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【關鍵詞】固體廢物污染;十三五;規劃
“十三五”時期(2016年-2020年)是吉林市環境保護負重前行困難期和大有作為關鍵期,固體廢物污染防治事關人民群眾切身利益和福祉。盡管“十二五”期間,吉林市固體廢物環境質量在經濟社會高速發展和人口增長的情況下仍維持在較好的水平。但目前吉林市固體廢物環境還存在一些不容忽視的問題,環保工作任務仍很繁重,主要表現在以下四個方面:1)醫療廢物還存在處理不規范的問題。2)新生的環境問題逐步顯現,潛在的環境危害日趨嚴重。3)危險廢物綜合利用方面亟待加強。4)農村生活污染(廢水、糞便、垃圾)缺乏有效控制等問題。文中針對這些問題提出對策建議,為吉林市“十三五”固體廢棄物污染防治規劃提供借鑒。[1]
1 固體廢物現狀分析
2014年,吉林市固體廢物產生量為1430.84萬t,其中一半工業固體廢物產生量1206.7萬t,工業危險廢物產生量70.74萬t,醫療廢物產生量0.1萬t,生活垃圾140.02萬t,污水,污泥產生量13.28萬t。與2010年相比,一般工業固體廢棄物產生量減少248.6萬t,工業危險廢物產生量減少2.23萬噸,醫療廢物產生量減少0.05萬t,但工業危險廢物綜合率下降28.44個百分點。詳細見表1。
2 吉林市固體廢物環境存在問題分析
2.1 醫療廢物還存在處理不規范的問題
到2015年底,五個縣市(永吉、蛟河、樺甸、舒蘭、磐石)還只能自行處理醫療廢物,沒有實現統一收集、集中處置,一般由單位的鍋爐焚燒,這種焚燒方式不符合焚燒醫療危險廢物的條件,也不具備除二f英系統裝置。
2.2 新生的環境問題逐步顯現,潛在的環境危害日趨嚴重
新生大量的產品類廢棄物如報廢汽車、廢棄電器、廢棄輪胎、廢水處理產生的污泥等非傳統廢棄物急劇增加,以及隨著生活垃圾的日益增加,擴大無害化處置規模占用土地資源,威脅生態環境;潛在的環境危害如垃圾衛生填埋場產生的二次污染物滲濾液和氣體(甲烷)的處理、危險廢物和醫療垃圾焚燒產生的二次污染物,廢物資源綜合利用產生的二次污染物。現有的技術和手段對上述問題,缺乏有效的應對措施。
2.3 危險廢物綜合利用方面亟待加強
“十二五”期間,我市危險廢物綜合利用率總體呈下降趨勢,2014年我市危險廢物綜合利用率達到近年來的最低水平,僅為39.67%(見表1),這在一定程度上體現了我市在危險廢物綜合利用方面的亟待加強之處。
2.4 農村生活污染(廢水、糞便、垃圾)缺乏有效控制
2014年吉林市農村人口220.2萬人,排放廢水2890萬m3、糞便167萬t、垃圾64.3萬t,除糞便作為肥料還田外,多數廢水直接潑灑在地表或自然排水溝中,鄉鎮垃圾比較分散不利于運輸,普遍存在垃圾無組織丟棄河岸邊、荒地中現象。
3 吉林市固體廢物污染防治對策及措施
3.1 降低固體廢物產生量,提高工業固體廢物利用率
3.1.1 加大對固體廢物環境監管力度,規范固體廢物環境管理。
3.1.2 發展循環經濟,延長各工業園區產業鏈,減少固體廢物的產生量;企業采用先進工藝、技術,選擇清潔原材料,減少固體廢物的產生量;推行企業內部清潔生產審核,循環利用固體廢物,提高固體廢物綜合利用率。
3.1.3 改變能源供應方式,工業企業盡可能選用清潔能源,減少灰渣量;采用城市集中供熱,提高熱能利用率,減少爐渣排放量;電廠由濕式除塵改為電除塵,提高粉煤灰的綜合利用率。通過資源化途徑,提高綜合利用率,控制固體廢物的產生量。
3.1.4 加快實施吉林高新北區“城市礦產”示范基地項目。加大報廢汽車、廢鋼鐵鑄造汽車零部件及廢鋼殘次材、廢棄電器電子、廢橡膠、塑料、廢紙等資源利用量,以節省原生礦產資源。通過建立循環經濟產業,實現園區化管理,突出多元化回收、集中化處理、資源化利用、規模化發展,快速提升吉林再生資源產業的影響和帶動作用。
