室、手術(shù)室、洗衣房、衛(wèi)生間和浴室等場所,因此含有多種病毒、細(xì)菌和寄生蟲卵等致病性微生物。與市政、生活、餐飲服務(wù)業(yè)產(chǎn)生的污水相比,它具有水量小,危害大的特點。如不經(jīng)消毒處理,直接排入城市下水道或環(huán)境水體會嚴(yán)重污染水源、傳播疾病,甚至引起傳染病的流行和爆發(fā),危害人民群眾的正常生活和生命健康,給社會造成混亂。
2、醫(yī)院廢水處理工藝
醫(yī)院廢水處理的目的是通過采用各種水處理技術(shù)和設(shè)備去除水中的物理的,化學(xué)的和生物學(xué)的各種水污染物,使水質(zhì)得到凈化,達(dá)到國家或地方的水污染物排放標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)水資源環(huán)境和人體健康。醫(yī)院污水一般排放量比較少,屬于小型污水處理。
2.1 常規(guī)一級處理的目的主要是污水消毒、特定離子的去除、pH值的調(diào)整等過程。去除污水中的漂浮物和懸浮物(SS),為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。其主要設(shè)備和構(gòu)筑物是:格柵、沉砂池或沉淀池等。格柵可去除污水中較大的顆粒物質(zhì)和漂浮固體物質(zhì)。沉砂池可去除0.2 mm以上的沙粒,沉淀池可去除污水中大部分懸浮物。一般通過一級處理可去除60%懸浮物和25%BOD,目前主要應(yīng)用于混有生活污水的療養(yǎng)性質(zhì)醫(yī)療院。
2.2 生物處理,即利用微生物的代謝過程將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡單的有機(jī)物。常用的生物處理方法有活性污泥法、AB法、SBR法、氧化溝、A2/O法、生物膜法等,可以去除污水中溶解的和呈膠體狀的有機(jī)污染物,處理出水的BOD可降至30mg/L以下,同時還可去除COD、酚、氰等有機(jī)污染物,目前應(yīng)用于各類大中型綜合醫(yī)院和特殊系統(tǒng)醫(yī)院。常規(guī)活性污泥法是通過曝氣不斷供氧,利用好氧微生物來氧化有機(jī)物。在氧化過程中,微生物對復(fù)雜的有機(jī)物進(jìn)行分解。并利用分解所產(chǎn)生的能量進(jìn)行繁殖、生長和運動。用作能量的這部分有機(jī)物最后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機(jī)物,另一部分則由微生物合成為新細(xì)胞。通過以上過程去除污水中的有機(jī)物,處理效果好,廢水處理程度靈活,可高可低;但出水污泥量大,且不能適應(yīng)較大的沖擊負(fù)荷。AB法分為A、B兩段曝氣池,各自有獨立的污泥回流系統(tǒng)。A段曝氣池負(fù)荷高,停留時間短,吸附能力強(qiáng),代謝速度快;B段曝氣池為常規(guī)活性污泥法,運行穩(wěn)定。與常規(guī)活性污泥法相比還具有如下特點:節(jié)省基建費,電耗低,出水水質(zhì)好;還具有較高的B0D5去除率,除磷率及脫氮率,并極大地提高了對難降解有機(jī)物的去除率。
3 綜合醫(yī)院廢水處理工藝流程
3.1 水質(zhì)水量參數(shù)
某醫(yī)院現(xiàn)有床位30張,每天的污水排放量10m3,CODcr=300mg/L,BOD5=180mg/L,SS=270mg/L,細(xì)菌總數(shù)=8×106個/L。
3.2 工藝流程(見圖1)
圖1 工藝流程
3.3 主要構(gòu)筑物和工藝參數(shù)
(1) 格柵:作用是攔截污水中較大粒徑的懸浮物和漂浮物,保證后續(xù)處理過程的正常運行。鑒于污水中較大的懸浮物和漂浮物不多,為節(jié)約資金,本工程采用在調(diào)節(jié)池進(jìn)水口做鋼篦子代替格柵,柵條間隙為25mm。同時在進(jìn)水口設(shè)置1000×1000mm2檢查井代替格柵井,便于人工清渣。
(2) 調(diào)節(jié)池:主要作用是均化水質(zhì)水量,保證后續(xù)處理系統(tǒng)進(jìn)水的穩(wěn)定性。由于醫(yī)院廢水在一天中排量極不穩(wěn)定, 調(diào)節(jié)池的容積很難確定。在無具體水量數(shù)據(jù)的情況下, 可采用下式確定:
V=qv× t
式中:
qv—平均流量, 單位m3/h
t—污水停留時間, 單位h, 取t=4~6h
若有具體水量數(shù)據(jù), 調(diào)節(jié)池的容積可采用表1 中方法確定
表1 調(diào)節(jié)池有效容積計算表
本工程中調(diào)節(jié)池結(jié)構(gòu)尺寸: 1500×900×2500mm3,有效容積2.4 m3。池內(nèi)布置WQD6-12-0.55 污水泵2臺,采用手動與水位自動控制水泵啟停。
(3)生物接觸氧化池:設(shè)計停留時間2.5h,結(jié)構(gòu)尺寸:1500×1500×2500mm3,有效容積4m3,內(nèi)設(shè)φ150球形懸浮填料3m3。池內(nèi)設(shè)置QXB1.5離心式水下曝氣機(jī)一臺,污水中的溶解氧含量保持在2.5--3.5mg/L。
(4)二沉池:接觸氧化池出水進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離。結(jié)構(gòu)尺寸:1000×1000×2500mm3,1座,有效停留時間2h,內(nèi)設(shè)WQD6-12-0.55吸泥泵1臺。
(5)污泥濃縮池:二沉池污泥排入污泥池,進(jìn)一步濃縮脫水,定期加入一定量的次氯酸鈉消毒劑進(jìn)行消毒,將滯留在污泥中的寄生蟲卵徹底殺滅后,與醫(yī)院內(nèi)的其余醫(yī)療廢棄物一并運至合肥市危險廢棄物處理中心集中處置。實際操作中,由于廢水中的有機(jī)物濃度很小,因而接觸氧化池中的剩余污泥量很少。每隔2--3個月才把剩余污泥排入污泥濃縮池。每次排泥時,把10%次氯酸鈉消毒液稀釋100倍后,以投藥量與進(jìn)泥量的體積比為1∶20的比例,投加至污泥濃縮池,同時人工攪拌均勻。靜置后24h污泥濃縮池上清液返回調(diào)節(jié)池再次處理。結(jié)構(gòu)尺寸: 1000×1000×2500mm3,污泥停留時間12--24h。
(6)消毒池:二沉池出水在消毒池經(jīng)投加次氯酸鈉消毒液消毒后達(dá)標(biāo)排放。投加方法為:把10%次氯酸鈉消毒液稀釋100倍后,每隔2h向消毒池進(jìn)水口附近中加入1.2L稀釋液,保持消毒池中的有效氯含量15mg/L。結(jié)構(gòu)尺寸:2000×1000×1600mm3,有效水深1.0m,消毒時間大于2.0h,池內(nèi)設(shè)水下攪拌裝置1臺,功率0.55kW。
3.4調(diào)試與運行
生物接觸氧化池中的活性污泥接種自城市污水處理廠二沉池, 細(xì)菌馴化階段共經(jīng)歷了一個月左右,首先按照進(jìn)水、曝氣、沉淀、撇除上清液四個步驟進(jìn)行,每個循環(huán)中曝氣2h,沉淀2h。15天后,待污泥生長到一定的規(guī)模(SV約為10%),改用連續(xù)進(jìn)水,連續(xù)出水的馴化方式,回流比為100%。在馴化期內(nèi),撇除的上清液比較混濁,可以看到許多小絮狀的顆粒。其主要原因是細(xì)菌出于對數(shù)生長期,污泥的活性很高,難以沉降。20天后,二沉池出水逐漸變清, 馴化完成,進(jìn)入正常運行階段。經(jīng)對出水水質(zhì)監(jiān)測,各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求,見表2。
