污泥处置技术协议

2022-07-18

第一篇:污泥处置技术协议

污泥处理处置重要性和污泥处置技术与发展趋势 - 中水回

【摘 要】随着我国污水处理厂数量和规模的日益增大,使得污泥处理处置的形势十分严峻,当前用于污泥处理处置的技术较多,如何根据污水处理厂自身的情况科学、合理的选择,并致力于开发出处置高效、成本较低的污泥处置技术,是我国污水处理行业需要研究的重点问题,本文介绍了污泥处理处置的重要性,并讨论污泥处置技术的发展现状与未来的发展趋势。

【关键词】污泥处理;污泥处置;无害化;发展趋势

1 前言

随着我国污水处理厂数量和规模的日益增大,使得污泥处理处置的形势十分严峻,当前用于污泥处理处置的技术较多,如何根据污水处理厂自身的情况科学、合理的选择,并致力于开发出处置高效、成本较低的污泥处置技术,是我国污水处理行业需要研究的重点问题。

2 污泥处理处置的重要性

随着工业的飞速发展以及城市人口的不断增加,使得城市污水的排放量空前增加,在这样的背景下污水处理厂的发展正方兴未艾,目前在我国城市污水处理厂的数量已经突破2000座,年污水处理量比十五期间增加了一倍以上,在污水处理工艺运行过程中,工艺产生的污泥一部分回流作为生物反应的反应物,而剩余的污泥要排出到系统之外,这些剩余污泥的量是惊人的,其含水率较高、体积庞大、易腐烂、气味恶臭且含有大量的重金属、病菌等有毒有害物质,因此如果不经过科学的处理处置就直接排放到外界环境中就会对地面水体、土壤、地下水和空气造成极大的污染,对人体健康造成不利影响,因此必须要对污泥进行无害化、减量化、稳定化的处理,并妥善处置,以免给环境造成二次污染。

3 污泥处置技术的发展现状

污泥处置是作为污泥处理的后续工序,以达到对处理后的污泥妥善的消化最终处于稳定的过程,在污泥处置过程中,要把握安全处置、因地制宜、节能降耗、循环利用的原则,目前污泥处置的技术有焚烧、卫生填埋、海洋倾倒、土地利用、制造建筑材料等等。

3.1 污泥焚烧

在污泥经过充分的脱水处理后,可将其置于焚烧炉中充分焚烧,使污泥中大量的有机物、细菌等转化为无机物,当前污泥焚烧处置的方式有单独焚烧处置和与工业窑炉协同焚烧处置两种,污泥经过焚烧之后基本上达到了无害化和减量化的目的,并且焚烧过程中发出的热量可用于供热的发电,有利于促进污泥的循环利用,即资源化处置,但污泥在焚烧过程中可能会产生大量的二氧化硫、二恶英等有害气体,对大气产生污染,因此如何避免或减少在污泥焚烧过程中产生有害气体避免二次污染成为人们需要重点考虑的问题,并且焚烧处置的运行成本较高,需要科学的操作和管理,因此只能适用于大型污水处理厂中大量污泥的量化处理,而在中小型污水处理厂中不适宜应用。

3.2 土地利用

由于污泥中含有大量的有机质和微量元素,可以给植物的生长提供必需的养分因此可将经过处理后的污泥用作农用田、城市绿地的肥料,可达到污泥资源化处置的目的,无论是用作农田还是城市绿地,污泥都必须要经过无害化和稳定化的处理,污泥的泥质必须要满足相关的规定和标准要求,从而避免有毒有害物质对土壤产生污染,在将污泥土地利用之时,要首先对施用环境进行评价,充分考虑应用场合的土质以及植物的习性,从而科学制定污泥施用的方案,包括用量、施用时间段等等。

3.3 污泥卫生填埋

将经过处理的污泥进行填埋是一种操作简便、成本低的处置方式,传统的污泥填埋就是在垃圾填埋场与城市垃圾和工业垃圾一起进行填埋处理,但是要防范污泥产生滤液渗入土层,从而对地下水体造成污染,并且如果填埋不当可能会使污泥产生甲烷等可燃气体,遇明火可能发生爆炸,因此在对污泥进行卫生填埋时,要首先对污泥进行稳定化处理,使其渗滤液能够达标,并在填埋场设置沼气利用装置,一方面使填埋达到安全的要求,另一方面有利于废物的资源化利用。

3.4 污泥制作建筑材料

将污泥进行无机化处理后,经过加工可用作水泥的添加料、轻质骨料、路基材料以及制成砖等,但要建立在污泥无害化处理的前提之上,避免在生产和使用过程中造成二次污染问题,当前,我国已经颁布了将污泥制砖的相关标准,使污泥制砖行业得到了不断的规范和发展,将污泥制作成建筑材料是近年发展起来的较为新颖的处置方式,目前还只是处于试验、试生产的阶段,距离大规模的应用还有一段距离。

4 污泥处置技术的发展趋势

4.1 源头污泥减量化技术

如果污泥的产生量大幅度减少,就会从源头上解决污泥处理处置的负荷,使污泥处理、处置的量大大减少,降低污泥处置所需的人工、设备、投资,因此在源头上使污泥减量化应当是一项非常有前途的技术,并且必将成为未来污泥处理处置的发展方向。在源头上促使污泥减量化可采用超声波破碎、微生物吞噬等等技术,当前这些技术的运行状态还无法达到低成本运行或稳定运行的目的,还大多处于理论和实验室的研究阶段,因此也给研究人员提出了一定的挑战。

