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2021年6月2-4日

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污泥处理和处置的过去、现在和未来

 
最近这几年,很多行业大咖都提到中国的污泥处置已经迎来最好的时代,说是随着环保督查力度的加大以及循环经济渠道的兴起,污泥处置的市场将空间巨大,商业闭环将越来越完善。
 
真是这样的吗?下面我们通过三方面的描述分析最终下个定论。
 
第一方面 了解一下什么是污泥处理和处置?
 
1、污泥处理
 
污泥处理是指对污泥通过若干工艺段处理达到减量化、稳定化、无害化的加工过程。污水处理程度越高,就会产生越多的污泥残余物需要加以处理。我国目前主要的污泥处理方式有浓缩脱水、好氧堆肥、厌氧消化、干化等。
 
(1)浓缩脱水
 
浓缩脱水最常见的是运用板框式压滤机实现,是一种间歇式过滤设备,在欧美污泥脱水项目上应用很多,用于各种悬浮液的固液分离。
 
它主要是依靠压紧装置将滤板压紧,再将悬浮液用泵压入滤室,通过滤布来达到将固体颗粒和液体颗粒分离的目的。
 
在浓缩段将污泥含固率从2%左右的污泥浓缩到适合压滤的5%以上,然后在压滤段脱水到含固20%以上。
 
(2)厌氧消化污泥
 
厌氧消化是指污泥在无氧条件下,由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解为CH4、CO2、H2O和H2S的消化技术。它可以去除废物中30%~50%的有机物并使之稳定化。污泥厌氧消化在我国应用的并不顺畅。我国建设的约污泥厌氧消化设施中,可以稳定运营的不到20座。主要原因是由我国污泥泥质差、处理厂运行管理水平低。我国污泥含砂量较高、有机物含量较低、污泥可生化性差,消化设备运行的稳定性和产沼气率等指标普遍未达到国外标准。
 
(3)好氧堆肥
 
好氧堆肥是依靠好氧细菌的作用降解有机物的生化过程,将污泥填充料按一定的比例混合,在合适的水分、通气条件下,使微生物繁殖并降解有机质,从而产生高温,杀死其中的病原菌及杂草种子,使有机物达到稳定化。
 

 
好氧堆肥具有以下优点:发酵效率高,稳定化时间相对短;高温达到60度左右,有效灭菌;含水率可降到35%左右;污泥成品主要用于土地修复、城市绿化、垃圾场覆盖以及土壤改良等方面用土。
 
研究表明:我国城市生活污泥的重金属超标比例符合相关标准,污染风险较小,不应该成为限制污泥发酵产品土地利用的主要障碍。
 
在《城镇污水处理厂污泥处理处理技术指南(试行)》中,“好氧发酵+土地利用”也被列为推荐技术路线。该技术应用前景较大。
 
(4)污泥干化
 
污泥干化,是指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设施。污泥浓缩后,用物理方法进一步降低污泥的含水率,便于污泥的运送、堆积、利用或作进一步处理。
 
一般污泥干化设备采用的是以燃煤热风炉产生的热风作为烘干热源,烘干效率低,成本也比较高,干化后烟气中的水蒸汽含量很大,存在污泥颗粒无法很好分离而导致总含尘量过高以及臭气浓度过高的问题。
 
 

2、污泥处置:
 
污泥处置是指处理后的污泥,弃置于自然环境中(地面、地下、水中)或再利用, 能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式。
 
我国目前主要的污泥处置方法有卫生填埋、土地利用、焚烧后建材利用等。
 
(1)卫生填埋
 
卫生填埋分为单独填埋和混合填埋。污泥单独填埋分为三种类型:沟填、平面填埋、筑堤填埋。沟填是指挖沟后将污泥填埋,其对于填埋场地要求具有较厚的土层和较深的地下水位,以保证开挖深度。平面填埋是将污泥堆放在地表面上,再覆盖一层泥土,不需要挖掘过程,适用于土层薄或地下水位浅的场地。堤坝填埋是指在填埋场地四周建有堤坝,污泥通常由堤坝向下卸入。混合填埋是将污泥撒在城市垃圾上面,混合均匀后铺放于填埋场内,压实覆土。
 
污泥填埋处理的效果较差,且受土地资源的限制。同时,将污泥填埋可能会对当地的地下水等产生影响,污染地下水。
 
为了避免这个问题的发生,污水处理厂必须要对污泥进行一定的减量化、稳定化以及无害化处理,以保证其不会污染土壤和地下水。
 
(2)土地利用
 
污泥的土地利用是将经过妥善处理至符合一定标准的污泥或其产品作为肥料或土壤改良材料,用于农田利用、园林绿化或土地改良等场合,是一种积极的、可持续性的污泥最终处置模式。
 
污泥的很多特性决定了其具备土地利用价值。①污泥中含有养分和微量元素,可以提高土壤的肥力,促进植物生长。②污泥中含有大量的矿物质与土壤基本相似,将污泥经过预处理后,可改善土壤现有的物理化学环境条件。
 