表2出水水質(zhì)檢測指標(biāo)
4 結(jié)論
連續(xù)處理(生物接觸氧化工藝)與階段處理(SBR工藝)在對小型醫(yī)院的廢水處理時,均可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。選擇合理、有效的處理工藝,全過程控制原則、減量化原則、就地處理原則、分類指導(dǎo)原則、達(dá)標(biāo)與風(fēng)險控制相結(jié)合原則、生態(tài)安全原則來選擇工藝流程,有效去除污水中有毒有害物質(zhì),減少和控制處理過程中消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生,保護(hù)生態(tài)環(huán)境的安全。
在我國的城市水污染治理中,污水處理廠污泥處理處置費用約占工程投資和運行費的25%-45%.污水處理廠污泥處理處置高昂的投資及其運行費用,一方面使得目前國內(nèi)大部分污水處理廠未對污泥進(jìn)行穩(wěn)定處理或處理工藝的配套設(shè)施不完善,另一方面也使得建有完善污泥處理設(shè)施的污水處理廠常因其運行費用較高而基本停用。隨著我國城市污水處理設(shè)施的普及,處理率的提高和處理程度的深化,污泥的產(chǎn)生量將有較大的增長,預(yù)計到2010年,我國城市污水處理廠的濕污泥年產(chǎn)量將達(dá)2000余萬噸,污泥的處理處置將成為難題。而通過技術(shù)改進(jìn)和革新,降低污水處理廠的污泥產(chǎn)生量;研究開發(fā)先進(jìn)的污泥處理工藝,提高污泥處理系統(tǒng)的效率,降低污泥處理成本;研制出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)高效的國產(chǎn)污泥處理成套設(shè)備;積極進(jìn)行污泥資源化利用研究等是解決當(dāng)前及今后我國據(jù)市污水處理廠污泥處置問題的有效途徑。
根據(jù)我國污水處理技術(shù)政策,城市污水處理產(chǎn)生的污泥,應(yīng)采用厭氧、好氧和堆肥等方法進(jìn)行穩(wěn)定化處理,也可采用衛(wèi)生填埋方法予以妥善處置;處理能力在10萬m3/d以上的污水二級處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥,宜采取厭氧消化工藝進(jìn)行處理,產(chǎn)生的沼氣應(yīng)綜合利用:處理能力在10萬m3/d以下的污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥,可進(jìn)行堆肥處理和綜合利用;采用延時曝氣技術(shù)的污水處理設(shè)施,污泥需達(dá)到穩(wěn)定化;采用物化--級強(qiáng)化處理的污水處理設(shè)施,產(chǎn)生的污泥須進(jìn)行妥善的處理和處置;經(jīng)過處理后的污泥,達(dá)到穩(wěn)定化和無害化要求的,可農(nóng)田利用;不能農(nóng)田利用的污泥,應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行衛(wèi)生填埋處置。
二、城市污水的再生利用
在我國,花費大量投資建設(shè)了城市污水處理廠,但經(jīng)過處理后的再生水并沒有得到充分利用,有的地區(qū)甚至還將處理后的再生水與未經(jīng)處理的污水混入一起同流合污,有的地區(qū)沒有將再生水合理再用卻直接排入大海造成淡水資源的浪費。因此,在城市污水處理決策中應(yīng)充分考慮污水的再生利用。城市污水處理廠出水可用作農(nóng)業(yè)用水、市政雜用水、工業(yè)冷卻用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、地下水補(bǔ)充等;另一方面,城市污水處理廠出水也可看作是水文循環(huán)的組成部分,將合乎質(zhì)量要求的出水排放到河流水體中,使河流水休能維持或變成供下游使用的原水源,不僅經(jīng)濟(jì)可行,而且可減少風(fēng)險并發(fā)揮河流自凈能力。
在我國的城市污水處理技術(shù)政策中,提倡各類規(guī)模的污水處理設(shè)施按照經(jīng)濟(jì)合理和衛(wèi)生安全的原則,實行污水再生利用。發(fā)展再生水在農(nóng)業(yè)灌溉、綠地澆灌、城市雜用、生態(tài)恢復(fù)和工業(yè)冷卻等方面的利用。城市污水再生利用,應(yīng)根據(jù)用戶需求和用途,合理確定用水的水量和水質(zhì)。污水再生利用,可選用混凝、過濾、消毒或自然凈化等深度處理技術(shù)。因此,缺水城市和水環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū),在規(guī)劃建設(shè)遠(yuǎn)距離調(diào)水之前應(yīng)積極實施城市污水再生利用工程,同時做好非投資性或低投資性的節(jié)水減污工作。
【關(guān)鍵詞】污泥;處理機(jī)制;環(huán)境保護(hù);資源利用
1.污泥處理的意義
我國“十一五”規(guī)劃的重要目標(biāo)就是建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會。其中,作為城市可持續(xù)發(fā)展重要內(nèi)容的環(huán)境保護(hù)、水體質(zhì)量保護(hù)、污水處理、中水回用等問題日益受到人們的關(guān)注。隨著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加速,企業(yè)污水的產(chǎn)量不斷的加大,隨著城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模的日益加大,污水處理后剩余的污泥量越來越多。如何對這些污泥進(jìn)行有效的處理,既關(guān)系到城市環(huán)境的保護(hù),也關(guān)系到了資源的有效利用。污泥是在污水處理的過程中產(chǎn)生的,不同污水處理方式下產(chǎn)生的污泥的量也是不一樣的,但平均下來,污泥量一般占到處理污水量的0.3%-0.5%。這些污泥既含有大量的寄生蟲、重金屬等有害物質(zhì),也含有大量的氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)元素。如果不加處理的將這些污泥隨意排放,不僅對會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,威脅到城鎮(zhèn)居民正常的生產(chǎn)生活,也會造成資源的浪費。這與我國以環(huán)境保護(hù)和資源的合理利用為原則的可持續(xù)發(fā)展道路是不相符合的,因此,如何在保護(hù)環(huán)境的同時實現(xiàn)污泥資源化,是我國在進(jìn)行污泥處理時應(yīng)該注意的問題??梢哉f,我們期望的污泥處理辦法應(yīng)達(dá)到如下效果:妥善處理有害物質(zhì)、易腐化發(fā)臭的有機(jī)物質(zhì),合理利用有用物質(zhì)。
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會要求實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化三化的同時,也實現(xiàn)污泥的資源化。目前,我國對污泥的利用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:如將污泥用于果園、林地、農(nóng)田等,實現(xiàn)污泥資源的土地利用價值;將污泥用于水泥制造、陶瓷制造、瓷磚制造等,實現(xiàn)污泥的建筑材料利用價值;還有的將污泥用于熱能制造等,這些措施都很好的實現(xiàn)了污泥的資源化[1]。