4.2 污泥处置过程的节能降耗

当前很多污水处理厂还处于重水轻泥的状态中,因此在污泥处置中无论是技术还是相应的设备都还远远达不到成熟的地步,而能耗高也是很多污泥处置技术的发展和应用瓶颈,而随着人们对污泥处理处置重视程度的不断提高,使得污泥处置过程的节能降耗成为未来的发展趋势。

4.3 防止二次污染

在对污泥进行处置的过程中,很多处置方式都有对水体、大气、土壤等造成污染的隐患,导致产生二次污染的原因归根结底还是由于对污泥二次污染重视程度的不够,相信随着社会的进步以及人们认识程度的提高,五河方式污泥处置后造成的二次污染问题应当会得到足够的重视。

4.4 提高循环利用率

当前,在污泥的处置技术中有一些技术已经体现出了污泥资源化处理的要求,如土地资源化处置技术、建材利用技术、焚烧放热等,但无论是哪种技术,尚且存在循环利用率不高的缺点,在自然资源日益缺乏的今天,发展循环经济成为这个时代的主旋律,因此如何提高污泥的循环利用率,使其最大程度地在不同领域应用从而创造更大的经济价值是未来污泥处理处置的发展方向之一。

5 结束语

对于污水处理厂来说污泥的合理处理和处置具有重要的意义,当前的污泥处置技术有很多,各污水处理厂应充分结合自身的规模、污泥成分等实际情况选择合理的污泥处置方式,并且要不断从源头上对污泥进行减量化处理、降低处置过程的能耗、防止二次污染、提高污泥循环利用率等,以使污泥的处置更加科学、合理。

参考文献:

[1]邹宝华,王宏斌.污水污泥处理处置现状及研究进展[J].价值工程,2012(13).

[2]郝晓地,张璐平,兰荔.剩余污泥处理/处置方法的全球概览[J].中国给水排水,2007(20).

[3]罗刚,徐荣险.污泥处理处置技术的研究进展[J].广东化工,2007(12).

第二篇:污泥处理处置技术新尝试-李炳堂

污泥处理处置技术新尝试 ——美国污泥深井灌注技术

污泥深井灌注技术是废弃物深井灌注技术在污泥处理处置上的进一步应用,其利用石油化工行业成熟的深井技术,将污泥注入地下深层密闭地质结构,可以通过地下存置过程中的热化学反应及生化反应将污泥转化为甲烷和二氧化碳等产物。经过适当工艺设计,二氧化碳在地下高温高压自然环境下溶解、捕集并固定于地层中,而由于气体溶解度的差异,甲烷气体可以与二氧化碳分离并实现有效收集,最终同时实现污泥的降解、二氧化碳固定和可再生能源回收利用的三重目标。此外,项目收集产生的甲烷可以进一步用于绿色电能生产。

目前,美国洛杉矶的特米诺岛可再生能源项目(Terminal Island Renewable Energy project, (T.I.R.E.)) 是全美首例深井灌注技术在污泥处理处置上的实际应用,由一口灌注井和两口监测井构成。预期日处理污泥120~400吨,目标灌注深度1100~1600米,灌注地层孔隙度22%。项目选择的灌注区域由多层不可渗透的密封地层和主要断裂线构成,以确保灌注区域的隔离、安全和密闭。同时,通过监测井详细记录地震波、伽马射线、温度、压力及地震图等参数,以实时控制灌注过程中的环境风险,并尝试对甲烷产生和二氧化碳固定过程进行科学测定和分析。

项目于2008年正式启动运行。根据2010年的项目运行数据,项目日灌注污泥约200吨,产生沼气约8000方,甲烷含量在45%~60%之间。经过三年运行期后,项目于2011年再次向EPA申请为期5年的运行许可,同时申请增加监测井数量,并将灌注污泥量由200吨/天提升至400吨/天。目前初步的经济核算结果表明,项目建设费用明显低于干化焚烧或者汽化设备,运行费用也处于较低水平,每吨湿污泥处理费用约50美元,为污泥长期处理处置提供了经济可行的潜在方案。

必须明确的是,废弃物的“深井灌注”与非法“地下排污”有本质区别。“深井灌注”技术最基本的前提是要利用地质构造,保证排放物与地下水完全隔绝。目前人们开采地下水的深度一般不超过300~500米,“深井灌注”的井深通常约800米到超过3200米不等。美国是最早利用深井进行废液灌注的国家,20世纪30年代起,美国的石油公司开始利用深井灌注技术处理石油和天然气产品的废液。目前,每年有超过7500亿加仑的废液注入地下,其灌注井数量也已超过65万口。全美约89%难以处理的危险工业废液均通过深井灌注方式来进行处置,以实现对环境影响的最小化。

第三篇:城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策

(试行)

( 建城[2009]23号 2009-02-18实施)

1.总则

1.1 为提高城镇污水处理厂污泥处理处置水平,保护和改善生态环境,促进经济社会和环境可持续发展,根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《中华人民共和国城乡规划法》等相关法律法规,制定本技术政策。

1.2 本技术政策所称城镇污水处理厂污泥(以下简称“污泥”),是指在污水处理过程中产生的半固态或固态物质,不包括栅渣、浮渣和沉砂。

1.3 本技术政策适用于污泥的产生、储存、处理、运输及最终处置全过程的管理和技术选择,指导污泥处理处置设施的规划、设计、环评、建设、验收、运营和管理。

1.4污泥处理处置是城镇污水处理系统的重要组成部分。污泥处理处置应遵循源头削减和全过程控制原则,加强对有毒有害物质的源头控制,根据污泥最终安全处置要求和污泥特性,选择适宜的污水和污泥处理工艺,实施污泥处理处置全过程管理。

1.5污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化;鼓励回收和利用污泥中的能源和资源。坚持在安全、环保和经济的前提下实现污泥的处理处置和综合利用,达到节能减排和发展循环经济的目的。