3.2 建立健全危險廢物廢物回收、處置體系,推進危險廢物無害化處置
3.2.1 加大淘汰落后危險廢物利用、處理處置設施力度,加強危險廢物經營管理;對現有設施進行監督性監測,公布監測結果;促進專業化運營,全面提升危險廢物處置產業化水平;推進歷史堆存和遺留的危險廢物安全處置工作。
3.2.2 建立危險廢物產生、轉移、處置全過程跟蹤管理體系。實行危險廢物排污申報登記、危險廢物轉移聯單、危險廢物經營許可證、危險廢物經營單位審核制度,對存在污染隱患的企業限期整改,對不按規定管理、收集、貯存、運輸、處置或轉移危險廢物等違法行為進行嚴肅查處。
3.2.3 建立區域性的危險廢物網絡信息平臺,促進企業間危險廢物信息的交流,加強企業間的共生關系,促進區域內危險廢物的綜合利用能力,做到危險廢物處理資源化、減量化、無害化。
3.3 開展縣(市)醫療廢物處置設施建設和醫療廢物應急體系
3.3.1 吉林省危險廢物處置中心投入運行后,市區及所轄市(縣)產生的醫療廢物將送至危險廢物處置中心進行無害化處置。
3.3.2 各醫療單位設置封閉式專用醫療垃圾箱。
3.3.3 實行醫療廢物封閉式運輸,配備有制冷功能的封閉箱式運輸車,高感染性醫療廢物單獨冷凍保存運輸。
3.4 推進城鎮生活垃圾、污水處理廠污泥及鄉村生活垃圾無害化處置系統建設
3.4.1 實施城市生活垃圾分類回收管理,將生活垃圾分為可回收利用、不能回收利用和有毒有害三類,實行分類收集、統一運輸、集中處理和綜合利用。鼓勵居民將生活垃圾進行分類存放,在社區、街道以及公共場所設置垃圾分類回收箱等公共設施,便于生活垃圾的分類收集和運輸。完善垃圾收運系統和處置設施,用封閉式運輸車運輸生活垃圾,對有毒有害以及可回收利用的垃圾進行定期收集,統一送至無害化處置中心和回收利用單位進行處置,推進餐廚廢棄物資源化利用。
3.4.2 加強污水處理污泥污染防治工作。根據工業和生活污水處理廠各類污水處理污泥特性,加強分類,推進污泥無害化、資源化利用。
3.4.3 由各級政府負責建設農村生活垃圾無害化處理設施,鄉村生活垃圾采用村收集、鄉轉運、縣處理方式解決環境污染問題。
3.4.4 建設垃圾焚燒飛灰、廚余垃圾處理示范工程。
3.5 建立電子廢物處理處置體系,提高電子廢物回收處置能力
積極推進廢棄電器電子產品拆解產業健康發展。完善回收處理網絡。建設標準化居民固定或流動式廢舊商品回收網點,鼓勵黨政機關、企事業單位以及居民社區與拆解處理企業建立廢棄電器電子產品定點定期回收機制。支持利用多種方式開展預約回收和交易,鼓勵嘗試押金回收、以舊換新等靈活多樣的回收方式,實現回收途徑多元化。
建立和維護良好的廢棄電器電子產品回收、處理秩序,嚴厲打擊非法拆解廢棄電器電子產品行為,規范市場秩序。保護正規廢棄電器電子產品拆解處理企業的合法權益。繼續推進廢舊電器電子產品回收、分揀、拆解、高值利用及無害化處理,推動整機拆解和電路板資源化技術的產業化。
關鍵詞 中小河流;淤泥;資源化利用;山東東阿
中圖分類號 X522 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)10-0272-02
隨著山東省中小河流治理5年攻堅戰拉開序幕,各地中小河流治理工程紛紛開工。清淤挖除的淤泥含水率高,泥量大,污染嚴重的淤泥在中間自然干化與最終消納的過程中無法控制二次污染的釋放,且消納占地面積廣,可能引發大范圍的污染擴散,消納場地的落實也十分困難,將泥漿直接排入大水體更造成嚴重的環境隱患[1-2]。因此,清淤最大的難題是如何實現淤泥的資源化利用。處理中小河流或河道的淤泥,對其進行徹底的處理與控制,可避免對環境產生二次污染,這也是目前淤泥資源化利用亟待解決的問題。特別是中小河道普遍淤積嚴重,遵循減量化、穩定化、無害化、資源化原則處置淤泥,對城市的環境可持續發展具有重要意義。