2.傳統(tǒng)污泥處理方法
傳統(tǒng)處置方法通常將污泥用于填埋、焚燒、天海以及土地利用等方面[2]。這些方法對處理污泥起到了一定的作用,然而,隨著國家對環(huán)境保護(hù)力度的加大,這些方法的弊端也日益暴露出來,這些方法在很多方面并不能達(dá)到國家對環(huán)境保護(hù)制定的標(biāo)準(zhǔn)。
2.1 填埋法
填埋法在初期對污泥處理發(fā)揮了巨大的作用,經(jīng)過40多年的發(fā)展,污泥的土地填埋技術(shù)也得到了極大的發(fā)展,且日趨成熟。然而,填埋技術(shù)自身的很多缺陷是無法克服的。利用土地填埋技術(shù)對污泥進(jìn)行處理的前提條件是選擇一塊合適的土地進(jìn)行填埋工作。然而,隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們生活水平的日益提高,大批的農(nóng)村居民涌入城鎮(zhèn),隨著人們對住房需求的加大以及政府各種建設(shè)項目的增多,城鎮(zhèn)的空閑土地面積越來越少。污水排放量的增加直接導(dǎo)致了污泥產(chǎn)量的急劇增加,在人口稠密的城鎮(zhèn)地區(qū)選擇大面積的空閑土地進(jìn)行填埋工作并非易事。此外,采用土地填埋法處理污泥還需要將污泥運到填埋現(xiàn)場,運輸費用也是一筆很大的資金投入。選址難以及運輸成本高這兩個因素限制了土地填埋法的廣泛應(yīng)用。更重要的是,填埋法將污泥填埋在地下,并不能從根本上避免環(huán)境的污染,只是在一定程度上減緩了環(huán)境污染的進(jìn)度。例如:對污泥中的有害物質(zhì)不加處理便直接將污泥埋在地下,這些有害成分便會滲透到地下水中,對地下水造成一定的污染??傊?,土地填埋法的上述弊端決定了這種方法并不是污泥處理的最佳途徑,其發(fā)展市場極為有限,最終將被更合理的污泥處理方法所取代。
2.2 污泥焚燒
污泥焚燒法主要是通過污泥中含有大量的有機(jī)物,而這些有機(jī)物又易于燃燒的特點對污泥進(jìn)行處置的。污泥燃燒法是處置污泥比較徹底的一種方法,主要是分為兩大類的:一種是脫水污泥直接送焚燒爐進(jìn)行焚燒,另一種是將脫水的污泥先干花,除去其水分,然后再進(jìn)行焚燒。至于選擇何種焚燒方式,應(yīng)根據(jù)焚燒時的具體情況進(jìn)行。和其他的污泥處置法相比,污泥焚燒法有很大的優(yōu)勢,如,通過污泥焚燒法能夠迅速降低污泥的現(xiàn)存量,且焚燒污泥后的產(chǎn)物不含細(xì)菌,也沒有異味。然而,用焚燒法對污泥進(jìn)行焚燒對焚燒設(shè)備和焚燒條件要求是相當(dāng)嚴(yán)格的,操作也比較麻煩,資金投入也比較大,不具備推廣應(yīng)用的現(xiàn)實條件。與此同時,由于污泥中含有大量的有機(jī)物,因此,雖然焚燒后的產(chǎn)物不會污染環(huán)境,然而污泥在焚燒過程中卻產(chǎn)生了很多有害氣體,如二氧化硫、二氧化碳等,這些氣體就會對大氣造成二次污染,污泥焚燒過程中也將有用的營養(yǎng)物質(zhì)焚燒掉了,沒有實現(xiàn)污泥的資源化[3]。這些弊端都限制了污泥焚燒法的廣泛應(yīng)用,一般情況下,只有在其他方法使用受限的情況下,才會考慮使用污泥焚燒法對污泥進(jìn)行處理。
2.3 海洋排放法
通過海洋排放法實現(xiàn)污泥的處理常見于一些臨海的地區(qū),這些地區(qū)的污水處理廠處理過污水后,直接將剩余的液態(tài)污泥排入大海中。英國、美國和日本由于地理位置原因,多采用海洋排放法對污泥進(jìn)行處理。然而,隨著人們環(huán)保意識的提高以及人們對全球一體化這一概念認(rèn)識的加深,海洋排放法遭到了社會各界人士的強(qiáng)烈反對,各個國家也命令禁止通過海洋排放法處理污泥,以保護(hù)人類共同生存的生態(tài)環(huán)境。海洋排放法并沒有從根本上解決問題,而是將問題轉(zhuǎn)移到了海洋。雖然將污泥排入海洋表面看似乎是處理了污泥,但由此卻引發(fā)了一系列的問題。污泥進(jìn)入海洋后,直接污染海洋,導(dǎo)致海洋水質(zhì)惡化,許多水生物的生存遭到了嚴(yán)重的威脅。鑒于此,各個國家都制定了相關(guān)的法律法規(guī),嚴(yán)禁向海洋排放污泥,保護(hù)海洋環(huán)境。
2.4 土地利用
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們生活水平的提高,大量的農(nóng)村居民涌入城鎮(zhèn),使得城鎮(zhèn)的空閑土地急劇減少。然而,依然存在一些的土地類型可以接納污泥,實現(xiàn)污泥的資源化。如城鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)用地、牧業(yè)草地以及一些綠化帶等等,污泥中豐富的氮、磷、鉀等元素是很好的植物營養(yǎng)物質(zhì),因此,可以把污泥當(dāng)做肥料用于這些類型的土地。然而,污泥中也含有大量的有害物質(zhì),如重金屬、寄生蟲等,將污泥不加處理的用于這些類型的土地,容易造成土地的污染,并且有些有機(jī)物特別難降解。因此,如果想將這些污泥用于土地,實現(xiàn)其土地利用價值,必須對污泥進(jìn)行處理,防止污泥中的重金屬以及寄生蟲等有害物質(zhì)對土地及其上的作物造成二次污染,真正實現(xiàn)污泥的資源化[4]。
3.污泥資源化利用途徑探討
3.1污泥低溫?zé)峤庵朴图夹g(shù)
國外在實現(xiàn)污泥資源化上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先了我國的技術(shù)水平,我國應(yīng)學(xué)習(xí)外國先進(jìn)的污泥處理技術(shù),改善我國污泥處理現(xiàn)狀,保證可持續(xù)發(fā)展的順利進(jìn)行,早日實現(xiàn)資源環(huán)境保護(hù)型和資源友好型社會的建設(shè)。污泥低溫?zé)峤庵朴图夹g(shù)是由國外引進(jìn)的,主要指的是通過無氧加熱技術(shù)對污泥進(jìn)行加熱,使其達(dá)到一定的溫度,然后使污泥在干餾和熱分解的作用下分解成油、反應(yīng)水、不凝性氣體以及碳四種產(chǎn)物,然后對這四種產(chǎn)物尤其是油進(jìn)行合理的利用。這種方法很好的實現(xiàn)了污泥的資源化,并且在這個過程中,產(chǎn)生的油和碳的化學(xué)性質(zhì)都十分穩(wěn)定,保證了污泥低溫?zé)峤饧夹g(shù)進(jìn)行過程的安全性,生成物碳可以作為能源參與到對污泥加熱的過程中作為補(bǔ)充能源。鑒于該技術(shù)的安全性、無污染性以及科學(xué)合理性,世界上各個國家都開始了對該技術(shù)的研究,其發(fā)展前景十分廣闊。
3.2 污泥合成燃料技術(shù)
城鎮(zhèn)污泥中含有大量的有機(jī)物,這些有機(jī)物如果作為燃料,將會釋放出大量的熱量。因此,如果能夠合理提取污泥中的有機(jī)物制成燃料,一方面可以為我國燃料市場做出貢獻(xiàn),另一方面還可以防止污泥燃燒產(chǎn)生二氧化硫、二氧化碳等氣體污染大氣。污泥合成燃料技術(shù)正好解決了這個問題,污泥合成燃料技術(shù)主要是將污泥放至高溫氣化爐內(nèi)進(jìn)行燃燒,而不是直接對污泥進(jìn)行燃燒處理。在高溫氣化爐內(nèi)對污泥進(jìn)行燃燒,可以防止污染,與此同時,作為煤型粘結(jié)劑的污泥還可以改善高溫下煤型的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu),在一定程度上提高煤型的氣化反應(yīng),使煤渣中殘?zhí)嫉暮看蟠蠼档土?。通過這種方式產(chǎn)生的燃料,其在燃燒過過程中產(chǎn)生的煙氣中的有害物質(zhì)可以通過常規(guī)的氣體凈化裝置除去,避免對大氣造成污染,污泥合成燃料技術(shù)為實現(xiàn)污泥的資源化利用開辟了一條新的道路。