1.6 地方人民政府是污泥处理处置设施规划和建设的责任主体;污泥处理处置设施运营单位负责污泥的安全处理处置。地方人民政府应优先采购符合国家相关标准的污泥衍生产品。

1.7 国家鼓励采用节能减排的污泥处理处置技术;鼓励充分利用社会资源处理处置污泥;鼓励污泥处理处置技术创新和科技进步;鼓励研发适合我国国情和地区特点的污泥处理处置新技术、新工艺和新设备。

2. 污泥处理处置规划和建设

2.1 污泥处理处置规划应纳入国家和地方城镇污水处理设施建设规划。污泥处理处置规划应符合城乡规划,并结合当地实际与环境卫生、园林绿化、土地利用等相关专业规划相协调。

2.2 污泥处理处置应统一规划,合理布局。污泥处理处置设施宜相对集中设置,鼓励将若干城镇污水处理厂的污泥集中处理处置。

2.3应根据城镇污水处理厂的规划污泥产生量,合理确定污泥处理处置设施的规模;近期建设规模,应根据近期污水量和进水水质确定,充分发挥设施的投资和运行效益。

2.4 城镇污水处理厂新建、改建和扩建时,污泥处理处置设施应与污水处理设施同时规划、同时建设、同时投入运行。污泥处理必须满足污泥处置的要求,达不到规定要求的项目不能通过验收;目前污泥处理设施尚未满足处置要求的,应加快整改、建设,确保污泥安全处置。

2.5 城镇污水处理厂建设应统筹兼顾污泥处理处置,减少污泥产生量,节约污泥处理处置费用。对于污泥未妥善处理处置的,可按照有关规定核减城镇污水处理厂对主要污染物的削减量。

2.6 严格控制污泥中的重金属和有毒有害物质。工业废水必须按规定在企业内进行预处理,去除重金属和其他有毒有害物质,达到国家、地方或者行业规定的排放标准。

3.污泥处置技术路线

3.1 应综合考虑污泥泥质特征、地理位置、环境条件和经济社会发展水平等因素,因地制宜地确定污泥处置方式。污泥处置是指处理后污泥的消纳过程,处置方式有土地利用、填埋、建筑材料综合利用等。

3.2 鼓励符合标准的污泥进行土地利用。污泥土地利用应符合国家及地方的标准和规定。污泥土地利用主要包括土地改良和园林绿化等。鼓励符合标准的污泥用于土地改良和园林绿化,并列入政府采购名录。允许符合标准的污泥限制性农用。

3.2.1污泥用于园林绿化时,泥质应满足《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》(CJ248)的规定和有关标准要求。污泥必须首先进行稳定化和无害化处理,并根据不同地域的土质和植物习性等,确定合理的施用范围、施用量、施用方法和施用时间。

3.2.2污泥用于盐碱地、沙化地和废弃矿场等土地改良时,泥质应符合《城镇污水处理厂污泥处置 土地改良泥质》(CJ/T 291)的规定;并应根据当地实际,进行环境影响评价,经有关主管部门批准后实施。

3.2.3 污泥农用时,污泥必须进行稳定化和无害化处理,并达到《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284)等国家和地方现行的有关农用标准和规定。污泥衍生产品应通过场地适用性环境影响评价和环境风险评估,并经有关部门审批后方可实施。污泥农用应严格控制施用量和施用期限。

3.3污泥建筑材料综合利用。有条件的地区,应积极推广污泥建筑材料综合利用。污泥建筑材料综合利用是指污泥的无机化处理,用于制作水泥添加料、制砖、制轻质骨料和路基材料等。污泥建筑材料利用应符合国家和地方的相关标准和规范要求,并严格防范在生产和使用中造成二次污染。

3.4 污泥填埋。不具备土地利用和建筑材料综合利用条件的污泥,可采用填埋处置。国家将逐步限制未经无机化处理的污泥在垃圾填埋场填埋。污泥填埋应满足《城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋泥质》(CJ/T 249)的规定;填埋前的污泥需进行稳定化处理;横向剪切强度应大于25kN/m2;填埋场应有沼气利用系统,渗滤液能达标排放。

4.污泥处理技术路线

4.1在污泥浓缩、调理和脱水等实现污泥减量化的常规处理工艺基础上,根据污泥处置要求和相应的泥质标准,选择适宜的污泥处理技术路线。

4.2污泥以园林绿化、农业利用为处置方式时,鼓励采用厌氧消化或高温好氧发酵(堆肥)等方式处理污泥。

4.2.1 厌氧消化处理污泥。鼓励城镇污水处理厂采用污泥厌氧消化工艺,产生的沼气应综合利用;厌氧消化后污泥在园林绿化、农业利用前,还应按要求进行无害化处理。

4.2.2 高温好氧发酵处理污泥。鼓励利用剪枝、落叶等园林废弃物和砻糠、谷壳、秸杆等农业废弃物作为高温好氧发酵添加的辅助填充料,污泥处理过程中要防止臭气污染。

4.3污泥以填埋为处置方式时,可采用高温好氧发酵、石灰稳定等方式处理污泥,也可添加粉煤灰和陈化垃圾对污泥进行改性。

4.3.1 高温好氧发酵后的污泥含水率应低于40%。

4.3.2 鼓励采用石灰等无机药剂对污泥进行调理,降低含水率,提高污泥横向剪切力。

4.4污泥以建筑材料综合利用为处置方式时,可采用污泥热干化、污泥焚烧等处理方式。

4.4.1 污泥热干化。采用污泥热干化工艺应与利用余热相结合,鼓励利用污泥厌氧消化过程中产生的沼气热能、垃圾和污泥焚烧余热、发电厂余热或其他余热作为污泥干化处理的热源;不宜采用优质一次能源作为主要干化热源;要严格防范热干化可能产生的安全事故。

