污水處理廠污泥處置技術
十一五以來,我國城市化進程不斷加快。為解決城市發(fā)展帶來的水污染問題,我國大力發(fā)展城鎮(zhèn)污水廠的建設和運營。體量巨大的城鎮(zhèn)污水處理廠也帶來了數量巨大的副產物污泥。污泥作為水處理產業(yè)鏈的末端,污泥問題難以向產業(yè)下游推進,污泥問題的爆發(fā),體現了城市發(fā)展的深層次矛盾。文章就污泥處置及利用途徑加以重點研究。
一、污泥的處置目標
(1)減量化:由于污泥中含有大量水分,污泥處置的減量化就是通過各種脫水措施將污泥中的水分有效分離,從而減小污泥體積,便于運輸和處理。
(2)穩(wěn)定化:污泥處置的穩(wěn)定化,就是通過熱解、堆肥、填埋和固化等方式,使污泥中的惡臭、病原菌、持續(xù)性有機物等污染物不再進一步擴散,達到穩(wěn)定的狀態(tài)。
(3)無害化:污泥處置的無害化,就是通過固化、焚燒、好氧堆肥、厭氧發(fā)酵等無害化處理,使污泥對環(huán)境的危害降到最低或者不再對環(huán)境產生危害。
(4)資源化:污泥的資源化利用,就是將污泥進行適當的處理后,使其從廢棄物變?yōu)榭衫觅Y源,一般包括焚燒發(fā)電,制成肥料等。
二、污泥的處置方法
當前,我國污泥的處置技術多種多樣,主要都是以實現污泥的減量、無害、穩(wěn)定和資源化為目標,目前使用較多的主要指填埋、焚燒和資源化利用。文章就較流行的深度脫水+填埋、干化焚燒+填埋/再利用、好氧發(fā)酵+土地利用和厭氧消化+干化+土地利用4項主要技術進行詳細說明。
2.1 深度脫水+填埋技術
深度脫水+填埋技術是我國污泥行業(yè)應用最多的技術,其技術關鍵部分在于脫水技術的選擇和填埋防滲的處理。此種處理方法具有前期建設費用低、技術簡單的優(yōu)勢,但存在占地面積大,滲濾液二次污染的問題,正被越來越多的城市所禁止。
2.2 干化焚燒+填埋/再利用
污泥干化焚燒是目前較為成熟的技術,越來越多地被應用于污泥的處置工程。首先,污泥中含有大量可燃燒的有機物和定量纖維木質素,熱值滿足焚燒發(fā)電。焚燒后,灰渣中含有灰為SiO2,CaO,Al2O3和Fe2O3等普通硅酸鹽水泥的組分,可用于建筑材料生產。其次,污泥干化焚燒可在短時間內處理大量污泥,并能回收焚燒熱量,清潔無污染。在一些人口密集、污泥產量集中而無害化處置壓力大、經濟發(fā)達、土地資源緊缺的沿海城市,往往傾向于選擇該技術。但由于我國污泥有機質含量低、含水率高,往往焚燒成本較高,同時缺乏技術銜接標準,鄰避效應嚴重,成為污泥干化焚燒的限制因素。
2.3 好氧發(fā)酵+土地利用
對污泥進行測試分析,發(fā)現污泥中含有大量可持續(xù)性有機物、多種微生物菌群和大量氮磷鉀等營養(yǎng)元素,非常適合好氧堆肥后用于肥料生產。首先,污泥經好氧發(fā)酵,有機物經好氧菌群生物降解,腐熟后污泥可改善土壤理化性質,提高土壤肥效;其次,腐熟污泥含有大量礦物質和腐殖質,可提高土壤對酸堿的緩沖能力,提高土壤的保水、保肥和通透性。最后,污泥經高溫發(fā)酵,可殺死污泥中的病原體,實現污泥的無害化。但此技術實施道路也是障礙重重,首先,污泥肥料一旦進入土地,就屬于農業(yè)部和林業(yè)部的監(jiān)管范圍,各部監(jiān)管范圍和執(zhí)行方式不同,造成土地利用困難。其次,污泥肥料永遠繞不開的重金屬問題,一直是困擾污泥土地利用的重要難題。
2.4 厭氧消化+干化+土地利用
厭氧消化是污泥處置的另一重要消納方式。污泥通過厭氧消化后,產生大量沼氣,可用于照明、做飯、供暖等;沼液沼渣可作為肥料用于土壤改良。污泥的厭氧消化技術同好氧堆肥技術一樣,存在部門間沒有切實可行的銜接標準,上下游配合不到位,符合土地利用標準的污泥未得到真正有效的資源化利用等問題。
三、污泥現實問題和發(fā)展趨勢
3.1 百億市場現實情況不如預期
根據相關數據計算,2020年我國城鎮(zhèn)污水廠污泥產量將攀升至約5300萬t,按污泥無害化處置率60%,處置成本300元計算,我國污泥市場處理費用將達到約350億元。百億市場雖好,但污泥處理處置的現實情況不如預期。“十二五”末,我國城鎮(zhèn)污泥無害化處理率僅為31%~35%左右,不及目標的一半。
3.2 價費機制不明確
首先,污泥處置成本高昂,由于長期的“重水輕泥”,導致污泥處置費占污水運行費用的20%~30%,比例始終較小。其次,雖然近年政策一再調整,強調污泥處置費用應納入污水處理費,以保障污泥運營的合理盈余。但相關數據表明,我國對污泥的固定資產投資仍較小,僅完成了31.7%的指標,資金落實成為一大難題。
3.3 污泥未來的資源化道路
近年來,各界一直探索污泥的資源化道路,業(yè)內也逐步達成共識,鼓勵污泥回歸土地。2019年6月1日,《農用污泥污染物控制標準》正式實施,這是國家第一次更新污泥入耕的標準,污泥的使用標準劃分為種植食物的耕地和非種植食物的耕地,對污泥農用具有一定的推動作用。
四、結語
總之,污泥處置問題是影響我國生態(tài)環(huán)境治理的“硬骨頭”,是必須要面對的障礙。但是污泥處置市場也在不斷完善和發(fā)展,隨著監(jiān)管力度日趨嚴格,行業(yè)標準逐步規(guī)范,污泥處置利用技術將走向更高的發(fā)展階段。(來源:云南杰邁生態(tài)環(huán)境工程有限公司)
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