3.3 污泥堆肥土地利用技術(shù)
1.1酒精廢水的水質(zhì)特點
在生產(chǎn)過程中真空泵冷卻水、對藥材進(jìn)行清洗、過濾機(jī)、甑底水、二曲黃水等過程產(chǎn)生的廢水,屬于高等濃度的有機(jī)廢水。是不可被直接使用的其他領(lǐng)域的,但是其中所含有機(jī)物成分較高,是可生化性的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水。酒精廢水直接排出不僅對水資源環(huán)境造成威脅,里面含有的大量有機(jī)物將被白白浪費。從水資源環(huán)境保護(hù)和廢物利用的角度出發(fā),酒精廢水進(jìn)行再處理無疑是一種最好的選擇。
1.2酒精廢水的處理工藝
該酒廠酒精廢水工藝還是比較傳統(tǒng)的廢水處理流程,簡單的將廢水進(jìn)行過濾消毒之后直接排出。這樣的傳統(tǒng)處理方法,不僅不能夠完全將廢水有毒化學(xué)物質(zhì)完全改善,還浪費了大量的有機(jī)物再利用,是不被提倡的。現(xiàn)如今有很多的酒廠還在利用著傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行酒精廢水處理,不容易被更換。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,各個領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的使用也越來越全面。
2UASB工藝在酒精廢水處理中的應(yīng)用觀察
UASB即為上流式厭氧污泥床,也叫厭氧水解反應(yīng)器,是集沉淀、吸附和生物絮凝等物理化學(xué)過程,以及水解酸化和甲烷化過程等生物降解功能于一體的綜合反應(yīng)器。厭氧反應(yīng)器由污泥反應(yīng)區(qū)、三相分離器(氣、液、固)和氣室三部分組成。厭氧生物處理化學(xué)過程為水解酸化、產(chǎn)酸、產(chǎn)甲烷3個階段。UASB厭氧反應(yīng)器的基本工作原理為:首先,在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥,具有良好的沉淀性能和絮凝性能的污泥在下部形成污泥層。污水從厭氧污泥層底部流入與污泥混合在以前,污泥中的微生物把廢水中的有機(jī)物分解成甲烷,這是一種把污水轉(zhuǎn)化為氣的過程。該氣體不斷分離上升,最初以微小氣泡的形態(tài)從污泥層中放出,在上升過程中不斷合并,氣泡逐漸變大,在污泥層上部由沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進(jìn)入三相分離器。然后,氣泡通過與三相分離器下部接觸,分離器下部的反射板折向反射板的四周,然后穿過水層進(jìn)入氣室。進(jìn)入到氣室的甲烷用導(dǎo)管導(dǎo)出,固液混合液經(jīng)過反射進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)。廢水中的污泥層發(fā)生絮凝,顆粒在逐漸的變大,在重力作用下沉淀到分離器的厭氧反應(yīng)區(qū)。在厭氧反應(yīng)器處理污水過程中,可以看出,先是在污泥反應(yīng)區(qū),通過污泥層中的微生物完成了水解酸化。厭氧水解反應(yīng)器中大量微生物進(jìn)行水中顆粒物質(zhì)迅速截留和吸附,截留下來的物質(zhì)吸附在污泥表層。在大量水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌作用下,將廢水中不溶性有機(jī)物分解出來,這個過程就是產(chǎn)氧產(chǎn)酸的過程。同時在分離水分子的過程中也產(chǎn)生了甲烷小氣泡,小氣泡穿過污泥層不斷上升,上升過程中形成大氣泡,最后到達(dá)厭氧反應(yīng)區(qū)。甲烷也是不可多得了有機(jī)氣體,是可很好利用的。分離出來的有機(jī)物進(jìn)行二次利用,符合資源再利用的原則。
3SBR工藝在酒精廢水處理中的應(yīng)用觀察
SBR工藝是序批式活性污泥法的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù),又稱序批式活性污泥法。該操作功能改造了原有活性污泥主反應(yīng)區(qū)對厭氧斷出水進(jìn)行好氧處理,進(jìn)一步去除廢水中的污染物物。運行方式相對來說比較靈活,能夠適應(yīng)各式不同的廢水處理要求,不僅限于酒精廢水的處理。它的運行周期一般包括進(jìn)水期、反應(yīng)期、靜置期、排水期和閑置期5個基本階段。SBR工藝需要與UASB工藝結(jié)合使用,UASB反應(yīng)池的水必須進(jìn)行二次處理才能達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。SBR工藝正好完成了UASB的這一要求,UASB的出水進(jìn)入到SBR工段,這是一個好氧處理過程,在這里碳源有機(jī)物和氨氮類有機(jī)物得到了很大程度上的處理。SBR相對其他傳統(tǒng)廢水處理工藝,有生化反應(yīng)速度快、處理效率高、運行靈活、操作簡單的幾大特點。它最大的特點就是能大量脫離氨氮類有機(jī)物,通過靜止沉淀,分離出大量有機(jī)物,出水水質(zhì)不僅達(dá)標(biāo)還相對較好。
4UASB+SBR工藝效果顯示
本文通過對該酒廠進(jìn)行了實例研究,取用酒廠廢水50m?/d進(jìn)行研究。酒精生產(chǎn)過程中廢水首先是洗藥材產(chǎn)生的泥沙等懸浮物,可用沉淀的方法率先把其去除。然后投放混凝劑PAC及絮凝劑PAM,使沉淀物形成絮凝物通過斜管進(jìn)入沉淀池,從而清除洗滌后產(chǎn)生的雜質(zhì)。出水在經(jīng)過石英砂過濾器進(jìn)行過濾,達(dá)標(biāo)排放。調(diào)節(jié)池搭配水井,收集污水,減少流量變化給污水處理系統(tǒng)帶來的沖擊,調(diào)節(jié)池設(shè)置攪拌、混合裝置,為使調(diào)節(jié)池出水水質(zhì)均勻,防止雜質(zhì)沉淀。UASB工藝的使用,在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥形成污泥層,需處理的污水從厭氧污泥層底部流入與污泥混合,污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物,形成沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出、上升,上升過程形成較大氣泡,進(jìn)入三相分離室碰到下部折射板,折向四周穿過水層進(jìn)入氣室,再將其用導(dǎo)管導(dǎo)出。這時固液混合液進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū),污泥發(fā)生絮凝在重力作用下沉降,沉淀的污泥降到厭氧反應(yīng)區(qū)內(nèi),而分離后的處理水從沉淀區(qū)溢出,排出污泥床。