陳 杰
河北億龍建筑工程有限公司(050000)
目前,國內(nèi)外污泥最終處置方式主要有綜合利用、填埋、投海。
1.1.1農(nóng)田林地利用
污泥脫水后堆肥農(nóng)用是目前國內(nèi)一些污水處理廠正在進行研究和開發(fā)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(zhì))。我國城市污水處理廠的污泥農(nóng)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(zhì),目前對重金屬污染研究較多。因此,在作農(nóng)田林地利用前,應(yīng)進行堆肥處理以殺死病菌及寄生蟲卵,同時還應(yīng)去除這些有害物質(zhì)。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(jīng)濟效益相平衡,化肥的普遍應(yīng)用造成銷售市場難以開發(fā)等,這些使得此種處置方式尚未得到普遍的推廣。
1.1.2污泥焚燒產(chǎn)物利用
污泥焚燒可以從廢氣中獲得剩余能量,用來發(fā)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(yè)和生活鍋爐,燃燒穩(wěn)定,熱工測試和環(huán)保測試良好,是污泥有效利用的一種理想途徑。
1.1.3低溫?zé)峤庵迫】扇嘉?/p>
污泥熱化學(xué)處理因其無害化和減量化徹底,地位已逐漸增強。污泥低溫?zé)峤馐且环N發(fā)展中的能量回收型污泥熱化學(xué)處理技術(shù)。它在催化劑作用下無氧加熱干燥污泥至一定溫度(<500℃),由干餾和熱分解作用使污泥轉(zhuǎn)化為油、反應(yīng)水、不凝性氣體和炭等可燃產(chǎn)物,最大轉(zhuǎn)化率取決于污泥組成和催化劑的種類,正常產(chǎn)率為 200~300 L(油)/t(干泥),其性質(zhì)與柴油相似。
1.1.4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(yīng)對污泥的成分作適當(dāng)調(diào)整,使其成分與制磚黏土的化學(xué)成分相當(dāng)。當(dāng)污泥與黏土按重量比1:10配料時,污泥磚可達普通紅磚的強度。
污泥填埋有填地與填海造地兩種。
污泥消化后經(jīng)脫水再進行填埋是目前國內(nèi)許多大型污水處理廠中常采取的方式,經(jīng)過消化后的污泥有機物含量減少,性能穩(wěn)定,總體積減少,脫水后作填埋處置是一種比較經(jīng)濟的處理方式。
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(yīng)設(shè)圍欄,并采取相應(yīng)的防蚊蠅、防鼠措施,未經(jīng)干燥焚燒處理的污泥,宜小規(guī)模分層填埋,生污泥泥層厚度應(yīng)小于0.5 m,消化污泥泥層厚度應(yīng)不大于3 m,泥層上面鋪砂土層為0.5 m,彼此交替進行填埋,并設(shè)置通氣裝置,污泥焚燒灰渣填埋時,可不分層填埋。
污泥填海造地,應(yīng)遵守下列要求:①必須設(shè)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(yīng)符合填海造地標(biāo)準(zhǔn)。
沿海地區(qū),尤其是有大江、大河入??诟浇?,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(jīng)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(jīng)濟。在污泥投海工程實施前,必須搞好投海區(qū)的選擇(離海岸10 km以外,水深25 m左右),以保證海水的稀釋與自凈作用。
污泥利用需符合嚴格的環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),不能造成新的環(huán)境危害。污泥利用的環(huán)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(fēng)險。故采用堆肥方案時需加強對堆肥質(zhì)量、場所和施用場地的管理。
2.2.1農(nóng)田林地利用
土地利用是一種積極的、生產(chǎn)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(tài)條垛工藝,成本最低,但其生產(chǎn)周期長、占用土地多且對周圍環(huán)境的影響比較嚴重;若采用發(fā)酵倉,其設(shè)備投資和運行費用將增加,而且若要制成復(fù)合肥還需烘干造粒設(shè)備,這樣其成本優(yōu)勢就大大削弱了。
2.2.2污泥焚燒產(chǎn)物利用
污泥焚燒效果好,焚燒產(chǎn)物既可用作新的產(chǎn)品原料,又可回收熱能。國外已有較成熟經(jīng)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(yīng)從降低成本,減少二次污染角度著手,生產(chǎn)新設(shè)備。
2.2.3低溫?zé)峤庵迫】扇嘉?/p>
污泥低溫?zé)峤庑Ч嗪茫勰嗫赏ㄟ^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(chǎn)品,具有工業(yè)化利用前景,且能量回收率高,經(jīng)濟性優(yōu)于焚燒處理,是大有前途的處理方法。在熱解機理和動力學(xué)研究方面,還有很多工作需進一步探討。在工藝和設(shè)備的改進方面有待新的突破。
2.2.4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(huán)利用,變廢為寶。
2.3其他因素
污泥處理設(shè)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(jié)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(huán)境問題,所以選址會對方案選擇產(chǎn)生決定性影響。
從長遠看,對于我們這樣一個農(nóng)業(yè)大國,應(yīng)將污泥制成污泥復(fù)合肥料或污泥生物復(fù)合肥料,將農(nóng)田林地利用作為主要的有效利用途徑。同時,也要發(fā)展研究其他的資源化途徑,如直接或間接作為燃料、熱分解制油等。污泥焚燒作為最徹底的處理方式,在國外,特別是西歐和日本已得到了廣泛的應(yīng)用,歐洲將來有30%的污泥土地利用和70%熱能利用。在國內(nèi),由于其一次性投資和處理成本大,焚燒煙氣需進一步處理等問題而一直未得到應(yīng)用。隨著國內(nèi)大型城市污水處理廠建設(shè)的進一步加快,污泥處置已成為突出的問題。