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合肥市污泥的处置和资源化

作者:刘华明      来源:本站原创     发表时间:2005-09-02     浏览次数:     字号:    

摘要:污泥处置一直是困扰城市污水处理厂运行的主要问题之一,本文通过对合肥市污泥的性质分析,提出农用为主的资源化利用策略,针对合肥的实际条件,建议以堆肥和日光干化作为前处理手段,获得中间体后制作肥料。并对影响污泥资源化进程的非技术因素进行分析,

特别强调污泥处置收费政策等是推动污泥处置工作的根本条件。

关键词:污泥处置  污泥资源化  污泥农用  污泥处置收费

随着我国国民经济的高速发展,污水处理事业日益受到重视,大量污水处理厂的兴建和运行,与之伴生的污泥处置问题也凸现出来,并逐渐成为污水处理设施正常运行的制约因素之一。目前合肥市已建成投运的污水处理厂总处理能力30.6m3/天,日产量为150~200 m3 (以含水率80%计),这些污泥如果处置不当,极易造成二次污染;如何妥善处理处置污泥,保障污水处理设施的平稳运行,实现污泥的减量化、稳定化、无害化乃至资源化,成为急待解决的重要问题。

1.  合肥污泥处置现状及存在的问题

目前,合肥市污泥处置采用的主要方式为浓缩脱水后外运至周边郊县,弃置、填埋,部分人工晾晒。由于人们环保意识的普遍增强,这种粗放式的管理引起了人们的担心和不满,且合肥地处江淮之间,春夏秋三季气候湿润,雨量充沛,污泥易受到雨水冲刷,漫流到地表水体、渗入地下造成二次污染。露天堆放的污泥易产生恶臭,滋生蚊蝇,严重影响了周边环境卫生。污泥人工晾晒尽管可以相对减少二次污染的危险,但受天气和季节影响很大,而且晒干污泥的出路也成问题。

污泥处置工作的滞后已对污水处理厂的运行产生很大影响。污泥的处置技术很多,通常有卫生填埋、焚烧、堆肥、干化和热处理、农业及工业利用等,各种方法都有适用范围和优缺点,一般来说,处置程度越深所需投入也越大。因此,合肥的污泥处置应结合污泥的性质、当地的实际条件、发展情况综合考虑,选择合适的方法或技术组合。

2.  合肥污泥的性质和处置策略的探讨

从污染的控制和预防角度来说,污泥处置首先考虑源头控制,尽量使用新工艺、新技术减少污泥的产生;对于已产生的污泥,优先考虑物料回收、循环利用;对于不能利用的污泥也要有安全可靠的最终处置。

污泥是一种“生物固体”,它的性质是选择污泥处置技术、方法的决定性因素,它决定着处置方法选择的取向,即是利用还是最终处置。下面分别是合肥市某污水处理厂污泥有害成分和污泥农用标准(GB4284-84)的对照(表一),污泥中有机质及氮、磷、钾含量(表二)

污泥的热值(表三)。

表一                                                   单位:mg/kg

测点

Hg

As

Zn

Pb

Cd

Ni

Cr

Cu

污泥样品1

0.264

10.14

1060

68.7

1.48

56.8

193

174

污泥样品2

0.010

7.97

1908

90.0

1.72

65.0

193

350

标准

要求

酸性土壤

5

75

500

300

5

100

600

250

碱中性土壤

15

75

1000

1000

20

200

1000

500

 

表二 污泥中有机质及氮、磷、钾含量(干基)

检验项目

有机质

氮(N

磷(P2O5

钾(K2O

含量(%

38

4.8

2.1

0.8

 

表三 污泥的热值

检验项目

挥发份

灰份

固定碳(C%

发热量(kcal/kg

检验结果

38.74%

55.64%

5.62

1965.1

从上述数据可以看出,污泥中的重金属含量除锌外基本符合农用要求。有关研究表明,汞、镉、砷、铅等毒性大的金属元素几乎全部以残渣态形存在,铬大部分以残渣态存在,铜主要以硫化物和有机结合态存在,这种分布对污泥农用比较有利[1]。而锌是一种植物营养元素,在土壤中含量过高时(超过200mg/kg)会对植物有害,只要施用量适当就能做到有益无害。山东淄博的有关实验也证明:以目前污泥中重金属含量和国家污泥农用标准为参照,全国大多数污水厂若将污泥制成肥料后施用于农田,以每亩每年施100kg计算,大约要连续施用100甚至200年,重金属才会累积到污染的程度[2]。合肥污泥中含较多的有机质和氮、磷、钾等植物营养素,作为农用相对可行。