此中設(shè)計了四座UASB反應(yīng)器(并聯(lián)兩級),每座尺寸均為:φ3.3×6.5m。UASB反應(yīng)器處理完成后進(jìn)入SBR反應(yīng)器,SBR反應(yīng)器為間歇性進(jìn)水并自流入SBR反應(yīng)器,因此在SBR反應(yīng)器進(jìn)水前設(shè)置配水井,配水井安裝自動閥門控制水量和時間。SBR反應(yīng)器間歇曝氣方式來運行活性污泥污水處理技術(shù),設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)為SBR反應(yīng)器供氧,使微生物好氧分解代謝有機(jī)物,降低有機(jī)物濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過處理的污水由原來的:CODcr=18000mg/L,BOD5=10000mg/L,SS=200mg/L,經(jīng)過處理為CODcr=98mg/L,BOD5=20mg/L,SS=70mg/L。通過實例研究可以表明,UASB+SBR+沉淀過濾工藝出水能夠達(dá)到設(shè)計要求,滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。簡單來講,是一種厭氧水解+好氧的廢水處理過程。厭氧水解處理過程無需曝氣,運行費用較少;SBR工藝操作簡單,管理方便,投資省。UASB+SBR工藝對COD及BOD去除率較高,在一定程度上解決了酒精廢水處理工藝中存在的設(shè)備投資大、運行費用高的問題。另外,UASB+SBR工藝不僅減少了設(shè)備投資和運行的費用,該工藝產(chǎn)生的沼氣可滿足設(shè)備自身用電需求,還將有大量剩余沼氣可用于該處理廠其他用電,或是家庭用電。在處理過程中產(chǎn)出的大量有機(jī)物也可作為飼料供給養(yǎng)殖戶,有機(jī)污泥也可用于農(nóng)業(yè)開發(fā)。這樣的處理方式,不僅使污水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn),還產(chǎn)生大量有機(jī)物可二次利用。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度出發(fā),設(shè)備成本低,而且還將產(chǎn)生大量有機(jī)物可再次創(chuàng)造收益,無疑是一個值得選擇和提倡的酒精廢水處理工藝。
5結(jié)語
隨著我國資源和環(huán)境的保護(hù)工作的不斷深入,水泥企業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝也受到前所未有的沖擊,浙江省政府為了加大環(huán)境保護(hù)工作的開展,我省經(jīng)貿(mào)委自5年前就對浙江立窯生產(chǎn)和濕法企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)行了有序的淘汰,同時規(guī)劃和新建了新型干法分解窯生產(chǎn)線。新型干法分解窯生產(chǎn)線的在水泥生產(chǎn)工藝上,較傳統(tǒng)的立窯和濕法窯生產(chǎn)工藝,雖然在資源的有效利用和節(jié)能環(huán)保上有了長足的發(fā)展,但由于水泥企業(yè)的競爭日益激烈,很多水泥企業(yè)由于資金的緊缺,加之節(jié)能環(huán)保技術(shù)的不成熟,在設(shè)計中沒有設(shè)計節(jié)能環(huán)保項目,這給后來的水泥生產(chǎn)工藝帶來了先天的不足,富陽南方水泥地處浙江的富春江畔,又是“三江一河”的保護(hù)流域,水泥企業(yè)的節(jié)能環(huán)保任務(wù)艱巨,但企業(yè)在各級政府的大力支持下,投入1億多資金,先后技改了窯尾余熱發(fā)電和造紙污泥的應(yīng)用項目,在節(jié)能環(huán)保上邁出了創(chuàng)新的一步。
2、節(jié)能環(huán)保項目的成功運用
2.1純低溫余熱發(fā)電項目的技改投入運行
富陽南方水泥是2004年投產(chǎn)的一條5000噸/日新型干法水泥分解窯生產(chǎn)線,由于資金短缺,2009年投入近7000萬資金設(shè)計技改窯系統(tǒng)工藝——純低溫余熱發(fā)電項目。該項目為企業(yè)每年節(jié)約2萬多噸標(biāo)準(zhǔn)煤,同時減少CO2的排放量。
傳統(tǒng)的水泥工藝是將窯尾和窯頭的帶有溫度的廢氣直接排放到大氣中,不僅污染了環(huán)境,同時也浪費了大量能源。通過改造不僅改善了環(huán)境,也節(jié)約了大量能源,使水泥企業(yè)的生產(chǎn)工藝步入了清潔環(huán)保生產(chǎn)的行列。
2.2造紙工業(yè)污泥處理處置項目
2.2.1污泥處理技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展
當(dāng)今國內(nèi)外污泥處理與處置技術(shù)的發(fā)展依據(jù)是“四化”原則——減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化。污泥處理的方法主要有6種:衛(wèi)生填埋、污泥農(nóng)用、污泥焚燒、污泥干化和熱處理、污泥堆肥及海洋傾倒。
污泥干化技術(shù)是現(xiàn)今國外應(yīng)用發(fā)展最為迅速的一項污泥處理置技術(shù)。脫水污泥的熱處理,即干化后的污泥在發(fā)電廠和垃圾焚燒廠、水泥廠焚燒以及干化污泥的氣化是比較理想和安全的污泥處置途徑。通過污泥體積和質(zhì)量的減少,將污泥變成一種有著良好特性、便于操作并能廣泛用于不同領(lǐng)域的產(chǎn)品,如:作為燃料在(煤)發(fā)電廠和水泥廠或作為肥料用于農(nóng)業(yè)
富陽南方水泥企業(yè)自2009年開始和浙江大學(xué)等有關(guān)科研部門合作,探索造紙污泥在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用,該項目是基于污泥干化技術(shù)的應(yīng)用,但考慮水泥企業(yè)新型干法分解工藝的特點,直接將造紙廠污泥在化驗部門的監(jiān)控下,通過污泥輸送、儲存、計量等設(shè)備,直接喂入立磨入磨皮帶,與水泥生產(chǎn)的原料:石灰石、黏度和鐵粉,一道進(jìn)行粉磨成生料,再送送入窯尾進(jìn)行高溫煅燒成熟料,污泥中的重金屬被固化到水泥晶格中,有害氣體經(jīng)900度左右的高溫焚燒,排入大氣。經(jīng)浙江大學(xué)和行業(yè)內(nèi)專家的鑒定,這項技術(shù)是目前在造紙污泥處理方面的先進(jìn)技術(shù)。
2.2.2污泥處理技術(shù)的成效
富陽市每天排放的造紙污泥總量在1000噸左右,富陽南方每天生產(chǎn)水泥的使用污泥量在300噸左右,每年使用量達(dá)9萬噸左右,也就是說富陽南方水泥公司為富陽市解決造紙污泥1/3,最大的意義,是解決了造紙污泥對富春江的污染問題,是富陽市的主導(dǎo)工業(yè)造紙開辟了新的途徑,也為城市污泥的解決探索一條成本低、處理徹底的方法。
關(guān)鍵詞:城市;污泥;問題;對策;分析
1城市污泥處理現(xiàn)狀
根據(jù)國務(wù)院2000年11月的文件,“十五”期間,所有設(shè)市城市都必須建設(shè)污水處理設(shè)施。