4.4.2 污泥焚烧。经济较为发达的大中城市,可采用污泥焚烧工艺。鼓励采用干化焚烧的联用方式,提高污泥的热能利用效率;鼓励污泥焚烧厂与垃圾焚烧厂合建;在有条件的地区,鼓励污泥作为低质燃料在火力发电厂焚烧炉、水泥窑或砖窑中混合焚烧。

4.4.3污泥焚烧的烟气应进行处理,并满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485)等有关规定。污泥焚烧的炉渣和除尘设备收集的飞灰应分别收集、储存、运输。鼓励对符合要求的炉渣进行综合利用;飞灰需经鉴别后妥善处置。

5.污泥运输和储存

5.1 污泥运输。鼓励采用管道、密闭车辆和密闭驳船等方式;运输过程中应进行全过程监控和管理,防止因暴露、洒落或滴漏造成的环境二次污染;严禁随意倾倒、偷排污泥。

5.2 污泥中转和储存。需要设置污泥中转站和储存设施的,可参照《城市环境卫生设施设置标准》(CJJ27)等规定,并经相关主管部门批准后方可建设和使用。

6.污泥处理处置安全运行与监管

6.1 国家和地方相关主管部门应加强对污泥处理处置设施规划、建设和运行的监管;污泥处理处置设施运营单位(以下简称运营单位)应保障污泥处理处置设施的安全稳定运行。

6.2 运营单位应严格执行国家有关安全生产法律法规和管理规定,落实安全生产责任制;执行国家相关职业卫生标准和规范,保证从业人员的卫生健康;应制定相关的应急处置预案,防止危及公共安全的事故发生。

6.3 城镇污水处理厂、污泥运输单位和各污泥接收单位应建立污泥转运联单制度,并定期将记录的联单结果上报地方相关主管部门。

6.4运营单位应建立完备的检测、记录、存档和报告制度,并对处理处置后的污泥及其副产物的去向、用途、用量等进行跟踪、记录和报告,相关资料至少保存5年。

6.5 地方相关主管部门应按照各自的职责分工,对污泥土地利用全过程进行监督和管理。污泥土地利用单位应委托具有相关资质的第三方机构,定期对污泥衍生产品土地利用后的环境质量状况变化进行评价。污泥处理处置场所应禁止放养家畜、家禽。

6.6 地方相关主管部门应加强对填埋场的监督和管理。填埋场运营单位应按照国家相关标准和规范,定期对污泥泥质、填埋场场地的水、气、土壤等本底值及作业影响进行监测。

6.7 污泥焚烧运营单位应按照国家相关标准和规范,定期对污泥性质、污泥量、排放废水、烟气、炉渣、飞灰等进行监测。污泥综合利用单位还需对污泥衍生产品的性质和数量进行监测和记录。

7. 污泥处理处置保障措施

7.1 国务院有关部门和地方主管部门应加强污泥处理处置标准规范的制定和修订,规范污泥处理处置设施的规划、建设和运营。

7.2 地方人民政府应进一步提高污水处理费的征收力度和管理水平,污水处理费应包括污泥处理处置运营成本;通过污水处理费、财政补贴等途径落实污泥处理处置费用,确保污泥处理处置设施正常稳定运营。

7.3 各级政府应加大对污泥处理处置设施建设的资金投入,对于列入国家鼓励发展的污泥处理处置技术和设备,按规定给予财政和税收优惠;建立多元化投资和运营机制,鼓励通过特许经营等多种方式,引导社会资金参与污泥处理处置设施建设和运营。

第四篇:城镇污水处理厂污泥处置现状及污泥处置方法介绍

污水污泥

随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化,污水厂的污泥产生量将有较大的增长,由此引起的二次污染问题已不容忽视。因此如何合理地处理、处置污泥,已成为城市污水厂和相关部门必需引起重视的问题。国内外污泥处理与处置的方法很多,一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用(多为农用)、填埋及焚烧等,或用其中几个方法组合处置。应该说,对污水厂污泥的处理和处置,我们与先进国家相比,差距较大。

城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,含有大量的有机物、重金属以及致病菌和病原菌等,不加处理任意排放,会对环境造成严重的污染。对污泥处理总的要求是稳定化、无害化和减量化。

国家对城市污水污染控制的技术政策及新颁布的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002),对城市污水厂的污泥稳定和农田利用有明确的要求。但实际情况是,污水处理厂的建设往往只注意污水处理要达到排放标准。近几年,由于有脱磷脱氮要求,演变出不少污水生物处理工艺,而对污泥处理和处置,设计中一般只提将脱水污泥外运和综合利用,未计算其投资和经常费用,这势必会造成二次污染。处理厂建得越多,污泥的二次污染亦越广泛。未经稳定处理的污泥,因有机物含量高,极易腐败并产生恶臭,尤其是初沉淀池的污泥,含有大量病菌、寄生虫卵及病毒,易造成传染病的传播。

一、污水污泥的处理和处置

通常把污水厂污泥的稳定和脱水(一般脱水至含水率达70%~80%)称作污泥的处理;将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用,称为污泥的处置。如脱水污泥中有毒有害物质超过农用标准,就要考虑卫生填埋和污泥干化焚烧技术。从国外污泥处理的发展来看,无论在欧洲、日本或美国对污泥用于农田控制越来越严,而对污泥进行干化和加热处理的比例正逐年增加。

