张翔
上海中耀环保设备工程有限公司 上海杨浦区 200082
摘要:面对全球气候变化以及能源短缺等问题,各国都在大力发展科技,城市污水中污泥的处理方式资源化回收利用成为了未来的重要发展方向。但与污水提标改造、污水消毒、四类水、再生水等显有成效相比起来,污泥处理问题还没有得到足够的重视和投入,我国水环境的环境容量差,污泥总量大,污泥泥质较差,污泥问题又十分严峻,为保护我国的水环境,污泥处理问题将成为重中之重。本文分析了现有的污泥问题,并对污泥治理方法、污泥治理未来方向进行了分析,以期城市污水中污泥的处理得到可持续性发展。
关键词:城市污水;污泥处理;可持续性分析
引言:污泥的处理和再利用是当今城市污水处理中面临的重要问题,随着生产力的不断发展和科学技术的创新提高,城市污水处理厂的数量迅速增多,随之而来的污泥处理问题也日益严峻。但人们对环境质量的要求也愈来愈高,逐渐意识到了污泥即污水处理厂处理污水的过程中产生的二次污染物,如果处理不好,将会对人体健康和生活质量带来极大的威胁。目前城市污水处理中污泥的处理处置问题受到人才、设备、技术、资金投入等因素的影响,治理效果仍未达到既定目标,进而采取了一系列的措施和方法探究来处理污泥问题。
一、现阶段主要的污泥问题
1.污水治理方向“重水轻泥”
我国的污水处理厂数量众多,污水处理能力好,但污泥产量大,污泥处理处置投资仅占总投资的百分之三十,而污泥处理的运行费用却占总运行费用的百分之五十以上,投入少,运行费用大,处理效率低。在我国处理城市污水的设备中,可以对污泥进行有效稳定处理的设备不足整体的四分之一,处理技术和设备的完善更是不足十分之一,对于污泥处理这样一个投资大、技术要求高且回报低、利润不稳定的产业,国内很少有营利性企业愿意涉足,他们的污水治理方向在于污水的处理,对于污泥的处理却是能省则躲。
2.污泥治理政策复杂,难以实施
关于污泥处理,我国颁布了多项标准,如《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》、《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》、《城镇污水处理厂污泥处置稳定标准》等。由此可见,污泥的处理处置标准复杂繁多,但与实际需求相比,污泥处理处置应该在什么水平?哪种标准才是根本的要求?相较而言污泥处理处置标准的粗放,造成了污泥处理落地实施的困难大、差距大,可行性较差。
3.污泥处理难度大
污水处理厂在处理污水的过程中产生的含水率不同的固态或半固态物质就是污泥,随着污水处理厂越来越多,本就无可避免的污泥产量更大了。污泥产生于污水处理的各个过程,主要产生于初次沉淀池、二次沉淀池等环节。污泥中包含了重金属和持久性有机污染物等有毒有害的物质,此外,污泥中还包含了大量的细菌、粪大肠菌和各种寄生虫虫卵。我国的污泥中有机质的含量更少,因而处理处置的难度更大。
二、污泥治理方法环境分析
目前的污泥处理处置方式主要是土地利用、填埋、焚烧、和建材利用。尽管这些污泥的处理处置方式有很多好处,但同时也有很多不可忽略的弊端。将污泥直接在盐碱地、沙化地等处进行土地利用的话,很有可能会使污泥中存在的大量病菌、寄生虫虫卵和重金属等难以降解的物质直接侵入土壤,造成土壤污染;污泥的填埋处理需要大量的场地,同时还需要做防渗处理,对污泥脱水和填埋场的防渗层具有较高的要求;焚烧的效果不稳定,有可能还需要借助燃料来提高焚烧质量,这进一步加大了污泥处理处置的成本,而且焚烧残渣中含有的有害物质,仍需要进行再处理,处理费用高,此外,焚烧时极有可能出现二噁英,造成环境污染;建材利用方面对污泥的预处理有更为严格的要求,还需要考虑污泥制砖的销售渠道等多方面的问题。
三、污泥治理的未来方向