1 東阿縣河道淤積概況
由于資金、技術等資源條件的限制,我國2/3的中小河流在建造時沒有達到嚴格的防洪標準,對引發的水域污染治理造成困難。中小河流整治嚴重滯后,存在一些明顯的薄弱環節[3]。東阿縣有中心河、巴公河、趙牛新河等21條排澇河道,由于建設基礎差、人為破壞、區域水土流失嚴重等因素影響,當前這些河道流域產生大量的淤泥,由于治理不佳,導致水域流向受阻,水質污染嚴重[4]。全縣約215.1 km河道淤積總量已達1億m3。以2010 年8 月8 日晚間至8月11日為例,聊城市普降暴雨,局部特大暴雨,東阿縣最大3 d降雨量超過200 mm,為 200年1遇。此次降雨是東阿縣30年來的最強降雨,降雨過程強度大,歷時短,范圍廣,致使東阿縣11個鄉鎮、辦事處的農作物受災,玉米、棉花倒伏嚴重,蔬菜發生嚴重漬澇,造成全縣農田大面積積水,大部分積水深度在30 cm 以上,部分積水50 cm 以上,有的積水近1.0 m,主要排澇河道淤積抬高洪水位,降低排洪能力,形成局部地區的嚴重內澇,災害損失嚴重。河道水環境已經不能適應全縣社會經濟發展和人民生產生活的需要[5-6]。應以疏浚清淤、配套建筑物和堤頂硬化綠化為重點,將中小河流流域治理項目作為全縣十大民生項目實施。本著資源利用化原則,減少耕地的占用范圍,對淤泥進行減量化、無害化、資源化處理。
2 中小河流淤泥處理技術
2.1 堆肥處理技術
堆肥化是利用自然界廣泛存在的微生物,有控制地促進淤泥廢棄物中可降解有機物轉化為穩定的腐殖質的生物化學過程。河道淤泥中含有豐富的有機物和氮、磷、鉀等營養元素以及植物生長必需的各種微量元素鈣、鎂、鐵等[7]。如果將這些淤泥進行合理處置并用于農業生產中,具有培肥地力的作用。當前,淤泥的土地利用能耗低,是一種符合我國國情的安全積極的淤泥處置方式之一。土地可持續利用將是建設資源節約、環境友好社會的必然趨勢,但是淤泥中也含有大量病原菌、寄生蟲(卵),銅、鋅等重金屬和二惡英、放射性元素等難降解的有毒有害物,如果處理不善會引發二次污染。淤泥要用作農田處置,必須經無毒無害化處理(采用高溫堆肥),將河道淤泥經過科學處理制成農作物有機肥使用[8]。
2.2 淤泥低溫干化技術
淤泥低溫干化是通過低于污泥燃點的外來熱源將污泥中水分蒸發的過程。然而淤泥干化是能量凈消耗的過程,能耗費用通常占淤泥處理總費用的80%以上,熱電廠或水泥廠排放的煙氣量很大,排放的煙氣溫度一般在120~200 ℃,其中蘊藏的巨大潛能正是污泥低溫干化最理想的熱源。利用煙氣余熱進行污泥干化,可以徹底克服淤泥干化的能耗瓶頸,降低運行成本[4];利用煙氣余熱干化污泥,污泥不僅吸取熱量而減輕熱污染,而且吸附了煙塵和部分二氧化硫而減輕對大氣的污染負荷,能更好地達到節能減排的效果。干化后淤泥可作為燃煤的輔助燃料使用,具有非常顯著的環境、社會和經濟效益。
2.3 淤泥制磚技術
淤泥制磚是在黏土中摻入60%的淤泥,制成的紅磚外觀標準和各項技術指標均能達到標準要求。隨著農業產業結構調整,土地整理范圍進一步擴大,可利用的地表黏土資源越來越少,其生存危機越來越明顯。直接利用淤泥制磚是一種變廢為寶的處理方法,不但減少因堆放而侵占耕地,同時緩解了磚瓦廠土源緊張和對農田的取土破壞,社會效益顯著。
2.4 其他河道淤泥處理技術
單純的河道產生的淤泥,含有豐富的有機物和一定量的氮、磷、鉀等營養元素,經過高溫堆肥和生化處理后,如物理脫水、祛除有毒物質、固化處理等,可用作農業覆土、垃圾堆場覆蓋土、城市綠地用土、河堤路基填土,對于提高河道淤泥的綜合利用效率、降低生產成本具有重要意義;對于沒有條件可用作低洼地填高或抬高河道兩岸農田高程,河道淤泥(平原河網)可加高加固堤防[9]。
3 結語