1.污水污泥的处理

污泥稳定处理有好氧稳定和厌氧稳定,好氧稳定有很多优点,但能耗很高,只有当污泥量较少时才采用。污泥厌氧稳定处理通常采用中温(35℃)厌氧消化方法。国内已有十几座大型污水处理厂采用此方法,污泥经消化后,有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,污泥消化过程中还产生大量沼气(消化降解1kgCOD可产生350L沼气)可以回收利用。

但由于消化装置工艺复杂,一次性投资大,运行有难度。污泥厌氧消化和沼气利用装置费用,约占污水处理厂投资和运行费的30%左右,而且大多需进口技术和设备。从调查已建消化池的实际运行看,只有少数达到预期的效果。有管理、设计问题,亦有沼气利用的经济性和安全性问题。比较好的如天津市东郊污水处理厂,该厂设计规模为处理城市污水40万m3/d,污泥日产2460m3(含水率96%),产生沼气13300m3,供4台248kW发电机发电,日可发电27000度,并与市电并网。

污泥的稳定问题,除了采取污泥厌氧消化外,还应结合污水处理工艺中考虑少产生污泥和稳定泥质的方案。例如污水处理工艺设计中采用延长污水曝气时间,减少污泥的产量;设计参数中增加污泥泥龄(如泥龄20天以上),尽量使污泥趋向稳定的污水处理工艺。对中小型污水处理厂来说,采用带有延时曝气功能处理工艺(如氧化沟等处理工艺)是可取的。有的污水处理工艺投资低(如AB法的A段),而污泥量较多,增加了污泥的处理成本。故应当把污水处理和污泥处理统一考虑,一并计算投资和运行费用。

污泥的稳定并不等于污泥无害,用于农田还需要符合国家标准中关于污泥农用时污染物控制标准限值。见下表。其中对镉、汞、砷、苯并芘、多氯联苯的要求是比较高的,应该通过严格控制工业废水源头的排放,来控制污泥的性质。

国外在污泥稳定方面,除了用生物法(包括中温消化、高温消化及利用微生物和某些添加剂)外,还采用了化学法,有的将脱水后的污泥加盐酸调pH值至2~3,反应60分钟再加硝酸钠;

有的对脱水污泥添加石灰。后者在欧洲应用较多。

2.污水污泥的处置 (1)制复合肥

按我国目前的经济条件,对多数污水厂(特别是大量小型污水厂)来说,污泥用于农田是比较可行和现实的方案。污泥中的氮、磷、钾和微量元素,对农作物有增产作用;污泥中的有机质、腐殖质是良好的土壤改良剂。污泥经适当浓缩、脱水后运至市郊或邻近省份作为农肥,是许多污水厂采用的方法。但农田施肥有季节性,不需要泥肥时,污水厂会泥满为患,影响正常运行。于是一些污水厂支付费用,让农民把污泥拉走,而不问其去向,这会造成二次污染。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

北京市环境科学研究院和北京市农业科学院合作,对北京市密云县污水处理厂的污泥,通过堆肥加工成复合肥,进行了用于农田的试验。该厂每天处理15000m3城镇污水,污泥产量5~6t/d(含水率80%),由于采用酸化—好氧污水处理工艺,污泥质量不错。添加一定数量的N、P、K做成复合肥(N、P、K的比为1∶09∶04),并直接造粒为污泥颗粒肥。通过在北京市大兴县庞各庄冬小麦田试验以及在温室内进行的油菜和玉米苗期盆栽施肥试验,均取得可喜的结果。由于是制成颗粒状污泥肥料,便于运输和贮存。

(2)卫生填埋

上海市对污水厂的污泥处置提出“处理一点,填埋一点,利用一点”的原则,上海市水务局组织对污泥处理、处置和利用的专题研究,提出污泥用作农田、卫生填埋和污泥焚烧点的布局和具体的分期实施方案,防止产生二次污染。这无疑是正确的举措。

上海白龙港大型污水厂,按卫生填埋要求建设污泥填埋场,根据污泥性质、含水率及力学特性等因素进行设计。填埋厂使用期为七年,填埋场底部设有盲管将渗滤液再回到污水厂处理。此

法占地大,运行工作量大,遇雨季污泥更难以压实,到使用期限后仍需另选场址。对大型污水厂采用污泥卫生填埋,是不得已的权宜之计。卫生填埋场的造价不低,国外对卫生填埋场还要有沼气安全收集系统,对分层复盖的泥土和排水、绿化有专门的要求。鉴于地价上升和填埋场有臭味,近几年来,无论欧盟国家或美国、日本,污泥卫生填埋的比例越来越小,美国已有的填埋场还将逐步关闭。

有些城市(如成都市)拟将污水厂污泥运至城市垃圾填埋场一并处置,这存在两个实际问题:一是管理体制上的问题。垃圾的中转站和填埋场的布点、设计和投资,属环卫局管理,而污水厂的污泥属市政系统管理,设计垃圾填埋场使用年限和布点距离未考虑接纳污水厂污泥;二是脱水污泥含水率过高。运往垃圾填埋场的污泥,要求含水率不大于30%,而目前污水厂的脱水污泥含水率在70%~80%,这类污泥不易碾压填埋,除非将污泥作适当干化或加石灰、絮凝剂处理。无论作何种填埋,污泥宜采取高干度脱水方案。

(3)干化、焚烧

国内近几年在一些大城市已建和正建一批城市垃圾焚烧场。但污水厂的污泥作焚烧处置,只有上海市石洞口污水处理厂(设计规模为40万m3/d)设有污泥焚烧炉装置,计划今年年底投产。焚烧炉采用国外技术在国内制造,污泥的干化和焚烧设备总投资为人民币8000万元,费用并不算高。