在很多人包括一些領(lǐng)導(dǎo)看來,一個城市只要設(shè)立了污水處理廠,這個城市的供水環(huán)保問題就得到了解決。而事實是,城市污水處理廠在污水處理的過程中必然產(chǎn)生污泥。而且隨著城市污水處理率的不斷提高,污泥的產(chǎn)量同樣在不斷增大。目前全國每年污泥產(chǎn)生總量達(dá)900萬噸,而北京預(yù)計到2008年,每年的污泥總量將達(dá)到80萬噸。還不包括城市管道清疏和河道疏浚產(chǎn)生的大量含水率極高的污泥。目前全國污水處理廠污泥的規(guī)范化處置率不到20%,而處理的方法主要是填埋。甚至有一些農(nóng)戶將污泥直接拉到田里做有機(jī)肥,隨意大量施用污泥容易導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境和衛(wèi)生風(fēng)險。污泥處理處置問題已經(jīng)成為制約整個污水處理行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸問題。
2城市污泥處理存在問題
目前我國城市污泥的處置工序主要分三步。首先污水處理廠產(chǎn)生的污泥在廠區(qū)完成簡單的穩(wěn)定脫水處理,然后污泥被運到污泥銷納中心進(jìn)行中轉(zhuǎn);最后,一部分用作有機(jī)肥的污泥被送往田地,大部分被運往垃圾填埋場填埋。經(jīng)過這樣處理的污泥已經(jīng)無害了嗎?按照目前的處理方法,污泥仍然存在污染隱患。因為經(jīng)過簡單處理后的污泥,穩(wěn)定狀態(tài)很容易被打破,一場雨就可以使污泥恢復(fù)原形。用作有機(jī)肥的部分,沒有經(jīng)過專門處理的污泥中雖然含有部分有機(jī)質(zhì),但其中含有的重金屬、病原菌和其他長效有機(jī)污染物都會對土壤產(chǎn)生危害,并且使作物的品質(zhì)受到嚴(yán)重影響。在一些地方隨意施用污泥肥已經(jīng)導(dǎo)致土地鹽害、燒苗和病蟲害等問題。填埋法的問題是,由于垃圾填埋場大多為露天,經(jīng)過幾場雨后恢復(fù)原形的污泥就對場地的安全構(gòu)成嚴(yán)重的危害。雨水使露天堆放的污泥漲成了渾濁的稀湯,褐色的污水混著污泥在場區(qū)到處蔓延,而不遠(yuǎn)處就是農(nóng)戶的田地?!斑@樣的情景在全國并不新鮮”,中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員、國際水質(zhì)協(xié)會污泥管理專業(yè)委員會城市污泥堆肥處理專家陳同斌對記者說,城市污水處理廠成為污染大戶!這是一個讓大家接受起來有些困難的事實。不僅污泥到處蔓延,污泥對垃圾填埋場防護(hù)設(shè)施的腐蝕滲透現(xiàn)象也很嚴(yán)重,不少垃圾填埋場的壽命被大大縮短。
對污泥的主要處理要求只有一項,即要求將污泥脫水至含水量80%以下。記者找到了建設(shè)部的這份《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》(GJ3025-93)。在污泥排放標(biāo)準(zhǔn)一欄里記者看到共有5條規(guī)定,除規(guī)定了綜合利用的原則以外,具體的規(guī)定還有污泥須經(jīng)穩(wěn)定化處理,不得任意棄置以及農(nóng)用污泥需參考農(nóng)業(yè)有關(guān)規(guī)定。而確定具體指標(biāo)的確實只有一項“在廠內(nèi)經(jīng)穩(wěn)定處理后的城市污水處理廠污泥宜進(jìn)行脫水處理,其含水率宜小于80%”。
3發(fā)達(dá)國家的污泥處理經(jīng)驗
來至美國環(huán)保局(USEPA)的數(shù)據(jù),2000年美國污泥處置中,土地利用占55.5%,焚燒占22%,填埋占14%,其它有利利用7.5%。根據(jù)規(guī)劃,到2005年,美國污泥處置中,土地利用比例將達(dá)到58%,焚燒比例20%,填埋13%。而根據(jù)英國有關(guān)部門的規(guī)劃,在2005年的污泥處置中,土地利用的比例達(dá)66%,焚燒比例為28%,而填埋只占6%。并且根據(jù)《歐洲廢物處理處置政策》,從2000年開始?xì)W洲已經(jīng)對污泥填埋征收填埋稅,要求減少污泥填埋直至完全廢止。而對污泥的處置的原則是遵循著“減量化”——“循環(huán)利用”——“焚燒”——“填埋”的順序。
德國給污水處理廠規(guī)定了嚴(yán)格的排放控制標(biāo)準(zhǔn),污水處理廠產(chǎn)生的污泥必須經(jīng)過規(guī)范的處理。不少污水處理企業(yè)為了免交罰款,不得不請有關(guān)公司幫助解決污泥問題。在德國1噸污水的處理費相當(dāng)于6噸自來水價格。4污泥處理與利用
污泥是放錯位置的資源。以一座20萬噸級的污水處理廠為例,每年產(chǎn)生的污泥中,含有硫酸銨46~232噸、過磷酸鈣30~150噸、硫酸鉀4.8~24噸、有機(jī)質(zhì)含量40%~60%,相當(dāng)于100~400多噸標(biāo)準(zhǔn)肥和大量有機(jī)肥。具備了農(nóng)用的可能性。城市污泥問題是伴隨著世界城市化的進(jìn)程產(chǎn)生的。不同國家對污泥采取了不同的處理方式。處理方法大體有填海、填埋、焚燒和土地利用。其中填海由于出現(xiàn)了嚴(yán)重的污染問題,已經(jīng)被國際海洋法所禁止,各國都基本上廢止。余下的幾種處置方式各有優(yōu)劣。從技術(shù)難度比較,填埋的技術(shù)難度最低,其次是土地利用,難度最高的是焚燒。從投資成本來看,焚燒的投入成本最高,其次是填埋,土地利用成本最低。而從環(huán)境風(fēng)險來比較,焚燒和填埋分別存在尾氣和地下水污染的風(fēng)險,而土地利用的風(fēng)險也需要控制。
而國內(nèi)的污泥資源化處理技術(shù)基礎(chǔ)研究已經(jīng)完成。2003年9月,中國科學(xué)院和河南省漯河市合作,建成了一家10萬噸級污水處理廠的污泥資源化利用示范工程?;厝娌捎昧苏n題組的技術(shù)工藝成果,污泥的堆肥時間被大大縮短,原本需要三個月到半年的堆肥時間被減到了7~12天,并且病原菌傳播、土壤重金屬危害以及肥效不穩(wěn)定等一系列技術(shù)難點也都已經(jīng)被克服?;厣a(chǎn)出的有機(jī)復(fù)合肥甚至可以用于高爾夫球場、花卉栽培等特種領(lǐng)域,填補(bǔ)了國內(nèi)空白。污泥資源化利用的前景似乎一片大好,但事實卻并不如此。誰來動這灘污泥?污泥的危害已經(jīng)日趨嚴(yán)重,相關(guān)的技術(shù)儲備也已經(jīng)完成。從表面上看,似乎只要污水處理廠將技術(shù)拿來用上就行。但現(xiàn)實是,目前誰都不愿動這灘污泥。原因就在于,污泥的資源化利用將是一個涉及社會各個層面的復(fù)雜工程。需要一套成熟的產(chǎn)業(yè)鏈來支撐,同時也需要國家的建設(shè)投資和運行費支持。而國內(nèi)無論是污水處理廠還是投資公司,誰都沒有足夠的能力獨立承擔(dān)這項巨大的工程。
【關(guān)鍵詞】污泥處理;污泥處置;無害化;發(fā)展趨勢
1 前言
隨著我國污水處理廠數(shù)量和規(guī)模的日益增大,使得污泥處理處置的形勢十分嚴(yán)峻,當(dāng)前用于污泥處理處置的技術(shù)較多,如何根據(jù)污水處理廠自身的情況科學(xué)、合理的選擇,并致力于開發(fā)出處置高效、成本較低的污泥處置技術(shù),是我國污水處理行業(yè)需要研究的重點問題。
2 污泥處理處置的重要性