目前,中小河流是東阿縣主要的行洪排澇河道。對區域內的河流淤泥污染進行處理,使水域行洪順暢,兼顧河流生態環境,實施堤防護岸加固和建設、河道清淤疏浚和排澇工程為主的綜合性治理工程,可有效地保障區域的防洪安全、用水安全,對環境、生態系統也會產生深遠的影響。對大部分淤泥采用簡單的處理方式,可用于河道加固加高堤防;多數情況下,棄淤泥量大,對河流淤泥進行資源化利用時,要以淤泥穩定化和無害化處理為基礎。如果政府在河流污泥處理環節的服務采購實施得當,就能夠支撐污泥資源化所需要的外部條件[10]。部分地方污泥資源化處置實施的外部經濟條件并不成熟,就需要政府進行合理的引導和規劃,如可實施補貼,確保河流清淤過程的順利進行。總而言之,合理處置中小河流的淤泥,可使中小河流沿線群眾的生產生活條件和居住環境得到明顯改善,達到“水清、河暢、岸綠、景美”的目標。
4 參考文獻
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關鍵詞:污泥 綜合利用
城市污水廠的污泥是指處理污水所產生的固態、半固態及液態的廢棄物,含有大量的有機物、豐富的氮磷等營養物、重金屬以及致病菌和病原菌等,如果不加處理的任意排放和投棄會對環境造成嚴重的污染。隨著污水處理設施的普及、處理率的提高和處理程度的深化,污泥的產生量必將有較大的增長。如何妥善地處置污水廠污泥,并將其作為一種新的資源加以有效利用,變廢為寶,已成為城市污水廠和相關部門提高技術水平和管理水平的重要因素,也是全球共同關注的課題。
1.污泥最終處置的主要方式
目前,國內外污泥最終處置方式主要有:綜合利用、填埋、投海。
(1)綜合利用
①農田林地利用
污泥脫水后堆肥農用是目前國內一些污水處理廠正在進行研究和開發的課題,污泥中含有大量植物生長所必需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良劑(有機腐殖質)。我國城市污水處理廠的各種污泥所含肥分見表1,故污泥農田林地利用是最佳的最終處置方法,但污泥中也含有對植物及土壤有危害作用的病菌、寄生蟲卵、難降解有機物、重金屬離子以及N、P的流失對地表水和地下水的污染,甚至可能含有一些致癌物質,目前對重金屬污染研究較多。因此,在作農田林地利用前,應進行堆肥處理以殺死病菌及寄生蟲卵,同時還應去除這些有害物質。目前普遍的問題是檢測手段跟不上要求,處理成本無法和經濟效益相平衡,化肥的普遍應用造成銷售市場難以開發等,這些使得此種處置方式尚未得到普遍的推廣。我國有大量工業廢水進入污水處理廠,污水中重金屬離子約有50%以上轉移到污泥中,污泥中的重金屬離子含量一般都較高。
為提高污泥的農用量可以采取一些措施:一是把污泥制成有機—無機復合肥料,適當添加鉀肥以補充污泥肥料中鉀的不足,這樣可以提高肥效降低有害物的含量;二是在經濟政策上優惠使用污泥復合肥料的單位或個人,如免費提供試用肥料樣品,免費為施用污泥復合肥料的區域或地塊作土壤營養狀況分析等。
②污泥焚燒產物利用
污泥中合有一定量的有機成分,經脫水干燥的污泥可用焚燒處理。在日本,該方法巳占污泥處理總量的60%以上、歐盟也在10%以上。為防止焚燒過程中產生二噁英等有毒氣體,焚燒溫度應高于850℃。污泥焚燒所產生的焚燒灰具有吸水性、凝固性,因而可用于改良土壤、筑路等,也可作為磚瓦和陶瓷等的原料,另外,污泥灰也可以作為混凝土混料的細填料。將污泥轉變成一種顆粒狀燃料,可以很好燃燒,其熱值和褐煤相當,燃燒釋放的有害氣體遠低于焚燒過程,其殘余物可用于建筑工業。
污泥焚燒可以從廢氣中獲得剩余能量,用來發電。在脫水污泥中加入引燃劑、催化劑、疏松劑和固硫劑等添加劑制成合成燃料,該合成燃料可用于工業和生活鍋妒,燃燒穩定,熱工測試和環保測試良好,是污泥有效利用的一種理想途徑。
③低溫熱解制取可燃物
污泥熱化學處理因其無害化和減量化徹底,地位已逐漸增強。污泥低溫熱解是一種發展中的能量回收型污泥熱化學處理技術。它通過在催化劑作用下無氧加熱干燥污泥至一定溫度(