中国是个农业大国,安徽是个农业大省,污泥有利用价值,这一点已成共识,正如许多专家所言,合肥的污泥处置宜走资源化道路,走农用为主的路线,“农用为主”可作为合肥市污泥处置的基本原则。

随着新的城市污水处理厂建立和运行,或者进水条件有变,这些污水厂的污泥性质可能会有所改变,不一定适合农用,而要考虑进行最终处置,即卫生填埋、干化填埋或者焚烧。污泥填埋作为一种最终处置手段,其作用无可替代,也是目前国内最常见、最主要的手段,在没有更好的办法之前的唯一选择,合肥可把填埋作为资源化手段的必要补充。我们在讨论污泥处置策略时,不仅要考虑到污泥的性质,还要考虑合肥的实际条件和经济承受能力。合肥是发展中的城市,资金相对缺乏,但土地资源及人力资源相对便宜,我们在考虑处置深度时,要充分利用这些因素。“农用为主,填埋为辅,立足实际,多途并举”的策略也许更切合合肥的实际。

3.资源化的实现

3.1 合肥污泥资源化的途径

   污泥资源化主要为有益成分的利用或能源的利用,合肥污泥的热值不高,干基热值大致和泥煤相当,利用价值不大,焚烧还需补充燃料。相比之下,有益成分的利用要经济得多。污泥的农用有直接使用、堆肥、干化及制肥等。

直接使用是一种最原始的方式,污泥高达80%含水率使运输和施用很不方便,而且污泥中的病原菌和寄生虫卵没有有效杀灭,安全性差,易污染环境,污泥没有腐熟,施用不当可对作物造成伤害,不提倡采用。

堆肥是上世纪60年代迅速发展起来的一项新的污泥处理技术,它借助于复合微生物群在特定的环境中对有机物进行分解,将污泥转化成稳定的腐殖质,用于肥田和土壤的改良。堆肥的方式已经从原始的厌养静态堆肥发展到现在好养动态堆肥,堆肥的装置也有很大的发展,现在各国应用较多的生产装置有立式堆肥发酵塔、卧式回转发酵仓、筒仓式发酵仓等,通风的方式也由自然通风改为强制通风,整体的机械化和自动化程度均很高。生产周期大大缩短,效率显著提高。污泥堆肥过程中,由于有机质的氧化,堆肥的温度能够上升到50~65度,甚至更高。可以有效杀灭致病微生物,一般堆肥可以使容积减少30%~40%,水分去除20%,可以同时达到无害化、减量化和资源化的效果,并且处理工艺设备简单,基建投资和运行费用较低,二次污染小,显示了独特的优势,这方面的研究是目前环境科学领域一个热点。对于合肥污泥,好氧快速堆肥是一种有效的资源化手段或前处理措施。

污泥的干化和热处理技术在上世纪80年代末首先在瑞典等国应用成功,然后迅速推广起来,污泥干化可使体积减少4~5倍,产品稳定、无臭无病原微生物,污泥干化后用途广泛,可以制肥,可以改良土壤,可以替代能源 ,业内人士常说的“污泥的干化是资源化的开始”实不为过。污泥热干燥装备根据热传导方式不同分为接触式、对流式和辐射式,温度也有高温和低温之分,经过数十年的发展,干燥技术的快速高效、易实现工业化生产的优点逐步显现,但能耗较高,技术要求和处理成本教高,管理较复杂,如果有低成本热源(余热或废热),这项技术将显示巨大优势。日光干化技术是一种成本相对低廉的污泥干化技术,在欧洲有一定应用,国内多将太阳能干燥温室用于果品的风干[3],这些温室一般都有强制通风装置和物料翻晒设备,效率较高,主要缺点在于占地面积大,人工耗费多,但对于中西部地区,这两点较易实现,是个不错的选择,可以和堆肥技术联用,实现污泥的低成本干化和病原微生物的灭活。