由于污泥干化和污泥焚烧相结合比单污泥焚烧一次性投资少,处理成本低,故污泥干化往往是焚烧的前处理。北京市清河污水厂二期工程和天津市咸阳路污水厂,拟先建污泥干化装置。污泥干化可使污泥含水率控制在10%~40%,减少了污泥的体积和重量,降低了运输费和填埋费,而且污泥的臭味大为减少。

干化装置分直接干化和间接干化,其能量消耗与污泥成份和水分有关。间接干化(利用沼气通过热交换器)一般推荐用立式干化装置,并选用流化床工艺。干化与焚烧串联工艺中,干化的程度

取决于污泥的热值和回收焚烧炉的热能,使干化的能量尽量平衡,不另外添加燃料。上海石洞口设计污泥的干化和焚烧,污泥热值高,能源平衡有余。污泥流化床焚烧炉,温度在800℃以上,炉内有砂粒循环使用,外排气体要适当处理。污泥焚烧炉远比垃圾焚烧炉的工艺简单得多,且污泥焚烧不会产生二恶英。下图是法国巴黎塞纳河旁Colombes污水处理厂的污泥焚烧炉和焚烧灰的除尘装置。

如脱水污泥与垃圾一并焚烧,国外的经验是每吨垃圾添加15%~20%含水率为30%的污泥。污泥的干化和焚烧,可能将是一些大城市大型污水处理厂的发展方向。当然,由于国外对焚烧炉排尘有严格的要求,除了采用电除尘,还要降温加温,加酸加碱,达到无烟尘的排放。

(4)填埋与焚烧的比较

上海和浙江一些单位作过污泥卫生填埋及焚烧处置的方案比较。其主要工艺流程为: 原污泥→浓缩→消化→脱水→卫生填埋

原污泥→浓缩→(消化)→脱水→焚烧→焚烧灰填埋

对于焚烧处理工艺,为了避免消化后污泥热值减少,也可以不作污泥消化处置。上述两个工艺的经济性比较结果,无论采用国产设备或进口设备,二者的处置工程费用基本相同。按国产设备对污泥进行处置,运行费用折成污泥干固体,处理总成本约为800元/t。以10000m3/d污水厂产生2吨DS计,每吨污泥处理成本约为016元,与国内大型污水处理厂污水处理成本(不计折旧和还贷利息)03~045元/m3相比,需增加成本35%~50%,这与国外的实例相当。

既然污泥的卫生填埋与污泥的焚烧其工程费和运行成本大致相当,那么,从污泥无害化和减量化看,焚烧方案有明显的优点。这亦是国外(特别是西欧和日本)污泥焚烧发展较快的原因。荷兰的污泥是100%采用焚烧处置的。焚烧后少量的泥灰可用于混凝土、砖瓦制品、路基路面的骨料和工程建设的回填土。

二、污水污泥处理和处置应注意的问题

1.设计城市污水处理设施时,要把工业污染源控制、污水处理工艺和污泥的处理和处置,作为一个系统来考虑。上海市对全市大小污水厂的污泥成份、数量进行分析,在此基础上,对污泥的处置作全面规划,协调多方关系,落实分期实施方案,这是正确的。不认真处置污水厂的污泥,污水处理是不完整的。

2.对污泥的最终处置,我们缺乏经验,如污泥的干化和焚烧装置的设计,比污水处理工艺复杂得多,我们应认真学习、引进、消化、吸收国外的技术和经验,同时要制订和完善污泥处置有关的法规和标准。我国一些污水处理厂的污泥消化、沼气利用装置,基本上都是引进国外的技术和设备。

3.采用多途径来解决污泥问题。大厂与小厂不一样,南方与北方亦不一样。有的地方污泥可与垃圾处置相结合,有的地方污泥可与发电厂燃煤相结合。对量大面广的小型污水厂的污泥,要总结农用的经验。在污泥干化和加热技术上,还可考虑利用太阳能、微波和湿式氧化等多种方案。有的污泥可与工业废水治理中的污泥一并处理。要善于总结各地的经验和教训,大力发展国产化设备,这是一项朝阳产业。要积极探索适合国情的低成本、无害化、多用途的污泥处理和处置途径。

三、某城市污水处理厂污泥处理处置方案的选择 1 城市污水处理厂现状 1.1 污水处理厂

该污水处理厂处理规模为16 万m3·d-1(分两期建设完成,其中一期为3 万m3·d-1,一期已经稳定运行4 年,现在正进行二期建设),以城市生活污水为主,服务面积62km2,服务人口30 万人。二级处理,采用DE 氧化沟工艺为污水处理的主要工艺。

1.2 污泥基本情况

1.2.1 污泥的来源与性质

污泥主要来源于氧化沟工艺产生的剩余污泥,污泥颗粒细、比重小,含水率在99.2%~99.6%之间。污泥中含有促进植物生长的氮、磷、钾等营养元素,还含有寄生虫卵和病原菌等微生物,有机物含量约为50%~60%。受进水水质影响,污泥中还有重金属离子和有毒有害物质,但该城市规划区内工业企业较少,污水中工业污水所占比例一般不超过 10%,污泥中金属离子以及有害物质较少。

1.2.2 污泥产量污泥

干重25.6t·d-1, 含水率为99.4% 时体积为 4266.7m3·d-1,脱水后,泥饼含水率为76%~80%,体积约为106.7~128 m3·d-1左右。