④建筑材料利用
污泥可用于制磚和制纖維板材。
污泥制磚的方法有兩種。一種是用干化污泥直接制磚,另一種是用污泥灰渣制磚。用干化污泥直接制磚時,應對污泥的成分作適當調整,使其成分與制磚粘土的化學成分相當。當污泥與粘土按重量比1:10配料時,污泥磚可達普通紅磚的強度。利用污泥焚燒灰渣制磚時,灰渣的化學成分與制磚粘土的化學成分是比較接近的,制坯時只需添加適量粘土與硅砂。比較適宜的配料重量比為灰渣:粘土:硅砂=100:50:(15~20)。
污泥制生化纖維板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白(有機物)與球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀堿、中性鹽的水溶液這一性質,在堿性條件下加熱、干燥、加壓后,發生蛋白質的變性作用,從而制成活性污泥樹脂(又稱蛋白膠),使之與漂白、脫脂處理的廢纖維壓制成板材。其品質優于國家三級硬質纖維板的標準。
(2)填理
污泥填埋有填地與填海造地兩種。
污泥消化后經脫水再進行填埋是目前國內許多大型污水處理廠中常采取的方式,經過消化后的污泥有機物含量減少,性能穩定,總體積減少,脫水后作填埋處置是一種比較經濟的處理方式。由于消化裝置工藝復雜、一次性投資大、運行操作難度大,實際運行經驗表明往往難以達到預期的效果。況且脫水污泥含水率大大高于普通生活垃圾衛生填埋場所要求的30%含水率,因此需再經處理才能送生活垃圾填埋場填埋;或者設置專用的污泥填埋場,根據污泥的含水率及力學特性等因素進行專門填埋,但此法有占地較大、選址受阻及存在二次污染隱患等缺點。
污泥填埋的操作要求與垃圾填埋相似。污泥填埋場的滲濾液屬高濃度有機污水,必須集中加以處理;污泥填埋場四周應設圍欄,并采取相應的防蚊蠅、防鼠措施,未經干燥焚燒處理的污泥,宜小規模分層填埋,生污泥泥層厚度應
污泥填海造地,應遵守下列要求:①必須設護堤,滲水也必須集中進行處理,以防污泥和污水污染海水;②污泥或灰渣中的重金屬含量應符合填海造地標準。
(3)投海
沿海地區,尤其是有大江、大河入海口附近,可考慮把生污泥、消化污泥、脫水泥餅或焚燒灰渣投海。投海污泥最好是經過消化處理的污泥。投海方式可用管道輸送或船運,其中管道輸送較為經濟。在污泥投海工程實施前,必須搞好投海區的選擇(離海岸10km以外,水深25m左右),以保證海水的稀釋與自凈作用。
總之,綜合利用將是今后污泥處置的主要方式。填理由于占地多,潛在生物可利用率低,滲濾液可污染地下水,后續處理管理費用高等問題,應用受到限制。海洋投棄將逐漸被禁止。隨著科技的發展,污泥的有效利用的方式和有效利用率將會進一步增加。
2. 污泥利用方案的選擇
(1)污泥利用的潛在風險
污泥利用需滿足嚴格的環境衛生標準,不能造成新的環境危害。污泥利用的環境問題是重金屬和氮對土壤、作物、水體的影響以及病原物污染,所以具有潛在風險。污泥的熱能利用無疑是風險最小的,而土地利用則需嚴格管理,只有重金屬含量低于農用污泥標準才可用于農作物,而且污泥肥的施用也需嚴格定量以控制重金屬的積累和減少氮、磷淋失對水體的污染。至于病原物污染,熱干化的安全性較佳,因其高溫滅菌作用很徹底,產品可完全抑制微生物的活性;堿性穩定化基本上也能達到安全標準;堆肥則不足以保證安全性,因病原物仍有少量存活且產品的高含水率(一般為30%~40%)可使病原物復活,故采用堆肥方案時需加強對堆肥質量、場所和施用場地的管理。
(2)利用方案的比較
①農田林地利用
用污泥對農田、林地、草坪施肥或進行土壤改良以及用于市政綠化、育苗等,不僅可改善土壤的理化性質,增加土壤肥力,促進樹木、花卉及草坪等的生長,而且可避免污泥中的重金屬、有毒有機物因食物鏈的生物富集效應對人畜產生的危害,除此之外土壤的自凈能力還可使污泥進一步無害化。因此土地利用是一種積極的、生產性的污泥處置方法。污泥利用前需堆肥化處理,堆肥化若采用靜態條垛工藝,成本最低,但其生產周期長、占用土地多且對周圍環境的影響比較嚴重;若采用發酵倉,其設備投資和運行費用將增加,而且若要制成復合肥還需烘干造粒設備,這樣其成本優勢就大大削弱了。