隨著工業(yè)的飛速發(fā)展以及城市人口的不斷增加,使得城市污水的排放量空前增加,在這樣的背景下污水處理廠的發(fā)展正方興未艾,目前在我國城市污水處理廠的數(shù)量已經(jīng)突破2000座,年污水處理量比十五期間增加了一倍以上,在污水處理工藝運行過程中,工藝產(chǎn)生的污泥一部分回流作為生物反應(yīng)的反應(yīng)物,而剩余的污泥要排出到系統(tǒng)之外,這些剩余污泥的量是驚人的,其含水率較高、體積龐大、易腐爛、氣味惡臭且含有大量的重金屬、病菌等有毒有害物質(zhì),因此如果不經(jīng)過科學(xué)的處理處置就直接排放到外界環(huán)境中就會對地面水體、土壤、地下水和空氣造成極大的污染,對人體健康造成不利影響,因此必須要對污泥進(jìn)行無害化、減量化、穩(wěn)定化的處理,并妥善處置,以免給環(huán)境造成二次污染。
3 污泥處置技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
污泥處置是作為污泥處理的后續(xù)工序,以達(dá)到對處理后的污泥妥善的消化最終處于穩(wěn)定的過程,在污泥處置過程中,要把握安全處置、因地制宜、節(jié)能降耗、循環(huán)利用的原則,目前污泥處置的技術(shù)有焚燒、衛(wèi)生填埋、海洋傾倒、土地利用、制造建筑材料等等。
3.1 污泥焚燒
在污泥經(jīng)過充分的脫水處理后,可將其置于焚燒爐中充分焚燒,使污泥中大量的有機(jī)物、細(xì)菌等轉(zhuǎn)化為無機(jī)物,當(dāng)前污泥焚燒處置的方式有單獨焚燒處置和與工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒處置兩種,污泥經(jīng)過焚燒之后基本上達(dá)到了無害化和減量化的目的,并且焚燒過程中發(fā)出的熱量可用于供熱的發(fā)電,有利于促進(jìn)污泥的循環(huán)利用,即資源化處置,但污泥在焚燒過程中可能會產(chǎn)生大量的二氧化硫、二惡英等有害氣體,對大氣產(chǎn)生污染,因此如何避免或減少在污泥焚燒過程中產(chǎn)生有害氣體避免二次污染成為人們需要重點考慮的問題,并且焚燒處置的運行成本較高,需要科學(xué)的操作和管理,因此只能適用于大型污水處理廠中大量污泥的量化處理,而在中小型污水處理廠中不適宜應(yīng)用。
3.2 土地利用
由于污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)和微量元素,可以給植物的生長提供必需的養(yǎng)分因此可將經(jīng)過處理后的污泥用作農(nóng)用田、城市綠地的肥料,可達(dá)到污泥資源化處置的目的,無論是用作農(nóng)田還是城市綠地,污泥都必須要經(jīng)過無害化和穩(wěn)定化的處理,污泥的泥質(zhì)必須要滿足相關(guān)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)要求,從而避免有毒有害物質(zhì)對土壤產(chǎn)生污染,在將污泥土地利用之時,要首先對施用環(huán)境進(jìn)行評價,充分考慮應(yīng)用場合的土質(zhì)以及植物的習(xí)性,從而科學(xué)制定污泥施用的方案,包括用量、施用時間段等等。
3.3 污泥衛(wèi)生填埋
將經(jīng)過處理的污泥進(jìn)行填埋是一種操作簡便、成本低的處置方式,傳統(tǒng)的污泥填埋就是在垃圾填埋場與城市垃圾和工業(yè)垃圾一起進(jìn)行填埋處理,但是要防范污泥產(chǎn)生濾液滲入土層,從而對地下水體造成污染,并且如果填埋不當(dāng)可能會使污泥產(chǎn)生甲烷等可燃?xì)怏w,遇明火可能發(fā)生爆炸,因此在對污泥進(jìn)行衛(wèi)生填埋時,要首先對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理,使其滲濾液能夠達(dá)標(biāo),并在填埋場設(shè)置沼氣利用裝置,一方面使填埋達(dá)到安全的要求,另一方面有利于廢物的資源化利用。
3.4 污泥制作建筑材料
將污泥進(jìn)行無機(jī)化處理后,經(jīng)過加工可用作水泥的添加料、輕質(zhì)骨料、路基材料以及制成磚等,但要建立在污泥無害化處理的前提之上,避免在生產(chǎn)和使用過程中造成二次污染問題,當(dāng)前,我國已經(jīng)頒布了將污泥制磚的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),使污泥制磚行業(yè)得到了不斷的規(guī)范和發(fā)展,將污泥制作成建筑材料是近年發(fā)展起來的較為新穎的處置方式,目前還只是處于試驗、試生產(chǎn)的階段,距離大規(guī)模的應(yīng)用還有一段距離。
4 污泥處置技術(shù)的發(fā)展趨勢
4.1 源頭污泥減量化技術(shù)
如果污泥的產(chǎn)生量大幅度減少,就會從源頭上解決污泥處理處置的負(fù)荷,使污泥處理、處置的量大大減少,降低污泥處置所需的人工、設(shè)備、投資,因此在源頭上使污泥減量化應(yīng)當(dāng)是一項非常有前途的技術(shù),并且必將成為未來污泥處理處置的發(fā)展方向。在源頭上促使污泥減量化可采用超聲波破碎、微生物吞噬等等技術(shù),當(dāng)前這些技術(shù)的運行狀態(tài)還無法達(dá)到低成本運行或穩(wěn)定運行的目的,還大多處于理論和實驗室的研究階段,因此也給研究人員提出了一定的挑戰(zhàn)。
4.2 污泥處置過程的節(jié)能降耗
當(dāng)前很多污水處理廠還處于重水輕泥的狀態(tài)中,因此在污泥處置中無論是技術(shù)還是相應(yīng)的設(shè)備都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到成熟的地步,而能耗高也是很多污泥處置技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用瓶頸,而隨著人們對污泥處理處置重視程度的不斷提高,使得污泥處置過程的節(jié)能降耗成為未來的發(fā)展趨勢。
4.3 防止二次污染
在對污泥進(jìn)行處置的過程中,很多處置方式都有對水體、大氣、土壤等造成污染的隱患,導(dǎo)致產(chǎn)生二次污染的原因歸根結(jié)底還是由于對污泥二次污染重視程度的不夠,相信隨著社會的進(jìn)步以及人們認(rèn)識程度的提高,五河方式污泥處置后造成的二次污染問題應(yīng)當(dāng)會得到足夠的重視。
4.4 提高循環(huán)利用率
當(dāng)前,在污泥的處置技術(shù)中有一些技術(shù)已經(jīng)體現(xiàn)出了污泥資源化處理的要求,如土地資源化處置技術(shù)、建材利用技術(shù)、焚燒放熱等,但無論是哪種技術(shù),尚且存在循環(huán)利用率不高的缺點,在自然資源日益缺乏的今天,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)成為這個時代的主旋律,因此如何提高污泥的循環(huán)利用率,使其最大程度地在不同領(lǐng)域應(yīng)用從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價值是未來污泥處理處置的發(fā)展方向之一。
5 結(jié)束語
對于污水處理廠來說污泥的合理處理和處置具有重要的意義,當(dāng)前的污泥處置技術(shù)有很多,各污水處理廠應(yīng)充分結(jié)合自身的規(guī)模、污泥成分等實際情況選擇合理的污泥處置方式,并且要不斷從源頭上對污泥進(jìn)行減量化處理、降低處置過程的能耗、防止二次污染、提高污泥循環(huán)利用率等,以使污泥的處置更加科學(xué)、合理。
參考文獻(xiàn):
[1]鄒寶華,王宏斌.污水污泥處理處置現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J].價值工程,2012(13).