③土壤生态系统具有一定的自净作用,可使污染物在土壤中分散,转移和稀释,将有机物分解为无机物,从而降低污染物浓度。
 
(3)污泥焚烧
 
污泥焚烧是指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。
 
它能破坏全部有机质,杀死一切病原体,并最大限度地减少污泥体积,焚烧残渣相对含水率约为75%的污泥仅为原有体积的10%左右。
 
当污泥自身的燃烧热值较高,城市卫生要求较高,或污泥有毒物质含量高,不能被综合利用时可采用污泥焚烧处理处置。这样可最大限度减少污染,且焚烧后产生的焚烧灰可以用作改良土壤、制作建材等。污泥焚烧技术可分为两类,直接焚烧技术和混合焚烧技术。
 
直接焚烧是在污泥含水率较低和热值较高的前提条件下,添加少量辅助燃料或不添加辅助燃料进行焚烧处理。混合焚烧技术是指将污泥与其他可燃物(如煤、生活垃圾和生物质等)进行混合燃烧。
 
污泥焚烧的设备主要有流化床、多层炉排炉、带式炉、熔融炉、回转窑炉和旋风炉等。
 
 

第二方面 污泥处理和处置的过去和现在
 
1、污泥处理和处置的过去
 
早期的污水处理厂在设计时大都忽略污泥处理单元,只进行污水处理,污泥被随意倾倒在沟壑或良田中。还有一些污水处理厂为了节省运行费用,空置污泥处理设施,将污泥随意排放。
 
过去我国污水处理厂所产生的污泥有80%以上没有得到妥善处理。
 
虽然前些年污水处理发展迅速,但是污泥处理却比起十几年前变化不大。被无害化处理的污泥比例低,甚至违法偷排事件屡见不鲜。直到《水十条》和新的《环保法》出台后,这种现象才逐渐改变。
 
2、污泥处理和处置的现在
 
(1)技术和设备
 
近几年,污泥处理和处置的技术和设备花样翻新,个别企业以盈利为目的,一味的夸大其企业的技术和设备的先进性,给很多不了解的人造成了误导。
 
有些人把某些技术作为当前最先进的污泥处理技术,代表污泥处理技术的发展方向,不加分析地加以推广。
 
还有个别企业既没有技术也没有设备,通过拿来主义去获得业主方的认可,项目虽然建成了,但是却给业主方造成了各种成本的增加。
 
(2)污泥补贴
 
补贴是污泥处理处置资金的主要来源。目前国内已经有部分城市对污泥处理处置给予补贴,但是补贴覆盖范围明显不足,由于地区差异造成标准不一。
 
虽然我国现行收取的污水处理费用中加入了污泥处理、处置费,但是在一定程度上加重被征收者的经济负担,在个别地区实施存在着较大阻力。现在大多数污泥处理企业很难自己盈利,企业运转仍然依靠政府补贴。
 
(3)处置方向
 
污泥处理处置应该以“减量化、稳定化、无害化、资源化”为目的,通过利用污泥处理处置过程中的能量和物质,实现经济效益和节约能源的效果。
 
如何做好污泥处置,也要因地制宜。有些地方适宜土地利用外,有些地方适宜卫生填埋,下面让我们看一下下面还有什么其他用途。
 
就污水处理厂的污泥来说,有机质含量占污泥总含量的百分之五十左右,且这些污泥中含有很多的矿物质,这些矿物质如果被利用,那么就可以制作肥力较高的肥料,满足农作物的生长需要。
 
污水处理厂还可以将污泥制作成活性炭、作絮凝剂等等。利用污泥制作建筑材料,例如制砖、生产水泥等。
 
在制砖的过程中,工作人员主要是通过污泥焚烧和干化污泥这两种途径来,有效处理污泥,在砖的烧制高温过程中,可以将污泥中的有毒、有害的物质分解,杀死细菌微生物等。
 
经过高温加热这种方式,可以将污泥转化成建筑中所用的各种材料,这可以解决污泥的污染问题,还可以使污泥进行二次利用。
 
 

第三方面 污泥处理和处置的未来
 
如果污泥处理处置不当,相关企业将承担首要责任;如果事态严重,当地政府负责领导也要被问责。污泥处理和处置在国家的重视下未来也将迎来积极向好的发展。
 
近几年,国家陆续出台的相关政策也明确了对污泥处理处置的态度和要求。
 
(1)2015年4月,由国务院颁布的《水污染防治行动计划》(简称“水十条”),明确要推进污泥处理处置,要求“现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造,地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上。”
 
(2)《中华人民共和国水污染防治法》于2018年1月1日起正式施行。其中对污泥处理高度重视。随着《水污染防治法》的修订,地方政府对提升和保证水环境质量的需求会愈加明确。
 
(3)2019年1月,根据生态环境部、全国工商联联合发布了《关于支持服务民营企业绿色发展的意见》,“加快构建覆盖污水处理和污泥处置成本并合理盈利的价格机制,推进污水处理服务费形成市场化,加快建立有利于促进垃圾分类和减量化、资源化、无害化处理的固体废物处理收费机制。”
 
未来,针对污泥处理处置的补贴将在全国范围推广,并且明确补贴标准;污泥资源化是重点发展方向,污泥土地利用将是最经济、可以循环利用的处置方向;高温好氧堆肥也将是最佳的污泥处理技术。
 
来源:北极星环保网 2020-7-3
 

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