關(guān)于小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置的探討

閻鳥飛 王繼欣

我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快促使小城鎮(zhèn)污水排放量也逐年增加[1],特別是隨著“十一五”國家政策向小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)的傾斜,我國小城鎮(zhèn)建設(shè)以前所未有的速度快速發(fā)展,生活污水和工業(yè)廢水的排放量也以數(shù)倍,甚至十幾倍的速度增長[2],這使得人們越來越注重對小城鎮(zhèn)污水的處理。而隨著大批小城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè),大量剩余污泥也將隨之產(chǎn)生,其處理也是刻不容緩的,因?yàn)槭Ｓ辔勰嗖粌H含水量高,易腐爛,有強(qiáng)烈臭味,并且含有大量病原菌、寄生蟲卵以及鉻、汞等重金屬等難以降解的有毒有害物質(zhì),未經(jīng)處理的剩余污泥隨意堆放,經(jīng)過雨水的侵蝕和滲漏作用,極易對地下水、土壤等造成二次污染,直接危害人類身體健康[3,4]。

1 小城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的特點(diǎn)及處理處置原則

小城鎮(zhèn)污水主要為生活污水和以農(nóng)產(chǎn)品為原料的工業(yè)廢水(有機(jī)廢水)的混合污水[1],剩余污泥基本上不含重金屬和有毒有害物質(zhì),但氮和磷的含量較高。小城鎮(zhèn)的人口規(guī)模、自來水的普及率和工農(nóng)業(yè)發(fā)展的結(jié)構(gòu)與水平,決定了小城鎮(zhèn)的污水排放量大都在(1～5)×104m3/d的規(guī)模范圍內(nèi),水量與大城市相比波動(dòng)大[1],這就造成其污泥產(chǎn)量少,布置分散且不均勻[5]。

污泥的污染性要求對其進(jìn)行穩(wěn)定化、無害化及減量化處理[6],而其處置應(yīng)該遵循減量—無害—資源化利用的原則[7]。

2 小城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的處理處置方式

1)就地處理處置。就地污泥處理強(qiáng)調(diào)污泥就近處理處置,在資金、場地等條件允許的前提下,在污水廠內(nèi)單獨(dú)建立污泥處理系統(tǒng),對污泥就地處理處置?；谥袊〕擎?zhèn)特點(diǎn),應(yīng)考慮采用基建投資少、運(yùn)行管理費(fèi)用低、技術(shù)簡易高效的處理處置工藝[9]。2)聯(lián)合處理處置。通過專門管路將給水污泥輸送到污水廠后,與污水污泥混合脫水一道處理處置。給水污泥脫水性能優(yōu)于污水污泥,可以起到調(diào)節(jié)作用,提高污泥的脫水性[10]。3)集約處理處置。一般認(rèn)為,當(dāng)城市污水處理廠在10萬m3/d以上時(shí),其污泥處理所需能量才能維持平衡。小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥量通常很少,污泥處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行很難產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng),單獨(dú)設(shè)置污泥處理裝置,如硝化、干化、焚燒等方法,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上是否合理要充分比較。這種情況,進(jìn)行集約處理處置是較好的方法[11]。

集約處理處置就是將污泥通過管道、船運(yùn)、車運(yùn)等方式集中在一起進(jìn)行處理處置,形成規(guī)模效應(yīng),這樣可以降低單位污泥處理量的占地面積,便于對臭氣、噪聲采取更有效的處理方法,減少對周邊環(huán)境的影響,而且當(dāng)污泥采用硝化、干化、焚燒等工藝時(shí),要求操作控制人員具有較高的素質(zhì),而采用集約化處理,可以減少人員,降低處理成本。

3 小城鎮(zhèn)污水處理廠剩余污泥的處置方法

3.1 衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋是指用過濾器或離心機(jī)進(jìn)行污泥脫水并將脫水后的污泥進(jìn)行土地填埋[14]。污泥的填埋有兩種方式:1)單獨(dú)填埋;2)混合填埋,例如把污泥與城市生活垃圾混合后再進(jìn)行填埋[15]。

