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城镇污水处理厂污泥处置与资源化利用探讨
RSS 打印 复制链接 发布时间:2016-09-01 10:28:08
【摘要】随着我国经济的快速发展,人民的生活水平的日益提高,中国的城镇化建设的进程也快速进行着。随着城镇企业的发展,污水越来越多,污水处理的规模也越来越大。然而,在污水处理的过程中会产生大量的污泥,污泥的产量与污水的处理产量呈正相关的关系,净化的污水越多,则产生的污泥就越多。这些污泥既含有大量的水分、丰富的有机物及氮、磷、钾等有用的营养元素,又含有很多重金属、寄生虫等。因此,如何对这些污泥进行妥善处理,既能避免其中的有害物质对环境造成污染,又能合理利用其中的有用资源,避免资源的浪费,成为人们热切关注的话题。传统的解决污泥处理方法已经不能很好的满足环境保护与资源利用的要求,如何寻找一种更好的污泥处理办法,可以兼顾环境保护和资源利用,是我国污泥处理亟待解决的问题。本文通过分析我国污泥处理现状以及其中存在的问题,通过总结,对如何创建既符合环保要求又可以有效利用资源的污泥处理模式进行探讨,以期对完善我国污泥处理机制有所裨益。 
【关键词】污泥;处理机制;环境保护;资源利用 
  1.污泥处理的意义 
  我国“十一五”规划的重要目标就是建立资源节约型、环境友好型的社会。其中,作为城市可持续发展重要内容的环境保护、水体质量保护、污水处理、中水回用等问题日益受到人们的关注。随着城市经济发展的加速,企业污水的产量不断的加大,随着城镇污水处理规模的日益加大,污水处理后剩余的污泥量越来越多。如何对这些污泥进行有效的处理,既关系到城市环境的保护,也关系到了资源的有效利用。污泥是在污水处理的过程中产生的,不同污水处理方式下产生的污泥的量也是不一样的,但平均下来,污泥量一般占到处理污水量的0.3%-0.5%。这些污泥既含有大量的寄生虫、重金属等有害物质,也含有大量的氮、磷、钾等植物营养元素。如果不加处理的将这些污泥随意排放,不仅对会造成严重的环境污染,威胁到城镇居民正常的生产生活,也会造成资源的浪费。这与我国以环境保护和资源的合理利用为原则的可持续发展道路是不相符合的,因此,如何在保护环境的同时实现污泥资源化,是我国在进行污泥处理时应该注意的问题。可以说,我们期望的污泥处理办法应达到如下效果:妥善处理有害物质、易腐化发臭的有机物质,合理利用有用物质。 
  发展循环经济、构建资源节约型和环境友好型社会要求实现污泥减量化、稳定化、无害化三化的同时,也实现污泥的资源化。目前,我国对污泥的利用主要体现在以下几个方面:如将污泥用于果园、林地、农田等,实现污泥资源的土地利用价值;将污泥用于水泥制造、陶瓷制造、瓷砖制造等,实现污泥的建筑材料利用价值;还有的将污泥用于热能制造等,这些措施都很好的实现了污泥的资源化[1]。 
  2.传统污泥处理方法 
  传统处置方法通常将污泥用于填埋、焚烧、天海以及土地利用等方面[2]。这些方法对处理污泥起到了一定的作用,然而,随着国家对环境保护力度的加大,这些方法的弊端也日益暴露出来,这些方法在很多方面并不能达到国家对环境保护制定的标准。 
  2.1 填埋法 
  填埋法在初期对污泥处理发挥了巨大的作用,经过40多年的发展,污泥的土地填埋技术也得到了极大的发展,且日趋成熟。然而,填埋技术自身的很多缺陷是无法克服的。利用土地填埋技术对污泥进行处理的前提条件是选择一块合适的土地进行填埋工作。然而,随着我国经济的发展,人们生活水平的日益提高,大批的农村居民涌入城镇,随着人们对住房需求的加大以及政府各种建设项目的增多,城镇的空闲土地面积越来越少。污水排放量的增加直接导致了污泥产量的急剧增加,在人口稠密的城镇地区选择大面积的空闲土地进行填埋工作并非易事。此外,采用土地填埋法处理污泥还需要将污泥运到填埋现场,运输费用也是一笔很大的资金投入。选址难以及运输成本高这两个因素限制了土地填埋法的广泛应用。更重要的是,填埋法将污泥填埋在地下,并不能从根本上避免环境的污染,只是在一定程度上减缓了环境污染的进度。例如:对污泥中的有害物质不加处理便直接将污泥埋在地下,这些有害成分便会渗透到地下水中,对地下水造成一定的污染。总之,土地填埋法的上述弊端决定了这种方法并不是污泥处理的最佳途径,其发展市场极为有限,最终将被更合理的污泥处理方法所取代。 
  2.2 污泥焚烧 
  污泥焚烧法主要是通过污泥中含有大量的有机物,而这些有机物又易于燃烧的特点对污泥进行处置的。污泥燃烧法是处置污泥比较彻底的一种方法,主要是分为两大类的:一种是脱水污泥直接送焚烧炉进行焚烧,另一种是将脱水的污泥先干花,除去其水分,然后再进行焚烧。至于选择何种焚烧方式,应根据焚烧时的具体情况进行。和其他的污泥处置法相比,污泥焚烧法有很大的优势,如,通过污泥焚烧法能够迅速降低污泥的现存量,且焚烧污泥后的产物不含细菌,也没有异味。然而,用焚烧法对污泥进行焚烧对焚烧设备和焚烧条件要求是相当严格的,操作也比较麻烦,资金投入也比较大,不具备推广应用的现实条件。与此同时,由于污泥中含有大量的有机物,因此,虽然焚烧后的产物不会污染环境,然而污泥在焚烧过程中却产生了很多有害气体,如二氧化硫、二氧化碳等,这些气体就会对大气造成二次污染,污泥焚烧过程中也将有用的营养物质焚烧掉了,没有实现污泥的资源化[3]。这些弊端都限制了污泥焚烧法的广泛应用,一般情况下,只有在其他方法使用受限的情况下,才会考虑使用污泥焚烧法对污泥进行处理。 
