□袁 誠
(河北工程大學園林與生態(tài)工程學院 河北 邯鄲 056038)
城鎮(zhèn)污泥是指城鎮(zhèn)生活廢水、工業(yè)廢水處理過程當中產(chǎn)生的絮狀體。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴大,城鎮(zhèn)人口規(guī)模持續(xù)增加,工業(yè)發(fā)展也越來越快,城鎮(zhèn)污泥的排放也越來越多。傳統(tǒng)處理城鎮(zhèn)污泥的方法會造成二次污染,因為城鎮(zhèn)污泥中含有大量的重金屬離子,如果處理不當,甚至有可能會污染地下水,給人們的健康帶來不利影響[1]。
城鎮(zhèn)污泥中含有大量營養(yǎng)物質(zhì),加以利用,可以變廢為寶,成為重要的資源?,F(xiàn)在污泥資源化處理的比例非常小,許多城鎮(zhèn)采用傳統(tǒng)的填埋、焚燒等方法,不僅造成環(huán)境污染,也浪費了資源。因此改變處理城鎮(zhèn)污泥的方式,因地制宜,提高城鎮(zhèn)污泥利用的科技含量迫在眉睫。
目前城鎮(zhèn)污泥快速增長不僅是中國的問題,更是全世界所關注的問題,作為城鎮(zhèn)化、工業(yè)化不可避免的副產(chǎn)品,城鎮(zhèn)污泥帶來了一系列的環(huán)境問題。城鎮(zhèn)污泥難以利用,在于其復雜性及數(shù)量較大,難以找到合理的方式或者地方進行處理[2]。
首先,城鎮(zhèn)污泥具有數(shù)量大、增長快的特點。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展,人們生活及工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的城鎮(zhèn)污泥日益增加,再加上城鎮(zhèn)污泥主要是在處理城鎮(zhèn)污水時所產(chǎn)生的沉淀,隨著綠色發(fā)展觀的深入貫徹實施,各地開始注重城鎮(zhèn)污水排水,修建了一批污水處理廠,其在處理污水的同時,客觀上增加了城鎮(zhèn)污泥的產(chǎn)生。因此,城鎮(zhèn)污泥總量非常大,有可能將繼續(xù)大幅度增長。
其次,城鎮(zhèn)污泥含有多種污染物質(zhì)。城鎮(zhèn)污泥是人們生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的廢料,大多數(shù)是從城鎮(zhèn)污水中沉淀下來的,所以含有各種污染。工業(yè)產(chǎn)生的城鎮(zhèn)污泥,重金屬含量嚴重超標,并且由于各地的工業(yè)類型不同,重金屬的種類也不盡相同,給城鎮(zhèn)污泥統(tǒng)一處理帶來了不便[3]。
再次,城鎮(zhèn)污泥中病原體非常多。城鎮(zhèn)污泥所處的環(huán)境非常差,攜帶著非常多的病菌,導致城鎮(zhèn)污泥的資源化利用難以展開。但同時這又是必須進行的一環(huán),如果放任城鎮(zhèn)污泥進一步發(fā)展或者堆積,會導致二次污染,影響生態(tài)環(huán)境和人們的健康。
從20 世紀60 年代開始,很多地方開始對垃圾進行填埋。隨著時代的發(fā)展,填埋技術也發(fā)展得越來越完善,填埋分為混合填埋和單獨填埋。填埋方式在我國的污泥處理中占據(jù)重要的位置,曾經(jīng)一度是我國污泥處理的主要方式。
隨著社會發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)對城鎮(zhèn)污泥進行填埋會導致許多問題,首先是容易造成二次污染,因為污泥填埋過程中,如果對污泥處理不當,就會造成土壤和地下水被污染,影響人們的健康。其次就是填埋需要大量土地資源,而我國現(xiàn)在用地緊張,將大量的土地用于垃圾填埋無疑是一種巨大的浪費。所以填埋的方式目前已經(jīng)不再適合處理城鎮(zhèn)污泥[4]。
污泥焚燒是一種常用、傳統(tǒng)的處理方式。在有氧高溫的情況下處理污泥,通過焚燒處理,使城鎮(zhèn)污泥變成碳質(zhì)殘渣,處理速度比較快,不需要大量土地資源。在焚燒過程中產(chǎn)生的熱能可以供暖,在一定程度上實現(xiàn)了城鎮(zhèn)污泥處理資源化。但是,利用焚燒方式處理污泥也存在一些問題,首先是二次污染嚴重,污泥焚燒會產(chǎn)生有害氣體,導致大氣污染等二次污染。城鎮(zhèn)污泥焚燒需要專門的儀器設備,費用比較高,并不適合大規(guī)模使用[5]。
現(xiàn)有的城鎮(zhèn)污泥處理方式或多或少都容易造成二次污染,而且一旦出現(xiàn)問題,處理的代價十分高昂。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展,城鎮(zhèn)污泥產(chǎn)量越來越大,并不適合繼續(xù)使用傳統(tǒng)的處理方式。傳統(tǒng)處理方式對城鎮(zhèn)污泥的利用有限,導致污泥資源無法得到最大化的利用,不利于可持續(xù)發(fā)展。因此,完善污泥處理方法是目前急需解決的問題。對污泥進行資源化利用,因地制宜,變廢為寶,是促進社會綠色發(fā)展的必要要求,也是經(jīng)濟社會良性發(fā)展的前提條件[6]。