②污泥焚燒產物利用
污泥焚燒效果好,焚燒產物既可用作新的產品原料,又可回收熱能。國外已有較成熟經驗和工藝,可以直接借鑒使用。但總體來說焚燒的成本最高(是其他工藝的2~4倍)。今后應從降低成本,減少二次污染角度著手,生產新設備。
③低溫熱解制取可燃物
污泥低溫熱解效果亦好,污泥可通過干餾提取油、氣等,不但可做燃料也可用于制造四氯化碳等化工產品,具有工業化利用前景,且能量回收率高,經濟性優于焚燒處理,是大有前途的處理方法。在熱解機理和動力學研究方面,還有很多工作需進一步探討。在工藝和設備的改進方面有待新的突破。
④建筑材料利用
建筑材料利用,不僅可以減少污泥填埋所占用的土地,減少自然資源消耗,而且可以使資源得到循環利用,變廢為寶。
(3)其他因素
污泥處理設施的選址是方案選擇的決定因素之一。一般而言,污泥宜就近處理以節省運輸費用和減少濕污泥運輸對沿途造成的污染。由于污泥處理過程中可能會帶來臭味、有毒有害氣體及病原體等環境問題,所以選址會對方案選擇產生決定性影響。
3. 結語
關鍵詞:污水污泥處置 分析 辦法
污泥是指污水處理過程當中產生的固態、半固態與液態廢棄物,含有大量的有機物,氮、磷等營養物,重金屬以及致病菌和病原菌。城市污泥主要來源于排水系統、污水處理廠排水管道和泵站,其中以污水處理廠污泥為主。污泥是帶有大量污染物的污水處理副產物,大量產生帶來極嚴重的處置問題。本文針對污泥的處理處置方法與應用現狀進行分析。
1 污泥填埋
污泥填埋有填地和填海造地兩種。污泥消化后經脫水再進行填埋是目前國內眾多大型污水處理廠中經常采取的方式,經過消化后的污泥中有機物含量減少,性能穩定,總體積減少,脫水后作填埋處置是一種比較經濟的處理方式。污泥填埋場的滲濾液屬高濃度有機污水,必須集中加以處理;污泥填埋場四周應設圍欄,并采取相應的防蚊蠅、防鼠措施,未經干燥焚燒處理的污泥,宜小規模分層填埋,生污泥泥層厚度應小于0.5m,消化污泥泥層厚度應不大于3m,泥層上面鋪砂土層為0.5m,彼此交替進行填埋,并設置通氣裝置。污泥焚燒灰渣填埋時,可不分層填埋。
2 土地利用
污泥的土地利用主要有農田回用、園林綠化、改良土壤、堆肥等。城市污水處理廠產生的污泥含有大量的有機物和N、P、K等豐富的營養成份,但經過脫水后,顆粒細微、含水率高,干化后呈硬塊和粉灰狀,直接施肥非常困難,國外常采用高溫干化造粒或與工業廢料、城市垃圾、農業桔桿混合發酵處理生產有機肥料。污泥堆肥采用的主要方法有:(1)生污泥堆肥;(2)熟污泥堆肥;(3)好氣和厭氣堆肥或綜合堆肥。所謂生污泥即未經過好氧或厭氧消化處理的污泥,其有機物含量較高(大于55%),總堿度較低(小于pH6.5),含有大量活的寄生蟲卵,病原菌等,需要補充的碳源較少。污泥好氣堆制的肥料不僅適用農業等用肥,還適用于家庭用肥。為減少占地面積,加速制肥速度,可綜合厭氣堆肥成本低和好氣堆肥時間短的優點,進行綜合堆肥。
3 污泥焚燒
污泥焚燒主要可分為兩大類:一類是將脫水污泥直接送焚燒爐焚燒,另一類是將脫水污泥先干化再焚燒。第一類直接焚燒工藝可焚燒含水率為75%~80%的污泥。第二類干化焚燒是將機械脫水后的污泥先進行加熱干燥,降低其水份,提高入爐污泥的熱值,使焚燒爐在運行過程中不需要輔助燃料。