2 污泥处理方案的比选

污泥处理的目的主要有以下几点:稳定化使之消除恶臭;无害化杀死虫卵及病菌;减容化,运输降低含水率使之易于运输处置、利于实现污泥资源化。城市污水厂污泥稳定化技术主要有厌氧消化、好氧消化、污泥堆肥以及污泥焚烧等[2]。污泥浓缩、脱水以及焚烧是污泥减容的主要技术。无害化中主要采用生物法与化学药剂稳定法,国内外普遍采用生物法。生物法中主要有厌氧稳定,好氧稳定。结合污泥最终处置,该城市污水处理厂污泥处理有以下两种方案可供选择:污泥脱水方案,污泥消化后脱水方案。

两种污泥处理方案的工艺流程见图

1、2。

由于该城市地处西北地区,一方面污水治理迫在眉睫,另一方面建设资金紧缺,如何确定污水处理的近期、远期目标就显的非常重要。传统活性污泥法(普通曝气法)、AB 法工艺、由于泥龄短,污泥没有达到好氧稳定,须采用污泥消化脱水方案,以达到稳定化,无害化的目的。而该污水处理厂采用的DE 氧化沟工艺中产生的剩余污泥由于泥龄长,已初步得到好氧稳定,剩余污泥中有机物含量较少,因此本厂拟采用污泥脱水方案,这样就大大降低了近期建设资金及运行资金,同时简化操作管理工作量。当然随着环保要求提高,经济实力增强,可以通过进一步延长污泥泥龄或增加厌氧消化装置来完成污泥稳定化,无害化处理。综上所述,目前该城市污水处理厂污泥处理推荐污泥脱水方案,同时可以查看中国污水处理工程网更多关于污泥处置方案的技术文档。

3 污泥处置方案选择

为避免污水处理厂污泥对环境的二次污染,各国政府对污泥的最终处置十分重视,并根据各国的国情制定出污泥处置的法规和具体方案。欧美国家根据各自具体情况制定城市污泥土地利用技术标准。欧共体将污水厂和自来水厂污泥划为“特殊垃圾”(不是“危险垃圾”),必须具有资

格的企业按照规定的程序进行妥善处理,不得弃置。填埋、焚烧、作农肥、投海和制造建筑材料等是目前污泥处置和综合利用的主要途径[3]。

卫生填埋始于20 世纪60 年代,是在传统填埋的基础上经过科学选址和必要的场地防护处理,具有严格管理制度的科学的工程操作方法[4]。污泥填埋是一项比较成熟的污泥处置技术,其优点是处理容量大、见效快、操作简单,但也存在一些问题,如合适的场地不宜寻找,污泥运输和填埋场地建设费用较高,有害成分的渗漏对地下水的污染,填埋场的卫生、臭气问题造成二次污染等。可见,填埋并没有最终消除污染,只是起到延缓的作用。该城市属于中等正在发展的城市,随着城市的发展城市人口不断增长,产生的生活垃圾量也随之增多,在该城市近郊正在筹建垃圾填埋厂,该垃圾填埋厂的容量只够该城市15 年的生活垃圾填埋量,而没有多于的容量用来填埋污水处理厂的污泥,近郊也没有合适的地方能够用来做污泥填埋厂。所以卫生填埋这种污泥处置方式在这个城市不能选择。

一般情况下,当污泥不符合卫生要求,有毒物质含量高,不能作为资源化利用,同时污泥自身的燃烧热值较大时,才考虑采用污泥焚烧并回收热量。污泥经焚烧后,产生的热能可用于发电、取暖等。焚烧的技术优势在于其处理的彻底性,可达最大限度减量化的目的,减量率可达到9%左右,其有机物被完全氧化[5], 重金属几乎全被截留在灰渣中。但焚烧存在以下几个问题:(1)焚烧所需投资大,设备需引进,运行管理复杂;(2)在焚烧过程中产生飞灰、炉渣和烟气,研究发现,在焚烧的灰渣中,尤其是飞灰属于危险废弃物,若处理不当容易渗漏而污染地下水体、附近地表水体和土壤,进而危害人类健康;(3)在排放的烟气中含有二恶英和呋喃等剧毒物质,产生二次污染;(4)污泥中的有用成分未得到充分利用, 浪费了大量有利于植物生长的营养元素。该城市污水处理厂在建设初期资金还比较紧张,还没有能力投资污泥焚烧,另外该污水处理厂产生污泥本身含有的有毒物质含量低,污泥有机成分低,自身燃烧值不大,所以不选择焚烧法作为其最终处置方式。

历史上,某些沿海地区,采用污泥投海的方法。而该城市地处内陆根本不可能采取投海的处置方式。对于制造建筑材料由于污泥是一种新型的原料,当地还没有具有这样技术的企业合作,所以也不可取。

我国是农业大国,无论从经济因素还是从肥效利用因素出发,污泥农用资源化都是一种符合我国国情,具有广阔前景的处置方法。由于连续耕作,植物根系对营养成分的不断获取,土壤的有机质和矿物质都很缺乏。土地长期超量施用化肥,使土壤板结,盐渍化程度高,今后若继续忽视施用有机肥,土地有机肥力将进一步降低而导致生产力下降。城市污泥含有大量的有机质和N、P、K 以及Ca,M g,Cu ,Zn ,Fe 等植物生长所需元素,是一种很好的肥料和土壤改良剂。若将污泥进行堆肥化,则可解决土壤有机肥力降低的问题[6]。目前该城市规划区内工业企业较少,根据城市总体规划,今后城区内也不兴建大的工厂,因此污水中工业污水所占比例不大,重金属离子及有害物质不会太多,污泥量可达到农用污泥标准,而该城市周围又有大量农田菜地,因此城市污水处理厂污泥的最终处置暂定为农用施用。当然,能否安全施用,有待于污水厂投产后对污泥作定性、定量分析后再确定。污泥处置为农肥施用[7],其施用范围根据投产后实测污泥性质后确定。

