“重水輕泥”現(xiàn)象已成困局 污泥資源化處理亟待破題
更新時(shí)間:2015-07-30 08:56
來源:中國科學(xué)報(bào)
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污泥是什么?它是污水處理廠對(duì)污水處理時(shí)產(chǎn)生的沉淀物及污水表面的浮沫,其成分復(fù)雜,且含大量微生物、病原體、重金屬以及有機(jī)污染物等,如果處理不當(dāng)將會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染。關(guān)于如何處置污泥已成為世界各國關(guān)注的重點(diǎn)。而目前污泥的處理處置手段主要是焚燒、填埋、排海以及土地利用等,但因?yàn)槲勰啾旧砗矢摺⒐こ绦再|(zhì)差又含多種污染物特點(diǎn),上述的處理辦法受到了不同程度的限制。
處置表現(xiàn)多不合格
治水不治泥,等于白治理。
這么多年,污水處理設(shè)施建設(shè)取得巨大成就,但相伴隨的一個(gè)問題是,污水處理的副產(chǎn)品——污泥去哪兒了?
日前舉行的“2015污泥高峰論壇”上,住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部城建司水務(wù)處處長(zhǎng)曹燕進(jìn)表示,根據(jù)住建部2015年年初調(diào)查,目前中國各地城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥無害化處置率約為56%。余下的污泥中,約三分之一采用“臨時(shí)手段”處置,此外還有百分之十幾的污泥不明去向。
目前在行業(yè)內(nèi),“重水輕泥”現(xiàn)象依然嚴(yán)重,對(duì)污泥的去向的追問大多止于“污泥外運(yùn)”,實(shí)際上大量污泥沒有得到穩(wěn)定化處理處置。土地填埋、露天堆放和外運(yùn)的污泥絕大部分屬于隨意棄置。據(jù)住建部統(tǒng)計(jì),截至2014年底,近60%的省市污泥處置項(xiàng)目進(jìn)度未能與規(guī)劃要求同步,差距較大。
無害化是污泥處理處置前提
城市污泥必須在穩(wěn)定和無害的條件下,才能進(jìn)一步考慮其資源化利用問題
“水十條”規(guī)定,禁止處理處置不達(dá)標(biāo)的污泥進(jìn)入耕地。主要疑慮包括病原菌傳播、化學(xué)物質(zhì)、燒苗、病蟲害、雜草控制和惡臭。污泥堆肥過去是經(jīng)濟(jì)的資源利用方式,通過微生物的發(fā)酵作用,將有機(jī)廢棄物中的有機(jī)物分解、腐熟轉(zhuǎn)變?yōu)榉柿稀T诎l(fā)酵過程中,可被生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為相對(duì)穩(wěn)定的腐殖質(zhì)物質(zhì)。
有業(yè)內(nèi)人士表示,隨著環(huán)境污染的加劇和重金屬的沉積,城市污泥直接堆肥顯然是不可取的。在目前條件下,城市污泥必須在無害化處理或者確保環(huán)境安全前提下,即在穩(wěn)定和無害的條件下,才能進(jìn)一步考慮其資源化利用問題。城市污泥的處理處置可以追求資源化和經(jīng)濟(jì)效益,但要以無害化為首要目的。
同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)戴曉虎認(rèn)為,污水中約30%~50%的COD轉(zhuǎn)入到了污泥中,轉(zhuǎn)入污泥的氮約30%~45%,磷約90%。如果污泥不及時(shí)進(jìn)行處理處置,從節(jié)能減排的角度上,污水處理設(shè)施只做了一半或者2/3的工作,所以污泥處理處置是污水處理或節(jié)能減排當(dāng)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
污泥常規(guī)處理方式
目前,我國常規(guī)污泥處理的方法主要有:衛(wèi)生填埋、外運(yùn)棄置、焚燒、污泥堆肥和熱干化等多種處理技術(shù)。
污泥的土地利用
污泥的土地利用形式主要有:污泥農(nóng)用、污泥用于森林與園藝、廢棄礦場(chǎng)等場(chǎng)地的改良等。污泥的土地利用是一種資源化的、變廢為寶、化害為利的處置方式。在美國,約有45%的污泥采用土地利用的方式進(jìn)行處置。
污泥堆肥
堆肥是利用污泥的微生物進(jìn)行發(fā)酵的過程。在污泥中加入一定比例的秸稈、稻草、木屑或生活垃圾等膨松劑和調(diào)理劑,利用微生物群落在潮濕環(huán)境下對(duì)多種有機(jī)物進(jìn)行氧化分解并轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)。經(jīng)過堆肥的污泥質(zhì)地疏松,容量減小,使污泥的肥效提高并易于被農(nóng)作物吸收,含有多種植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑,這樣即可充分利用污泥又可將污泥作最終處置。
污泥的熱干化
熱干化是利用熱能將污泥烘干,它的高溫滅菌作用能殺死病原菌和寄生蟲卵,使污泥快速干燥,避免了臭味對(duì)周邊環(huán)境的影響。熱干化后的污泥減容特別明顯,體積可縮減75~80%,制成的高效顆粒肥,便于儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。由于采用熱干化技術(shù),污泥性能得到了改善,可完全達(dá)到衛(wèi)生學(xué)指標(biāo),可作為替代能源,也可作土地利用。
污泥資源化、能源化新技術(shù)
新型污泥處理技術(shù)主要有厭氧消化法、熱液處理法、超臨界水氧化法、濕式氧化法、熱解法、氣化法、微波輻射法等。
目前,厭氧消化是最流行的污泥穩(wěn)定技術(shù)。污泥厭氧消化是一個(gè)多階段的復(fù)雜過程,完成整個(gè)消化過程,需要經(jīng)過三個(gè)階段,即水解酸化階段,乙酸化階段,甲烷化階段。上述在轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生生物氣,用于產(chǎn)熱和發(fā)電等。但其有一個(gè)較大的缺點(diǎn),即產(chǎn)氣效率較低。熱液處理法、超臨界水氧化法、濕式氧化法、熱解法、氣化法則需要高溫、高壓條件,耗能大且硬件設(shè)施要求較高,投資成本高,應(yīng)用并不廣泛。而微波輻射法則是最近新興的技術(shù)。
微波輻射加熱與傳統(tǒng)加熱法比較可知,微波輻射加熱使污泥高效加熱、水解,脫水性能和厭氧消化性能得到改善。此外,微波處理技術(shù)不需要投加任何化學(xué)藥劑,不會(huì)向污泥中帶入新的污染或?qū)ξ⑸镉卸镜奈镔|(zhì),使后續(xù)處理效率更高;直接利用微波在隔絕空氣條件下熱解污泥,獲取氣態(tài)、液態(tài)燃料產(chǎn)品;利用微波的高效加熱作用,可破解污泥胞外物質(zhì)和細(xì)胞壁,改善污泥可生化性能,促進(jìn)污泥厭氧消化。
盡管污泥處理處置行業(yè)目前的確存在不少問題,但毋庸置疑的是,城市污泥的資源化利用前景十分廣闊。2015年4月16日出臺(tái)的“水十條”明確提出進(jìn)一步推進(jìn)城市污泥處理處置,現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底前基本完成達(dá)標(biāo)改造,地級(jí)及以上城市污泥無害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達(dá)到90%以上。
針對(duì)污泥處理處置行業(yè)下一步的發(fā)展策略,曹燕進(jìn)建議:一方面要繼續(xù)堅(jiān)持無害化處理和資源化利用并舉;另一方面,要多與其他行業(yè)進(jìn)行互動(dòng),走跨行業(yè)融合發(fā)展之路。
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