城市污水厂污泥的综合利用

所属栏目：城市管理论文发布日期：2010-08-13 09:07 热度：

　　摘要：本文通过对污泥的综合利用、填埋、投海等几种污泥处置方式的分析，指出污泥的资源化利用应该立足于各地实际，在同时兼顾生态环境效益、社会效益和经济效益平衡的前提下，选择最佳处置利用方案。
　　关键字：处理减少方案处置利用选择污泥城市污水堆肥
　　城市污水厂污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物。随着我国污水处理事业的发展，污水处理厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，所产生的污泥量也日益增加，目前在我国一般污水厂中其基建和运行费用约占总基建和运行费用的20%-50%。污泥中除了含有大量的有机物和丰富的氮、磷等物质，还存在着重金属、致病菌和寄生虫等有害有毒成分。为了防止污泥造成的二次污染和保证污水处理厂正常运行及处理效果，污水厂污泥的处理处置问题在城市污水处理中占有的位置已经日益突出。
　　目前海洋投弃被禁止，污泥弃置的比例正在逐渐减少，同时土地填埋也受到限制，因为填埋需要占用大量的土地、耗费可观的填埋费而且不能根治污染。在今后数年里美国的大部分污泥填埋场都将关闭，欧盟也规定填埋必须和焚烧相结合，只有焚烧灰才可以被填埋。人们已经认识到污泥处理的优先顺序是减容、利用、废弃，污泥减量化、稳定化、无害化处理以后作为资源回用已成为主流。污泥利用可分为土地利用和热能利用，具体操作方法包括堆肥、碱性稳定化、热干化、焚烧等。
　　堆肥
　　堆肥是一种利用污泥中的微生物进行发酵的方法。在污泥中加入一定的膨松剂及调理剂(如秸杆、木屑、稻草或生活垃圾等)，然后利用微生物群落在潮湿环境下对各种有机物进行氧化分解并转化为类腐殖质。研究结果表明，经过堆肥的污泥质地疏松，阳离子交换量(CEC)明显增加、容重减小、可被植物利用的各种营养成分增加、病原菌及寄生虫几乎全被杀灭。
　　碱性稳定化
　　碱性稳定化是在污泥中加入石灰或者水泥窑灰等碱性物质，使污泥pH值大于12并且保持一段时间，利用强碱性及石灰放出的热能杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属，处理后的污泥可以直接施用农田。
　　热干化
　　热干化是一种利用热能将污泥烘干的方法。干化后污泥呈颗粒或者粉末状，体积仅为原来的20%左右，并且由于含水率在10%以下，各种微生物的活性也完全受到抑制，避免了产品发霉和发臭，利于储藏及运输。热干化过程中产生的高温对灭菌也很彻底，产品完全可以达到有关卫生指标，而且可以使污泥性能得到全面的改善，产品既可以作替代能源也可以土地利用。
　　焚烧
　　通过焚烧，可以利用污泥中丰富的生物能来发电，而且可以使污泥达到最大程度的减容。焚烧过程中，所有的病菌、病原体都可以被彻底杀灭、各种有毒有害的有机残余物质被氧化分解。焚烧灰可以用作生产水泥的原料，使重金属被固定在混凝土中以避免重新进入环境。其不足之处在于焚烧过程中产生污染物会污染空气。现在应用最广的焚烧设备是流化床焚烧炉，当污泥含水率达到38%以上时就可以不用辅助燃料直接燃烧，污泥焚烧在日本和欧美较为普遍，日本有三分之一左右的污泥都是焚烧处理。
　　目前正在另外发展一种新的热能利用技术——低温热解，即在400～500℃、常压及缺氧的条件下，借助污泥所含的硅酸铝和重金属(尤其是铜)的催化作用下将污泥中的脂类和蛋白质转化为碳氢化合物，最终产物为油、碳、非冷凝气体和水。热解前的污泥干燥可以利用这些低级燃料(碳、气和水)的燃烧提供能量，实现了能量循环；热解生成的油(质量上类似于中号燃料油)还可用来发电。第一座工业规模的在澳大利亚柏斯污泥炼油厂，日处理干污泥量可达25吨。
　　利用方法的比较
　　污泥的土地利用可以回收植物生长所需要的各种养分并且可以改善土壤的物理性质(降低容重、提高渗透性和保湿性)，它的效益是极为显著的，但是前提是污泥必须处理安全。焚烧既可以回收热能而且可以通过干馏来提取油、气等，不但可以做燃料也可以用于制造四氯化碳等化工产品，具有工业化的利用前景。因此当污泥不能用于农用或者污泥量大于农用需求量时，焚烧也是一种不错的选择。欧洲将来有三分之一的污泥土地利用、三分之儿热能利用。而在所有的各种方案中，无疑热干化最具有灵活性，对可农用的污泥进行热干化处理后可以形成高质量的颗粒肥，易于撒播并且适宜包装上市销售；对不可农用的污泥可以直接焚烧或者干馏制油，而它们都需先热干化处理。因此，热干化适用于所有各种污泥，其产品用途也最为广泛。
　　污泥利用的潜在风险
　　污泥利用需要满足严格的有关环境卫生标准，不能造成新的环境污染。污泥利用的环境问题是重金属和氮对土壤、作物、水体的影响及病原物污染，所以具有潜在的风险。污泥的热能利用无疑是风险最小的。而土地利用则需要严格的管理，只有重金属含量低于农用污泥标准才可以用于农作物，而且污泥肥的施用也需严格按照标准来定量以控制重金属的积累及减少氮、磷等污染物对水体的污染。至于病原物污染，热干化安全性较佳。因其高温灭菌的作用很彻底，产品可完全抑制微生物的活性。碱性稳定化基本也能达到有关安全标准。堆肥则不足以保证安全性。因其病原物仍有少量存活且产品高含水率（一般为30％左右）可以使病原物复活，故而如采用堆肥方案时需加强对堆肥质量、场所和施用场地的管理。
　　参考文献：
　　
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城市污水厂污泥的综合利用

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