第五篇:污泥的处理处置

污泥的处理技术

污泥处理是指通过一定的技术措施,使污泥减量化、稳定化、无害化的过程。 一般,污泥的处理技术分为污泥处理和污泥处置两个环节。污泥处理直接影响到后续的污泥处置效果,它包括浓缩(含水率95%-97%)、脱水(含水率80%)、干化(含水率40%)等环节。其中,在脱水环节,还可以通过厌氧或好氧消化进一步提高脱水效率。

污泥处置是污泥处理的后续环节,根据污水的来源和泥质不同而异,主要包括卫生填埋、建材利用、土地利用和焚烧四种手段。

1 污泥处理的基本流程

污泥浓缩

因原污泥的含水率通常在99%以上,所以污泥必须浓缩,以减少污泥的体积。污泥浓缩后的含水率可降为95%-97%,体积将减少到原来的1/5左右。

污泥浓缩的方法主要包括重力浓缩、机械浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。 重力浓缩是指利用重力作用,使其自然沉降分离,不需外加能量,但是占地大;机械浓缩最初出现在20世纪30年代,此法占地面积小,造价低,但运行与维修费用较高[4];气浮浓缩,与重力浓缩相反,是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围,使污泥比重减小而强制上浮,这种方法固液分离效果比较好。

污泥稳定化 污泥中含有大量有害成分,在处置之前需要将其转化为惰性成分,即污泥的稳定化。稳定化目的是降解污泥中的有机物质,灭菌除臭,直接关系到之后的污泥能否资源化有效利用。

污泥稳定化最常用的方法是消化。污泥消化不仅能使所含固体转化为惰性物质,还能减少一定的污泥体积。厌氧消化,在污泥处理工艺中应用比较普遍。它是指在无氧条件下,依靠各种兼性菌和厌氧菌的共同作用,将污泥中的有机物分解成CO

2、CH4和H2O等,使污泥得到稳定的过程。与好氧消化相比,厌氧消化具有成本低、不良气体排放少、污泥中的能源能被高效回收利用等优势;但是,它的运行管理要求比较高。

污泥脱水

污泥经浓缩、消化后,尚有95%左右的含水率,容易腐败发臭,需要进一步作脱水处理。污泥经过脱水,含水率可从95%下降到80%,体积将减少到原来的1/4。常用的脱水方法有自然干燥和机械脱水两种,脱水效果的好坏直接影响最终的处置费用和效果。

污泥干燥

为进一步降低脱水后污泥的含水率,可继续采用干燥工艺。干燥工艺除了最简单的日晒外,还有比较常用的是热干燥技术[5]。污泥热干燥可以完全杀灭病原微生物,使污泥稳定化。

2污泥处置

最后,污泥需要处置,处置方法很多,主要包括卫生填埋、建材利用、土地利用和焚烧四种方式。

卫生填埋

污泥卫生填埋,简单易操作,成本低,见效快;但同时存在一些相当大的环境隐患,尤其是指填埋渗滤液[5]和气体的形成。污泥中的病原菌、重金属等有害物质无法在填埋过程中去除,最后会集中到渗滤液中。渗滤液是一种被严重污染的液体,如果填埋场选址或者运行不当,很可能导致污泥中重金属和病原菌的下渗,污染土壤和地下水。填埋场产生的气体主要是污泥在厌氧消化过程中产生的甲烷、硫化氢等污泥气,操作不当可能发生爆炸和燃烧,而且会带来大气污染。 所以,污泥填埋,除有机物得到部分去除外,其余污染物实际上并没有得到有效去除,只是延缓了二次污染[5]时间而已。

建材利用

污泥的建材利用是指将污泥作为制砖、水泥、陶粒等建筑材料的部分原料的一种处置方式。这种方式不但能回收利用污泥中的资源,而且因为烧制过程中的高温作用,避免了其中病原菌和重金属对环境的污染,实现了真正意义上的无害化和资源化。

但是,实际上因为剩余污泥脱水后含水率还是比较高,而各地剩余污泥的化学成分又有所差别[5],所以目前的应用效果不是很好,污泥制砖还需进一步的探索和实践。

土地利用

污泥的土地利用,主要用于农田回用、园林绿化、土地修复等,具有投资少,能耗低,资源化等优点。

污泥中含有丰富的有机物和氮、磷等营养元素,将其回用于土地,作为肥料施用于农田,不但能够改良土壤结构,增加土壤肥力,而且也使污泥得到了处置。

然而,看似两全其美,实际上因为污泥中含有大量病原菌,并且由于我国的污水处理是将工业废水与生活污水合并处埋[5],重金属风险高,一般很少甚至明令禁止农田回用,而主要用于修复盐碱地、城市绿化、垃圾场覆盖等。不然,极易造成疾病的传播,而且重金属将进入食物链,危害人体健康。

污泥焚烧

焚烧法是一种高温热处理技术[5],它能使有机物全部碳化,杀死病原菌,可以最大限度地减少污泥体积,具有减量化、无害化、资源化的显著优点。

湿污泥干化处理后再进行焚烧,即干燥焚烧,目前应用得较为普遍。在焚烧过程中,病菌均被灭杀,重金属稳定性提高,有毒有机物被氧化分解,所以不存在重金属离子和病原菌传播疾病的问题;并且它占地省,这对于日益紧张的土地资源[5]来说非常重要。此外,污泥焚烧后只剩下极少量的无机物成为飞灰,而这些飞灰又可以作为建筑材料被充分利用。 这样看来,污泥焚烧优势很明显。然而,它的投资和运行成本巨大,而且操作管理复杂,还因焚烧过程中产生的二噁英问题不能被广大群众所接受,选址和推广难度大。

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