【關(guān)鍵詞】污水處理廠污泥、衛(wèi)生填埋。
1 前言
近幾年來,我國的污水處理工作有了前所未有的發(fā)展 ,污水處理廠在解決我國水污染問題方面起到了巨大的作用,在很大程度上緩解了我國水污染的危機(jī)。然而,污水處理廠產(chǎn)生的污泥問題也日益突出,已經(jīng)引起了社會各界的高度關(guān)注,政府各部門和環(huán)保界的專家也在采取積極的對策來解決日益嚴(yán)重的污泥污染問題。根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)部監(jiān)測,全國每年產(chǎn)生含水率80%的污泥約3000萬噸左右,污泥中含有大量的有機(jī)物和豐富的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì),以及重金屬、鹽類、致病菌和寄生蟲等有害成分,處置不當(dāng)將會引發(fā)環(huán)境衛(wèi)生和污染問題。
2幾種污泥處置方法的對比分析
城市污水污泥是污水處理廠在污水凈化過程中產(chǎn)生的沉淀物,它包括混入污水中的泥砂、纖維、動植物殘體等固體顆粒及其凝結(jié)的絮狀物、各種膠體、有機(jī)物及吸附的金屬元素、微生物、病菌、蟲卵、雜草種子等綜合固體物質(zhì)。污泥量通常為污水處理量的1-2%(質(zhì)量),如果是深度處理,污泥量會增加0.5-1倍。
污泥處置就是解決污水處理后污泥的最終出路,目前填埋、焚燒和污泥堆肥是污泥的三種最主要的處置方式,它們各自的優(yōu)缺點和應(yīng)用范圍如表1所示。了解它們的這些區(qū)別,可以更好地為污泥的處置選擇合適的途徑。
通過表1比較可以看出,焚燒法處理設(shè)施投資大,處理費用高,并伴有大氣污染問題;用堆肥法處理后的城市污泥進(jìn)行土地利用具有經(jīng)濟(jì)簡便、可資源化等優(yōu)點,同時也存在臭氣及占地大問題;填埋法操作相對簡單,投資費用較小,處理費用較低,適應(yīng)性強(qiáng),但受到用地的限制。
表1三種主要污泥處置方法對比
3世界各國污泥處置狀況分析
大部分歐洲國家的污泥以填埋為主,美國和英國的污泥以農(nóng)用為主,日本的污泥則以焚燒為主,而我國污泥處理處置大部分以農(nóng)用、簡易填埋處理為主。
總之,污泥農(nóng)用和陸地填埋是大多數(shù)國家污泥處置的兩種最主要方法。
4某市污水廠污泥處置方式的選擇
4.1某市污水廠污泥處置現(xiàn)狀
某市污水處理廠(包括市區(qū)西部污水處理廠和市區(qū)東部污水處理廠及其二期),2009年日產(chǎn)污泥230m3((含水率80%),曾采取用于復(fù)合肥料生產(chǎn)、垃圾填埋場填埋以及土坑簡易填埋方式處置,以土坑簡易填埋方式為主。但由于污泥含水量較多,簡單填埋處理容易形成人工泥沼,極易使不明情況的人員誤陷其中造成人身傷害,含有較多的有機(jī)成分,易于散發(fā)異味對周圍大氣環(huán)境造成不良影響;另外,污泥含有的有害成分還可能滲入地下,對地下水環(huán)境造成危害。源源不斷產(chǎn)生的污泥最終如何妥善處置日益成為某市政府面臨的一個重要而緊迫的現(xiàn)實問題。
4.2某市污水廠污泥量和污泥特性分析
某市現(xiàn)有污水處理廠兩座,即東部污水處理廠和西部污水處理廠,設(shè)計日處理污水32萬t,滿負(fù)荷運營后每天將產(chǎn)生含水率80%左右的市政污泥約500噸。
污泥特性參照東部污水處理廠和西部污水處理廠的污泥測試結(jié)果,詳見表1。
表1某市污水處理廠污泥測試結(jié)果
注:()內(nèi)數(shù)據(jù)為在酸性土壤上(pH<6.5)最高允許含量,()外數(shù)據(jù)為中性和堿性土壤上(pH≥6.5)最高允許含量。
從上表可以看出,兩座污水處理廠污泥中鎳含量超出《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中表6污泥農(nóng)用時污染物控制標(biāo)準(zhǔn)限值和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置―園林綠化用泥質(zhì)》(CJ248-2007)要求,不適合農(nóng)用和園林綠化。
4.3某市污泥處置方式的選擇
按我國目前的經(jīng)濟(jì)條件,對多數(shù)城鎮(zhèn)生活污水廠(特別是大量小型污水廠)來說,污泥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是比較可行和值得推廣的方案。污泥中的氮、磷、鉀和微量元素,對農(nóng)作物有增產(chǎn)作用;污泥中的有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)是良好的土壤改良劑,因此,將污泥資源化制成生物有機(jī)肥是一種理想的處置方法。但我們在利用污泥時,必須注意有害物質(zhì)的含量,應(yīng)以不影響農(nóng)作物生長、不污染農(nóng)產(chǎn)品、不污染地下水,尤其是不嚴(yán)重污染土壤、不破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)為原則。某市污泥處置首先尋求資源化道路,在不具備土地利用條件的前提下,可采用填埋處置。污泥填埋應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)》(CJ/T 249)的規(guī)定,填埋前的污泥需進(jìn)行穩(wěn)定化處理,橫向剪切強(qiáng)度應(yīng)大于25kN/m2,填埋場應(yīng)有沼氣利用系統(tǒng),滲濾液能達(dá)標(biāo)排放。
5 結(jié)論與建議
5.1投資建設(shè)衛(wèi)生填埋場
要想在較短時間,妥善處置好某市污水處理廠源源不斷產(chǎn)生的大量污泥,使它不造成二次污染或產(chǎn)生二次污染隱患,衛(wèi)生填埋不失為一個快捷、處置穩(wěn)妥,且投資較省的好方法。
而受污染的污泥進(jìn)入垃圾填埋場與垃圾混合填埋,不能算是得到了規(guī)范化處置,因此合理規(guī)劃,補(bǔ)充建設(shè)衛(wèi)生填埋場是十分必要的。