城鎮(zhèn)污泥可以作為一種肥料。城鎮(zhèn)污泥含有大量營養(yǎng)物質(zhì),如果能夠?qū)⑦@些物質(zhì)利用起來,將是非常好的肥料,能夠有效提高土壤肥力。通過處理,去除城鎮(zhèn)污泥中的有害物質(zhì),剩下的污泥富含多種營養(yǎng)物質(zhì),可以將其作為肥料,從而增加糧食產(chǎn)量。已有研究證明,以處理后的污泥作為肥料,能夠有效滿足植株生長需要,也不會造成二次污染。
污泥可以制作沼氣。利用污泥制造沼氣的技術已經(jīng)比較完善,這是將污泥資源化的重要途徑之一。沼氣是人們現(xiàn)在利用的主要能源之一,將污泥置于特定的反應器中,可以將污泥制成沼氣。目前,這種方式發(fā)展較好,能夠充分利用污泥資源。
城鎮(zhèn)污泥可以作為制磚的原料。城鎮(zhèn)污泥的成分和許多建材相同,可以作為建材生產(chǎn)的原料。城鎮(zhèn)污泥中含有大量污染物質(zhì),需要采取專門的方式處理污染物質(zhì)及有害物質(zhì),處理后的城鎮(zhèn)污泥就可以作為建材的原材料。將城鎮(zhèn)污泥和其他外加劑一起燒制,就能夠生產(chǎn)出建材用磚。通過這樣的方式可以將污泥的殘渣完全利用,是對城鎮(zhèn)污泥資源有效化利用的重要方式。但是由于制磚的特殊性,在制磚過程中是否還會產(chǎn)生二次污染,仍需進一步探索。
城鎮(zhèn)污泥的組成和水泥非常相似,可以將城鎮(zhèn)污泥與石灰石一起經(jīng)過粉碎處理制成水泥。城鎮(zhèn)污泥當中含有大量鋁、鐵等成分,這本來就是水泥制作所需要的原料,經(jīng)過焚燒處理的城鎮(zhèn)污泥代替原本的水泥生產(chǎn)原料,可以提高資源的利用效率。將城鎮(zhèn)污泥制作成生態(tài)水泥的技術,已經(jīng)發(fā)展得相對完善,可以剔除城鎮(zhèn)污泥中的有害物質(zhì),變廢為寶,符合國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
城鎮(zhèn)污泥還可以做陶粒。陶粒是一種人造輕質(zhì)粗集料,可以當作路基、混凝土或花卉覆蓋材料,是非常有發(fā)展前景的一種新型建材。而城鎮(zhèn)污泥經(jīng)過一系列的處理,可以當作制成陶粒的材料,從而提高對城鎮(zhèn)污泥的利用率,做到資源合理配置[7-8]。
城鎮(zhèn)污泥可以制作成黏結(jié)劑。城鎮(zhèn)污泥含有大量有機物質(zhì),黏結(jié)性高,能夠制作黏結(jié)劑。已有大量研究證明,在高溫中處理污泥可以有效防止二次污染。用城鎮(zhèn)污泥來制作黏結(jié)劑不僅不會造成二次污染,而且可以促進資源二次利用。
城鎮(zhèn)污泥可以制作吸附劑。城鎮(zhèn)污泥具有和活性炭相似的功能特點,但其價格遠遠低于活性炭。城鎮(zhèn)污泥當中含有大量碳元素,可以用來當作活性炭的原料,人們可以將含碳量比較高的城鎮(zhèn)污泥進行高溫處理,然后用來制作成碳吸附劑。用城鎮(zhèn)污泥制作而成的碳吸附劑和活性炭的性能基本一致,具有非常好的經(jīng)濟效益,同時促進了資源的可持續(xù)發(fā)展。
城鎮(zhèn)污泥可以低溫熱解制油,是指將城鎮(zhèn)污泥加熱到特定的溫度,將城鎮(zhèn)污泥分解成油、不凝性氣體和碳。這是一種非常先進的技術,可以切實地變廢為寶,把城鎮(zhèn)污泥變?yōu)楫斍叭找嫦∪钡哪茉?。通過這種方式,不但防止了城鎮(zhèn)污泥造成的污染,也緩解了能源緊張。但是目前的熱解法仍然處于起步階段,有很多功能方法還不完善,要想進一步擴大應用,需要繼續(xù)深入研究。城鎮(zhèn)污泥可以制作燃料,因為城鎮(zhèn)污泥當中含有大量有機物質(zhì),熱值非常高。將污泥和煤粉以及其他添加劑合成在一起,可以制作成煤。因為污泥既可以做成黏合劑,又可以作為煤本身的原材料,大大提高了資源利用的效率。
城鎮(zhèn)污泥是經(jīng)濟社會發(fā)展不可避免會產(chǎn)生的污染,隨著城鎮(zhèn)發(fā)展,城鎮(zhèn)污泥越來越多,傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)污泥治理方法不僅會造成資源浪費,還會對環(huán)境造成二次污染,危害人們的身體健康。因此,亟需尋找合理的方法對城鎮(zhèn)污泥進行處理,變廢為寶,促進城鎮(zhèn)污泥資源化。由于不同地區(qū)的城鎮(zhèn)污泥有不同特點,要根據(jù)實際情況采取不同的方法。城鎮(zhèn)污泥中含有大量營養(yǎng)物質(zhì)或重金屬元素,可以根據(jù)城鎮(zhèn)污泥的類型進行合理使用,達到資源的最大化利用。同時,在使用過程中要注意防止污染物質(zhì)泄露。我國目前對城鎮(zhèn)污泥的利用仍處于起步階段,需要相關專家學者對其進行進一步探討,以提升城鎮(zhèn)污泥資源化效率,促進社會可持續(xù)發(fā)展。