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随着我国城镇化水平不断提高,污水处理设施建设得到了高速发展,据《2013-2017年中国污泥处理处置深度调研与投资战略规划分析报告》 统计2010年我国城镇污水处理厂已经建有2500多座,城市污水处理能力已达到每天1.22亿吨,为实现国家的减排目标和水环境改善,做出了巨大贡献。但是污水厂的建设及运行伴随产生了大量剩余污泥,以含水率80%计,全国年污泥总产水量将很快突破3000万吨,污泥处理形势十分严峻。
由于我国污水厂在建设过程中,长期以来“重水轻泥”,我国城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化,但未实现污泥的稳定化处理。据统计,约80%污水厂建有污泥的浓缩脱水设施,达到了一定程度的减量化;约有80%的污泥未经稳定化处理,污泥中含有恶臭物质、病原体、持久性有机物等污染物从污水转移到陆地,导致污染物进一步扩散,使得已经建成投运的大污水处理设施的环境减排效益大打折扣。据统计,目前处置方式中,土地填埋占63.0%、污泥好氧发酵+农用约占13.5%、污泥自然干化综合利用占5.4%、污泥焚烧占1.8%、污泥露天堆放和外运各占1.8%和14.4%。事实上,土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于随意处置,真正实现安全处置的比例不超过20%。
制约污泥处理处置设施建设的因素有很多,但国家污泥处理处置总体技术路线不够明确是重要制约因素之一。为缓解污泥产量和污泥处理能力滞后的矛盾,我国近年出台了一系列政策、规划。目前,我国污泥处理的技术路线和产业政策正逐步得以明晰,产业化和市场化即将启动。与此同时,污泥处置将越来越受到重视,污泥处置的技术、政策及运作方式在不久的未来将所有突破。据预测,“十二五”期间污泥处理处置投资将达600亿元,比“十一五”翻了近一番。污泥处理处置行业在政策推动下有望进入快速增长阶段。
污泥分类
原污泥(raw sludge):未经污泥处理的初沉淀污泥。二沉剩余污泥或两者的混合污泥。
初沉污泥 (primary sludge): 从初沉淀池排出的沉淀物。
二沉污泥 (secondey sludge):从二次沉淀池(或沉淀区)排出的沉淀物。
活性污泥(activated sludge):曝气池中繁殖的含有各种好氧微生物群体的絮状体。
消化污泥 (digested sludge): 经过好氧消化或厌氧消化的污泥,所含有机物质浓度有一定程度的降低,并趋于稳定。
回流污泥 (returned sludge): 由二次沉淀(或沉淀区)分离出来,回流到曝气池的活性污泥。
剩余污泥 (excess activated sludge):活性污泥系统中从二次沉淀池(或沉淀区)排出系统外的活性污泥。
污泥气 (sludge gas): 在污泥厌氧消化时,有物分解所产生的气体,主要成分为甲烷和二氧化碳,并有少量的氢、氮和硫化氢。俗称沼气。
处理类型
污泥消化 (sludge digestion): 在氧或无氧的条件下,利用微生物的作用,使污泥中的有机物转化为较稳定物质的过程。
好氧消化 (aerobic sigestion): 污泥经过较长时间的曝气,其中一部分有机物由好氧微生物进行降解和稳定的过程。
厌氧消化 (anaerobic digestion): 在无氧条件下,污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程。
中温消化 (mesophilic digestion):污泥在温度为33-53℃时进行的厌氧消化工艺。
高温消化 (thermophilic digestion):污泥在温度为53-330℃进行的厌氧消化工艺。
污泥浓缩(sludge thickening): 采用重力或气浮法降低污泥含水量,使污泥稠化的过程。
污泥淘洗(elutriation of sludge): 改善污泥脱水性能的一种污泥预处理方法。用清水或废水淘洗污泥,降低消化污泥碱度,节省污泥处理投药量,提高污泥过滤脱水效率。
污泥脱水 (sludge dewatering): 对浓缩污泥进一步去除一部分含水量的过程,一般指机械脱水。
污泥真空过滤(sludge vacuum filtration): 利用真空使过滤介质一侧减压,造成介质两侧压差,将污泥水强制滤过介质的污泥脱水方法。
污泥压滤 (sludge pressure filtration): 采用正压过滤,使污泥水强制滤过介质的污泥脱水方法。
污泥干化 (sludge drying): 通过渗滤或蒸发等作用,从污泥中去除大部分含水量的过程,一般指采用污泥干化场(床)等自蒸发设施或采用蒸汽、烟气、热油等热源的干化设施。
污泥焚烧(sludge incineration):污泥处置的一种工艺。它利用焚烧炉将脱水污泥加温干燥,再用高温氧化污泥中的有机物,使污泥成为少量灰烬。
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