衛(wèi)生填埋是大量消納污泥、快速改變城市環(huán)境衛(wèi)生面貌的重要方法。衛(wèi)生填埋區(qū)別于絕大部分污泥處置方法的一點(diǎn)是其日填埋量有很大的伸縮性。污泥被填埋后,在微生物以及其他物理、化學(xué)作用下,污泥逐漸被分解轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生滲濾液,釋放出填埋氣等,并最終達(dá)到穩(wěn)定化,對穩(wěn)定的污泥進(jìn)行開采利用,騰出的空間可繼續(xù)用于填埋新污泥[16]。

污泥填埋也存在許多問題。污泥作衛(wèi)生填埋處理時(shí),要消耗大量的土地資源,還需要注意該處的地質(zhì),水文條件和土壤條件;污泥中含有的各種有毒有害物質(zhì)經(jīng)雨水的侵蝕和滲漏會(huì)污染地下水及大氣,由于污泥含水率較高,加劇了垃圾填埋場滲濾液的污染,大部分混合填埋的垃圾場存在拒收污泥的現(xiàn)象[17,18]。

3.2 污泥焚燒

污泥焚燒是將污泥置入焚燒爐內(nèi),在過量空氣加入情況下,進(jìn)行完全焚燒,使有機(jī)物全部碳化(重金屬離子不能被有效去除,沉積在焚燒灰中)[19],使污泥迅速和較大程度地達(dá)到減量化,并且破壞全部有機(jī)質(zhì),殺死一切病原體[14],且不受天氣和地形等因素影響,對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)。

污泥焚燒的一次性投資大、設(shè)備投資高、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高、有機(jī)物燃燒溫度低于850℃時(shí)產(chǎn)生二惡英等劇毒物質(zhì),需要對煙氣進(jìn)行處理,此外焚燒還要消耗大量的能源,這些都限制了污泥焚燒技術(shù)的廣泛應(yīng)用[19]。

3.3 土地利用及農(nóng)用

小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥中含有豐富的有機(jī)物和N,P,K等營養(yǎng)元素及植物所必需的各種微量元素,且與大城市污水廠相比,其重金屬含量相對較低,經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砗笥糜趶U棄礦場等場地的土壤改良,增加農(nóng)田、森林和園藝植物的營養(yǎng)是小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置的重要方向[5,19]。

目前我國污泥的土地利用比例約為44.8%,是污泥主要的處理、處置方式之一[20],目前污泥堆肥或制復(fù)混肥的處置方法比較多。

堆肥是利用污泥的微生物進(jìn)行發(fā)酵的過程。通過研究發(fā)現(xiàn)堆肥處理可鈍化污泥中的重金屬,降低其土地利用中重金屬的污染風(fēng)險(xiǎn)[21],同時(shí),開展城市污泥堆肥在園林綠化上的應(yīng)用,不僅拓寬其利用途徑和范圍,而且避免食物鏈污染的風(fēng)險(xiǎn)[22]。

但是現(xiàn)在采用的堆肥處理系統(tǒng)普遍運(yùn)行不穩(wěn)定,影響了堆肥質(zhì)量,導(dǎo)致有機(jī)肥的銷路不好,缺乏市場競爭力。特別是國內(nèi)的總體技術(shù)水平依然比較落后,過多偏向于引進(jìn)國外的技術(shù),但國外的技術(shù)存在投資高、設(shè)備昂貴且復(fù)雜、維護(hù)困難、運(yùn)行成本高、能耗偏大等缺點(diǎn),因此需要加強(qiáng)堆肥成套技術(shù)與設(shè)備的創(chuàng)新和技術(shù)集成,解決產(chǎn)品的出路問題,減少對環(huán)境的污染,提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

4 結(jié)語

小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)實(shí)力與大城市有一定的距離,同時(shí)技術(shù)力量薄弱,因此適宜選擇投資運(yùn)行費(fèi)用少、方法成熟、操作方法簡單的污泥處理方法。而且小城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模小,產(chǎn)生的污泥量少,性質(zhì)不穩(wěn)定,所以需要因地制宜,結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,選擇污泥處理處置方法,以保證小城鎮(zhèn)健康持續(xù)的發(fā)展。

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