污泥焚燒后,大大減量化。焚燒法有三個優點:(1)是大大地減少了污泥的體積和重量,因而最終需要處理的物質很小,有時焚燒灰可制成有用的產品;(2)是可以回收能量用于發電和供熱。(3)是污泥處理速度快,不需長期儲存。焚燒法的缺點主要是能耗太大。如日本污泥焚燒耗能量占污泥處置耗能量的70%,每年因此耗重油3.9×105m3,且焚燒裝置設備復雜,建設和運用費用高于一般污泥處理方法。現在,由于焚燒技術有了很大的提高,使得焚燒費用與其他處理方法相比越來越具競爭力。但是它是一種減少污泥體積的處置方法。在我國城市污水處理廠不斷發展的今天和將來,城市污水處理廠污泥的無害化、減量化和資源化勢在必行。據預測,未來十年內,污泥的焚燒將成為污泥處置的最主要方式之一。
4 建材利用
污泥可用于制磚和制纖維板。污泥制磚有干化污泥直接制磚和污泥灰渣制磚兩種方法。用干化污泥直接制磚時,當污泥與黏土按質量比1∶10時,污泥磚可達普通紅磚的強度;利用污泥灰渣制磚時,灰渣的化學成分與制磚黏土的化學成分是比較接近的,制磚時只需添加黏土與硅砂,比較適宜的配料質量比灰渣∶黏土∶硅砂為100∶50∶(15~20)。污泥制纖維板,主要是利用活性污泥中含有的粗蛋白(有機物)球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀堿、中性鹽的水溶液這一性質,在堿性條件下加熱、干燥、加壓后,發生蛋白質的變性作用,從而制成活性污泥樹脂,使之與漂白、脫脂處理的廢纖維壓制成板材,其質量優于國家三級硬質纖維板。同時,污泥還可以用來生產水泥。
5 利用污泥生產沼氣
關鍵詞:污泥處理;污染物凈化;廢水處理
中圖分類號:X505 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)20-0098-02
1 污泥處理處置原則
污泥的處理處置同其他固體廢棄物的處理處置一樣,應遵循減量化、穩定化、無害化和資源化的原則。
減量化:污泥含水量高、體積大,呈流動性,不利于貯存、運輸和消納。污泥減量是要降低污泥含水率、減小體積和重量。
穩定化:污泥中有機物含量高,易腐敗并產生刺激性氣味。污泥穩定化是通過在污泥中添加化學藥劑或提高pH值抑制細菌代謝、減少有機物的含量,易腐敗的有機物被分解、轉化,刺激性氣味大幅度降低,便于運輸處置。
無害化:污泥中含有大量的病原菌、寄生蟲卵和病毒,處置不當極易造成傳染性疾病的大范圍擴散,大面積傳播,污泥中重金屬離子和有毒有害物質極易造成二次污染,那么污泥處理處置過程必須充分考慮無害化的原則。
資源化:污泥含有非常多的熱量,其熱值高于煤和焦炭。污泥中有豐富的氮磷鉀,是具有較高肥效的有機
肥料。
2 污泥處理處置流程
污泥處理處置常見的流程包括四個階段:污泥濃縮、污泥消化、污泥脫水和污泥處置。
污泥濃縮:主要是為降低含水率、減小體積,常用的工藝形式有三種:重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮,目前國內常采用重力濃縮。
污泥消化:進一步降低污泥中的含固量,提高污泥脫水性能。通過消化,分解污泥中的有機物,減小體積。污泥消化分為厭氧消化和好氧消化,常用的是厭氧消化,厭氧消化包括水解、酸化、產乙酸、產甲烷等過程,其中固態有機物水解、液化是污泥厭氧消化的主要過程。污泥經過厭氧消化產生沼氣,沼氣可作為清潔能源加以利用。
污泥脫水:利用物理、化學方法去除污泥中的水分,減小體積,減輕質量。經脫水處理后,污泥含水率降低20%~35%。主要方法包括真空過濾法、壓濾法、離心法和自然干化法,其中真空過濾、壓濾、離心是機械脫水。
污泥處置:經過前三道處理后,污泥最終處理處置和利用方法包括污泥填埋、污泥焚燒、污泥堆肥和污泥工業利用。
3 污泥處理處置研究
減量化是國家對污泥處理處置的一個政策要求,我國大中型污水處理廠大多采用厭氧消化處理污泥,基本可以解決污泥穩定化、減量化的問題,但厭氧消化工藝技術復雜、處理設備多、設備硬件要求高、建設工程資金需求量大、運行成本高,因此在實際使用的過程中受到了規模限制和資金阻礙。大中型污水廠在經過脫水等處理措施后,處置一般都是外排或者填埋。
