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城市汙水處理厂的污泥处置技术

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发表时间:2020-09-08 10:59作者:友健科技來源:深圳環保公司網址:/

近年来,随着社会发展形态的转变,我国城市化发展进程不断加快,社会总体生产力逐年提升。与此同时,在城市发展过程中所产生和處理的污泥总量也在持续提升。而在我国多数城市汙水處理厂运行和污泥处置过程中,普遍存在污泥處理效率低下、处置经济成本过高以及污泥利用率不足等问题,这也是当前城市汙水處理行业所面临的主要发展瓶颈之一。因此,本文对各项有效城市汙水處理廠的汙泥處置技術進行分析,探討問題的技術解決途徑。



一、我国城市汙水處理厂污泥处置工作现状


近年来,我国政府提出构建可持续发展、发展低碳经济战略号召,强调对城市污水及污泥加以再生利用,挖掘潜在应用价值。目前来看,我国多数城市汙水處理厂在运行过程中,对于所产生的污泥仍采取传统处置方法,如集中堆积、填埋等,没有对污泥开展有效處理作业,导致多数污泥中含有大量重金属元素以及各类有毒物质,对周边生态环境造成二次污染。


二、我國城市汙泥處置工作的未來發展趨勢


污泥利用率过低、生态环境遭受二次破坏的根本原因在于,当前我国汙水處理与污泥处置工作理念较为僵化,与社会发展形态相脱节。因此面对这样的现状,我们应向西方发达国家城市污泥处置工作体系与理念加以充分借鉴,并汲取工作经验。


爲直觀闡述這一問題,本文以英國、美國、西班牙三國城市汙泥處置工作開展現狀爲例:英國選擇將多數汙泥進行處理後作爲肥料用于農業生産。而針對處理經濟成本過高的汙泥,則選擇將其進行排海處理,僅選擇將極少部分汙泥直接填埋;西班牙主要選擇將汙泥經過簡單處理後用于土地利用以及排海處置;美國由于幅員遼闊,中部區域處于大陸腹地、汙泥遠距離運輸成本較爲高昂。因此主要選擇將經過處理後的汙泥用于土地利用與直接焚燒,臨海區域則選擇將汙泥進行排海處理(排海處理所占比重爲20%)。根據對比分析可知,不同國家根據自身實際國情不同,所制定城市汙泥處置方案也有所不同。因此根據我國實際國情,則需要將所需處理城市汙泥以土地利用與排海處理爲主,直接焚燒與土地填埋爲輔。


三、主要城市汙水處理厂污泥处置技术


1.汙泥制肥以及土地利用處置技術


從汙泥處置經濟成本、處置效率與再生利用價值等多方面角度來看,土地利用都是最佳的汙泥處置技術方向,不但不會對生態環境造成二次汙染,還在一定程度上推動了我國有機農業的發展進程。的處置方法是將所需處置的城市汙泥進行分類處理,例如將其分爲單獨堆肥(所需處置城市汙泥單獨堆放)以及混合堆肥(城市汙泥與適當種類的城市生活垃圾共同堆放,抑或是城市汙泥與動物糞便等加以混合堆放)兩種。混合堆放的汙泥在長時間堆積過程中逐漸産生化學反應,最終形成有機肥料。而單獨堆放的城市汙泥則與所添加的各類營養物與化學添加劑産生反應,最終形成有機複合肥料。


爲直觀闡述城市汙泥土地利用處置技術的應用價值,以北京市城市汙泥土地利用實際情況爲例。我國北京市現有農用土地面積總數爲110萬平方公裏,沒有得到有效利用與開發的荒地面積總數爲21萬平方公裏,占總體農用土地面積的19%。而這類荒地未到充分開發問題的主要成因在于,土壤中所分布各類有機物質的含量過低,無法爲所栽種綠化植物與農作物提供充足生長養分。據相關調查統計數據顯示,北京市每年需要32-34萬噸有機肥料。而通過對城市汙泥制肥以及土地利用處置技術的應用,每年可向北京市提供所需有機肥料的70%。


