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污水厂产生的污泥,在学术上一般称作污水污泥或城市污泥,前面已经有不少人提到污泥的组成,这里不在累述,重点讲两个方面:
首先是污泥的干燥问题,经污水厂脱水的污泥,含水率在80%左右,大致是一份泥四份水,假如可以干燥至含水率20%,那么其体积将缩至原来的1/5,对于每年如此大的污泥产量,降容率相当可观;此外,干燥后污泥的资源化利用前景也更好。
鉴于污泥中有机质含量高,热值相对较高。我曾经做过测试,含水率(外水)10%左右的城市污泥,热值高达10MJ/kg(标煤的热值为29.3MJ/kg),这里的污泥样本还是未经雨污分流的污水处理后的污泥(其中的灰分含量高达50%,降低了污泥热值)。
假如污泥的干燥成本降低,完全可以把污泥丢到电厂燃烧发电。
其次,是污泥的资源化利用问题,现阶段比较成熟的技术就是焚烧,污泥中的重金属限制了其农用,而热解技术虽然可用于生产生物油和活性炭,但那气味简直难以忍受,而且流化床热解技术实在是不成熟(实操阶段发现,主要是流化床无法自供热,发明的双床操作难度大,包裹电热丝的话成本太高)。
一、污泥来源
首先要界定下污泥这个概念。广义上来讲,污泥包括污水污泥(即市政污泥,市政污水处理厂处理污水后的产物,包括初沉污泥、剩余污泥以及一部分沉砂池的污泥等)、工业污泥(工业污水处理后的产物,因工业废水的来源不同而性质迥异,比如可能含油、含某种物质特别高等)、管网污泥(管道清淤得到的污泥)、给水污泥(自来水厂产生的污泥)以及河湖底泥(如疏浚河道挖出的底泥)。
一般意义上,我们指的是污水污泥,这一类最为常见,性质接近,产量巨大,所谓的“污泥围城”说的也是他。
二、处理处置的必要性
污泥的性质具有两面性:一方面,含有大量的有机物及氮磷钾等营养物质,使得他具有利用性的一方面(这也是污泥土地利用的基础);另一方面,污水含有的部分污染物质转移到污泥中,导致污泥含水量高、有强烈臭味,并且含有大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和二恶英等难以降解的有毒有害及致癌物质,若未经有效处理处置,极易对地下水、土壤等造成二次污染,直接威胁环境安全和公众健康,使污水处理设施的环境效益大大降低,更引发多起社会公众事件。
三、为什么处理处置有难度
这个问题问得好,十多年前人们在问:“为什么污水处理这么难?”,现在没人问这个问题了,为什么呢?因为十多年前人们不重视,后来发现污水必须处理,不处理不行,于是投入人力、物力、财力(这个最重要)花大力气治理水的问题。污泥也是如此。
观念上的不重视、重水轻泥是导致污泥处理处置现状的根源。
原来没人重视这玩意,觉得污水厂只要把水处理完就好了,至于产生的这点污泥,随他去吧。“白天分分开,晚上并并拢”,说的就是这个(最近几年出现了几个偷排污泥的典型案例,那以前就没有吗?只是觉得不够上新闻而已)。于是,政策缺失、资金缺乏、意识淡薄、技术落后等一系列弊病暴露出来,导致污泥处理处置设施建设严重滞后(您看看之前的相关规划就知道在资金投入上的差距了)。
比如标准前后不一的问题:为了降低污水处理厂运行难度,之前就简单规定出厂污泥含水率80%即可,可问题是:80%的脱水污泥能去哪呢?填埋有隐患,焚烧热值不够,至于堆肥和消化,压根就没运行的好的。这样前后过程都不衔接,怎么能搞好呢?唯一的优点是:出了问题谁都没有责任,反正污水厂合格了,填埋和焚烧设施也有自己的准入标准,最后问题没解决,但是各方都没责任,索性倒河里吧!
四、处理处置方法
污泥的处理问题说白了就是解决含水率不断降低的问题。目前常见的处理方法包括深度脱水、堆肥、消化等,最终处置包括土地利用、焚烧、填埋等。
深度脱水后污泥含水率在60%左右,可以直接填埋,紧急状态下可以少量掺烧(与生活垃圾一起),但目前的化学调理用的铁盐+石灰居多,无机物增量高,引入了氯离子,对焚烧工况和炉体本身有一定影响。但这个技术成本低,化学调理药剂很常见,所需的只是一台压滤设备(国内产品很多),只要有填埋设施,下游就能打通,目前是很多地区上马的工艺。堆肥的恶臭问题太严重,但最致命的是产品链没有打通,最终产品无出路。厌氧消化适合大型污水厂,设备和自控要求很高,操作难度高,特别是国内污泥的高含砂量问题,不知折腾坏了多少设备商和运行人员。
最终处置的角度讲,不管是国内外,都把土地利用放到第一优先级了,即尽可能利用污泥中的营养物质。但土地利用必须要经过堆肥、消化等预处理,确保达标方可应用。最大的问题是重金属问题。我国对土地利用的几个方面(园林、绿化、土壤改良、农用等)均有标准,还是比较严格的,但在实际过程中很多地区对此意识不足,以为把污泥倒地里就算了土地利用了,这一点后果很严重,污泥是不能直接土地利用的!!!
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