  2.3 海洋排放法 
  通过海洋排放法实现污泥的处理常见于一些临海的地区,这些地区的污水处理厂处理过污水后,直接将剩余的液态污泥排入大海中。英国、美国和日本由于地理位置原因,多采用海洋排放法对污泥进行处理。然而,随着人们环保意识的提高以及人们对全球一体化这一概念认识的加深,海洋排放法遭到了社会各界人士的强烈反对,各个国家也命令禁止通过海洋排放法处理污泥,以保护人类共同生存的生态环境。海洋排放法并没有从根本上解决问题,而是将问题转移到了海洋。虽然将污泥排入海洋表面看似乎是处理了污泥,但由此却引发了一系列的问题。污泥进入海洋后,直接污染海洋,导致海洋水质恶化,许多水生物的生存遭到了严重的威胁。鉴于此,各个国家都制定了相关的法律法规,严禁向海洋排放污泥,保护海洋环境。   2.4 土地利用 
  随着我国经济的发展,人们生活水平的提高,大量的农村居民涌入城镇,使得城镇的空闲土地急剧减少。然而,依然存在一些的土地类型可以接纳污泥,实现污泥的资源化。如城镇的农业用地、牧业草地以及一些绿化带等等,污泥中丰富的氮、磷、钾等元素是很好的植物营养物质,因此,可以把污泥当做肥料用于这些类型的土地。然而,污泥中也含有大量的有害物质,如重金属、寄生虫等,将污泥不加处理的用于这些类型的土地,容易造成土地的污染,并且有些有机物特别难降解。因此,如果想将这些污泥用于土地,实现其土地利用价值,必须对污泥进行处理,防止污泥中的重金属以及寄生虫等有害物质对土地及其上的作物造成二次污染,真正实现污泥的资源化[4]。 
  3.污泥资源化利用途径探讨 
  3.1污泥低温热解制油技术 
  国外在实现污泥资源化上,远远领先了我国的技术水平,我国应学习外国先进的污泥处理技术,改善我国污泥处理现状,保证可持续发展的顺利进行,早日实现资源环境保护型和资源友好型社会的建设。污泥低温热解制油技术是由国外引进的,主要指的是通过无氧加热技术对污泥进行加热,使其达到一定的温度,然后使污泥在干馏和热分解的作用下分解成油、反应水、不凝性气体以及碳四种产物,然后对这四种产物尤其是油进行合理的利用。这种方法很好的实现了污泥的资源化,并且在这个过程中,产生的油和碳的化学性质都十分稳定,保证了污泥低温热解技术进行过程的安全性,生成物碳可以作为能源参与到对污泥加热的过程中作为补充能源。鉴于该技术的安全性、无污染性以及科学合理性,世界上各个国家都开始了对该技术的研究,其发展前景十分广阔。 
  3.2 污泥合成燃料技术 
  城镇污泥中含有大量的有机物,这些有机物如果作为燃料,将会释放出大量的热量。因此,如果能够合理提取污泥中的有机物制成燃料,一方面可以为我国燃料市场做出贡献,另一方面还可以防止污泥燃烧产生二氧化硫、二氧化碳等气体污染大气。污泥合成燃料技术正好解决了这个问题,污泥合成燃料技术主要是将污泥放至高温气化炉内进行燃烧,而不是直接对污泥进行燃烧处理。在高温气化炉内对污泥进行燃烧,可以防止污染,与此同时,作为煤型粘结剂的污泥还可以改善高温下煤型的内部孔结构,在一定程度上提高煤型的气化反应,使煤渣中残碳的含量大大降低了。通过这种方式产生的燃料,其在燃烧过过程中产生的烟气中的有害物质可以通过常规的气体净化装置除去,避免对大气造成污染,污泥合成燃料技术为实现污泥的资源化利用开辟了一条新的道路。 
  3.3 污泥堆肥土地利用技术 
  我们在上文介绍了传统的污泥土地利用技术,就是将污泥直接用于土地,充当化肥等原料。而污泥堆肥土地利用技术与传统的土地利用技术具有明显的不同。在我国,污泥堆肥主要有两种方式:一种是将污泥进行消化或者将污泥和垃圾进行混合,然后充当肥料用于农作物,另一种是将污泥经过堆肥发酵,然后将其制成复合肥用于农作物。前者中比较发展相对比较成熟的方法是中温厌氧消化处理,虽然采用这种方法对污泥进行处理后制成的肥料产气率高,含水量较少,但是制成的化肥中仍含有大量的寄生虫等,因此,这种方法在使用过程中受到了很大的限制。而混合堆肥通过化学反应使污泥和城市垃圾融合在一起,去除污泥中的有害物质,提高污泥的肥力,增加了污泥的稳定性、无害性,有效的实现了污泥的资源化,具有很好的发展前景。 
  随着城镇企业和居民用水量的增加,污水量也大大的增加了,污水处理规模的加大使得污水处理后产生的污泥的量也增加了。我们在对污泥中的有害物质进行处理的时候,还应该注意污泥中氮、磷、钾等植物营养元素的利用。总之,在对污泥进行处理的时候,应坚持环境保护和资源有效利用双重原则,早日实现我国资源节约型、环境友好型社会的建设,全面促进我国社会的可持续发展。
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