目前我國濕污泥標準化衛生填埋的費用是200元/噸,燃煤電廠摻燒補貼為300元/噸,熱能干化成本為400元/噸。經濟性決定了焚燒、填埋、干化這些高投資、高耗能的污泥處理處置方式不適合我國的基本國情。
改變高投資、高能耗處理處置污泥的現狀需要一種能夠取而代之的新技術,生物高溫堆肥方法處理污泥被提上了議事日程。生物高溫堆肥處理污泥,其特點是節能、低碳、環保,符合科學發展觀的要求,也符合全球溫室氣體減排的趨勢。
隨著現代生物技術和高度機械化的有機結合,堆肥技術和設備得到優化配置,堆肥工藝及核心技術得到進一步改善和增強,生物堆肥技術將逐步取代傳統的處理方式,成為污泥處理處置的主要手段和方式。
4 污泥處理處置設計
4.1 污泥量檢測
污水經過濃縮脫水排放的污泥量,按照污水處理量減去生物耗氧量和化學耗氧量折算出污泥量的理論數據,再經濃縮、脫水的污泥含水率修正。
污泥泥質基本控制項目和限值為:
pH值:5~10、含水率0.01
細菌總數MPN/kg干污泥
重金屬:鎘、汞、鉛、鉻、砷、銅、鋅、鎳
礦物油、揮發分、總氰化物
4.2 工程選址原則
位于城市的下風向;硬化路面可以直接進入污泥排放車間;交通運輸便利;處理處置的污泥有專門的貯存地點。
4.3 污泥堆肥物料預處理
污泥具有高親水性,污泥中的水分與固態顆粒有很強的粘合力,與輔料混合難以分解,用常規的混合、攪拌機械對污泥進行預處理,效率低、能耗高,效果不明顯,故而成為污泥堆肥技術的難點。污泥堆肥流程中,物料調質預處理的工作量比重占到堆肥全過程的80%以上,是堆肥技術的關鍵環節。在進行預處理時,將破碎、攪拌、混合、均質、脫水、接種等工序一次完成,因為物料已經經過調質機處理,粒度均勻、水分分布均勻、物料空隙大、通風暢通、供氧能力提升、微生物接種菌群與物料接觸的面積擴大,為高溫發酵提供有利條件,縮短了堆肥處理的時間。
4.4 污泥堆肥集成技術
污泥堆肥集成技術包括物料調質、高溫發酵除臭、重金屬消解和污泥堆肥產品研發。
除臭:污泥中水含量和固態有機質含量高,散發出惡臭,采用物理、化學、生物組合方法對污泥惡臭進行降解、吸附、分散、氧化。
重金屬消解:污泥堆肥產生的腐殖質對污泥中的重金屬進行整合,通過礦物環境材料的吸附、鈍化、微生物降解抑制其生物有效性。
產品研發:污泥堆肥養分齊全,供肥持久恒定,還能夠改善土壤結構,可以在農業生產中發揮一定的作用。
5 污泥堆肥基本原理
污泥堆肥是在一定的水分、溫度、碳氮比和通風條件下,經過微生物的高溫發酵,將污水污泥轉化為有機肥料。經過堆肥流程,污泥中的有機物轉化為腐殖質,其不含病原體和寄生蟲卵,無刺激性氣味,可安全貯存和運輸。
6 污泥堆肥土地利用
科學合理地處理處置城市污水污泥,是亟待解決的環保問題之一,污泥來源范圍廣、產量大,經堆肥處理的污泥,可安全利用。污泥中含有大量的有機質和微量元素,具有良好的肥效性,能緩解土壤鹽漬化現象。
污泥土地利用是污泥處理最終消納的方式,通過覆蓋、噴灑、注射,將污泥肥料施入土壤。
污水污泥與土壤之間存在相容性,為利用污泥提供了重要科學依據,污泥與土壤化學結構相近,污泥回歸土壤,符合客觀規律和科學發展觀的要求。污泥還可以改善土壤的理化性質,提高土壤肥力,促進植物生長。
7 結語
我國是世界上最大的發展中國家,也是一個農業大國,但人均擁有土地面積僅為世界平均水平的三分之一,人口眾多,土地資源緊張。合理、充分地利用土地,采用科學的發展模式,成為了我國經濟社會發展的首要問題。城市污水污泥含有大量的有機質和氮磷鉀等植物生長需要的營養元素,污泥堆肥為可持續發展增添了活力。堆肥工程有利于環境保護和發展循環經濟,有利于環保設施的不斷完善,有利于環境工程的合理布局和縱深配置,有利于改善生態和農業條件。
參考文獻
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