城市污泥制肥技术是将城市汙水處理厂中所产生和有待處理的生污泥运输至制肥厂区,将其制作为有机肥料后向农地、林地、沙漠化荒地以及园林绿化区域土壤中进行施肥。与生物粪便废料同比而言,由城市污泥制作而成的有机肥料具有保水报肥、营养成分数值高、可适当提高土壤温度等诸多应用优势。


2.城市汙泥建材利用以及幹化焚燒技術


(1)城市汙泥建材利用。隨著施工技術總體體系的不斷優化完善,各類新型綠色建築材料陸續得到廣泛普及應用。城市汙泥作爲部分綠色新型建築材料的主要生産原材料,有效挖掘了城市汙泥的再生利用價值。如城市汙泥是磚材砌塊、水泥添加料、輕質骨粒等施工材料的主要原材料。但在利用城市汙泥制作各類建築材料時,需要提前對城市汙泥開展全面性的金屬浸出以及過濾處理工作,避免所使用城市汙泥中分布過量重金屬離子以及放射性汙染物等。


(2)城市污泥干化焚烧。相较于其他城市垃圾与所處理城市污水而言,城市污泥具有质地轻、热值高等特点,可基于低温干化技术对城市污泥进行预處理(将城市污泥中所分布各类有害物质加以去除),随后将经过處理的城市污泥作为原始燃料进行焚烧发电,且城市污泥在焚烧后会产生一定数量的灰渣,这类灰渣也具有较高再生利用价值(制作水泥等)。而城市污泥干化焚烧的具体工艺流程为,将城市汙水處理厂所产生、有待处置的生污泥运输至干化车间,开展污泥干化预處理,随后将干污泥进行焚烧,所产生热能用于转换电能(也可将其直接进行供热)、回收灰渣。但污泥干化焚烧技术的经济成本较为高昂,因此需要结合实际情况进行选择。


3.城市汙泥填埋技術


技術處置原理與流程爲,對所産生的汙泥進行分類堆集(可將其混合堆積),隨後將城市汙泥運輸至指定區域(或是人工開挖坑地)進行填埋,在填埋區域土壤中營造一個相對較爲穩定的生態環境,用于繁殖微生物,對所填埋汙泥與各類城市生活垃圾開展降解處理。同比其他技術,汙泥直接填埋技術雖然具有極高經濟性,但卻會對生態環境造成二次汙染破壞,且會消耗一定的土地資源。在當前我國社會發展背景下,可選擇將城市汙泥直接填埋技術作爲一項過渡技術,逐漸降低對這一技術的應用力度。


4.汙泥熱解處理技術


這一技術的處置原理爲,基于汙泥中所分布有機物具有的熱不穩定特征,營造無氧環境,將汙泥在該環境下進行加熱處理,汙泥中所分布有機物在高溫無氧環境下出現熱裂解反應,逐漸形成使用價值加高的固體殘渣以及熱解氣。隨後對固體殘渣與熱解氣進行針對性使用即可。這一技術的應用,有力推動了我國城市汙泥處理的減量化、無害化、資源化發展進程。


5.各項城市汙泥處理技術對比


在当前我国城市污泥处置领域,常见处置技术为干化焚烧、土地利用以及卫生填埋技术,不同技术之间的应用优缺点有所不同,需结合城市汙水處理厂实际运行情况、污泥处置需求加以选择。而各项污泥处置技术之间的处置成本与具体区别为:城市污泥干化焚烧以及建材利用的处置经济成本最高,普遍在300-400元/m3,且对處理设备要求较高,需要全面配置烟气處理设备等。但这一技术具有污泥处置效率高、占地面积小、不受到外界环境与气候因素影响、适用范围广等应用优势;土地利用技术的处置经济成本适中(150-250元/m3),但极易受到外界因素影响、工艺流程繁琐、占地面积大;卫生填埋技术的处置经济成本最低(100-200元/m3),但却会对生态环境造成严重二次污染、且对所处置城市污泥的含水量有较高要求,需要对部分含水量过高的城市污泥提前开展脱水處理。


爲積極響應我國政府所提出“減量化、環保化、再生化”城市汙泥處置工作開展號召,需要結合實際情況靈活應用上述各項城市汙水處理廠的汙泥處置技術,堅持近期目標與長遠目標相結合的指導原則,推動汙泥處置技術的多元化發展進程。



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