本文分析了我國污泥處理處置技術應用現狀及各相關技術的優缺點。在此基礎上指出了,我國的污泥處理處置必須基于污泥的特性,從政策、技術集成,裝備制造,投資模式等方面的創新,實現污泥的穩定化、無害化處置。
一、前言
污泥的處理處置一直都是環境熱點問題,引發頻繁的媒體報道且受到越來越多的關注。我國污水廠規模大,污泥產量大且集中。隨著人口的增長和污水處理能力的提升,市政污泥的日產量已超過10萬t/d。我國污泥的處理處置率低,污水廠具備濃縮、脫水等通用技術環節,但對污泥穩定化、無害化的重視不足,80%以上的污泥處理不當。此外,缺乏對全國污水廠污泥泥量、泥質的統計和分析,約15%的污水處理廠根本不提交污泥處理處置的相關數據。這也從另一個方面暴露了中國絕大部分的污泥未得到合理處置。
與國外污泥特性不同(有機質含量60-75%),我國污泥具有高含砂/低有機質的特點。有機質含量一般為30-60%,砂粒徑分布比較小,粒度小于200μm的顆粒在90%以上。我國污泥中的重金屬等污染物含量也比較高,部分處置后污泥有害物質超標,產物出路難尋。針對我國的污泥特性,開展適用性研究,加快關鍵共性技術攻關,促進成套裝備及全產業鏈的優化集成應用,具有現實意義。
二、我國污泥處理處置技術應用現狀
污泥處理主要包括脫水及穩定化過程見圖1。由圖1可知,絕大多數污水處理廠的污泥處理處置工藝都采用了濃縮—混凝—機械脫水。此外,污泥堆肥,污泥消化和干化也有一定程度的應用。厭氧消化的主要優點為可以實現能量回收,且污泥性狀穩定,在發達國家應用較多,但是該技術在中國的污水處理廠的應用不到3%。現場調查顯示,近2/3的厭氧消化設施不能正常工作。究其原因,主要是因為因污水處理不充分導致的污泥中無機物含量太高,缺乏資金,管理不善,擔心火災隱患等等。污泥堆肥是另一個有發展前景的處理技術,因為它能產生寶貴的肥料。然而,農業部對污泥農用的潛在健康風險一直特別關注。此外,相應的法律也嚴重制約了污泥肥料的應用。
圖1污水處理廠污泥處理處置工藝
大多數城市污水處理廠污泥處理的不合格大多不利于污泥的最終處置。污泥處置的費用很高,若處理不當,將對環境造成污染。目前,衛生填埋仍是我國主要的處理方式。污泥焚燒和土地利用也有一定應用。
三、污泥處理處置技術比較分析
1.脫水
污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個重要的環節,其目的是使固體富集,減少污泥體積,為污泥的最終處置創造條件。為使污泥液相和固相分離,必須克服它們之間的結合力,所以污泥脫水所遇到的主要問題是能量問題。針對結合力的不同形式,有目的采用不同的外界措施可以取得不同的脫水效果。目前常用的污泥脫水設備主要有真空過濾機、帶式壓濾機、離心脫水機、板框壓濾機和回轉脫水機等。對于污泥脫水形式選擇的條件,主要根據污泥的理化性質、進泥含水率、脫水后泥餅含水率、占地、一次性投資和運行費用等,進行綜合比較考慮確定。
為便于污泥進一步處理處置,我國有關部門要求將城市污水處理廠產生的污泥的含水率控制在60%以內。然而,目前尚缺少能耗較低、添加劑用量少、產能大且能對污泥連續進行處理的深度脫水設備。當前市場上出現的板框式深度脫水處理機在脫水方面能滿足相關的要求,但其壓榨時間較長(一個循環周期時間約3h45min)、不能連續出料、單臺設備處理能力小、設備使用壽命較短、技術有待完善等缺點限制了其進一步的推廣使用。
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