《水十条》中对污泥的处理处置提出了相应的要求:污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化和资源化处理处置。污泥的减量化、无害化、资源化成为了未来污泥治理的主要发展方向。
1.厌氧消化技术
污泥厌氧消化是污泥处理技术,是较经济的污泥减量化稳定化资源化技术,与末端污泥焚烧是互补关系。运用高级厌氧消化技术及装备,例如:热水解、高含固、协同和沼液厌氧案氧化等关键技术对污泥进行资源化、减量化、稳定化和无害化的利用。污泥厌氧消化产生的沼气生产热水和蒸汽作为该项目污泥干化的热源,实现了资源的有效利用。协同消化优势的机理是平衡对于厌氧消化比较重要的物料参数,如常量微量元素、营养物质、C/N、pH、可降解有机质比例、抑制性物质、甲烷含量的调控、传质影响机理等。将污泥放进协同消化处理厂进行处理,见后期转变为沼气、氢、有机酸、PHA和有机肥。
2.好氧发酵技术
在有氧环境下,通过微生物的发酵作用,将污泥转变为肥料,将污泥中的有机料代谢为二氧化碳、水和热。污泥好氧发酵工程使得污泥的占地面积大幅度减小,重金属的超额比例较小,污染风险小,因此《城镇污水处理厂污泥处理处理技术指南中》所提出的“好氧发酵+土地利用”也被列为推荐技术路线,未来将致力于发展和完善污泥高效好氧发酵及成套设备。相比起厌氧消化技术和焚烧技术而言,好氧发酵技术吨泥投资最低。
3.干化-焚烧技术
干化焚烧工艺的设备投资较大,焚烧产生的延期污染较为严重,但干化焚烧与堆肥工艺的能源消耗和碳排放量相类似,未来应持续发展高效低耗干化系统及装备,例如:圆盘、桨叶干化;污泥脱水干化一体化技术及装备,例如:雾化干燥-回转式焚烧炉一体化技术装备;深度脱水技术及装备,例如:低温真空脱水干化、高压隔膜板框、一体可变压滤等、流化床焚烧技术与装备;水泥窑干化焚烧协同处置技术与装备和污泥热解系统及技术。
四、污泥的资源化利用
从污泥中进行能源和营养物质的回收,并从中制备出甲烷、氢、PHA、氮肥、磷肥、微生物燃料电池和生物柴油等。通过热解和水热制生物碳土,提取蛋白质。从污泥中提取金、铜等金属。除此之外还可以对污泥进行材料转化,污泥富含C,Si和有机物,通过物理、化学活化或热解等可制成多孔吸附材料制备成吸附材料;污泥中的金属,SiO2和有机固体使之具备制成金属掺杂的多孔催化材料的优势,可以利用这个优势通过易操作的物理化学方法制备催化材料;污泥经过热解碳化后能得到具有N,S,Fe共掺杂的活性碳材料,该碳材料具有优越的储能和电化学性能可以制成储能材料。
结语:
我国城市污水的排放量大,近年来城市中的污水处理厂也越来越多,城市污水的治理已经显有成效,但污泥的治理处理处置问题却日益严重,重视污泥问题,进行科技创新和设备完善,探索污泥治理方法,大力发展厌氧消化技术、好氧发酵技术和干化-焚烧技术等,投入更多的人力、物力和财力到城市污水处理的污泥问题上,加大污泥的治理力度,让城市污水处理中污泥处理在未来成为可持续性发展的问题。这样既可以缓解我国能源短缺的局面,又能减少对环境可能造成的污染问题。
参考文献:
[1]孙艳.城市污水处理中污泥处理的可持续性研究[J].资源节约与环保,2020(09):109-1
[2]杨锡駪.城市污水处理中污泥处理的可持续性分析[J].绿色环保建材,2018(06):66.10.
[3]柳峰.城市污水处理中污泥处理的可持续性分析[J].科学技术创新,2017(30):41-42.
[4]张雪莲,魏阿姝.城市污水处理中污泥处理的可持续性分析[J].黑龙江科技信息,2017(14):12.
姓名-张翔(出生年月-1994年8月18日),性别-男(民族,汉族),籍贯-安徽省芜湖市无为县云谷小区,单位-上海中耀环保设备工程有限公司,职位-采购工程师,职称-初级工程师,学位-环境工程本科,研究方向-环保