污泥制肥是目前讨论最多的污泥资源化方式,其实污泥制肥是在堆肥和污泥干化的基础上,以其产品作为原材料,通过粉碎、配料、造粒、烘干、包装等加工过程,制成成品肥料,这个过程目前技术已成熟,设备成型成套。肥料产品根据添加成分不同主要有有机肥、有机无机复混肥(添加无机肥和微量元素)、微生物有机肥(添加有益微生物)三种形式,其中后者技术含量较高、附加值较大,是一种发展方向。

合肥污泥资源化途径,可以考虑堆肥加日光干化作为第一步,获得成本较低的肥料中间体。第二步,进行产品定位,根据市场需要,生产成品肥料。

3.2 污泥资源化中的非技术因素

   污泥资源化的实现,仅仅解决技术层面问题是远远不够的,非技术因素对污泥资源化进程产生重要影响,主要归结在三个方面:认识有误区 ,资金难保证,立法待完善。

认识有误区:第一,对污泥处置的必要性、紧迫性认识不足,重水轻泥,处置工作开展不力。第二,在效益问题上兜圈子,认为污泥资源化就是赚钱,就可以不投入或少投入资金,项目无从确立。其实,含水80%的泥饼干化能耗的代价就要超过其中有益物质的价值,效益一般是负值,资源化只是较高额纯投入的最终处置方式相比赔得少些而已,毕竟污泥的处置或资源化项目本质上是环保工程,是公益事业。

资金难保证:污泥处理处置费用是昂贵的,其投占全部基建投资的30~40%,运行费用大约为总运行费的20~50%,甚至更高。污泥处置和污水处理一样,最困难的问题资金的保障,大多情况是,基建投资政府基本可以保证,但是相关配套和运行费用难以落实,这是目前许多地区污水处理厂长期不能正常投运发挥效益的主要原因。政府作为投资唯一主体的格局必须打破,投资多元化,解决资金问题是发展的趋势。

立法待完善:污泥处置的根本条件是法律法规的建立健全,污泥的处置必须以立法形式公布和监督执行。首先是污泥处置收费政策的出台和实施,从根本上解决资金来源问题。由于污泥的处置涉及一系列的成本支出,而其合理处置的责任首先从污泥的生产者——污水处理厂开始,因此,污水处理厂既有合理处置的责任,也有收取一定费用的权利。其排放和处置根据各地区的经济发达状况,必须制订统一的标准(重量)收费,并将收费用于专项污染物的治理和处置。根据地区、能源成本、最终处置资源的分布、处置方式的不同等多种因素,新增加的成本折算到每吨污水处理量上,可能在0.15-0.30元之间。 泥处理和处置的第一要素是建立收费制度。环境属于所有的公民,公民有义务承担其保护和治理的义务。其次,污泥的安全处置,应作为水污染防治的一个重要内容,强制执行,从而杜绝污泥乱弃乱放,危害环境的现象。污泥处置的规划应纳入地方环保、城建的整体规划中,同步或分步实施。第三,对污泥处置资源化利用,要出台保护性政策和措施,如对污泥处置资源化利用的企业单位和个人进行政策扶持和税收的减免。
4.
结论

(1)       合肥污泥基本符合污泥农用要求,污泥处置宜走资源化道路,走农用为主路线,

卫生填埋等作为补充手段。

(2)       考虑到合肥的实际条件,污泥农用可采用日光干化和好氧堆肥作为前处理,获

得中间体后,制作肥料。

(3)       污泥的资源化,还要加强宣传,提高人们认识,多元投资,加快进程。完善立

法和监督机制,制定收费政策和保护措施,推动污泥处置和资源化利用事业进入良性循环。 
  

 

[1]谢经良 张延青等  消化污泥农用中重金属生物有效性的研究   污泥处理处置技术与装备国际研讨会论文集P6972

[2] 王虹  我国污泥制作肥料的试验与生产现状探讨  给水排水  20009

[3] 李戬洪 我国太阳能干燥的研究与应用  太阳能学报  99(特)

 

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      评论人 [ lee ]  评论时间:2005-10-23  评分:3
    月底的青岛会议就是堆肥技术培训,不知道有没有更好的堆肥设备
       发表评论
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