瀘州市城市有機固廢綜合處理處置技術(shù)路線研究

吳小清，王 彭

（瀘州市興瀘環(huán)保發(fā)展有限公司，四川 瀘州 646000）

瀘州市城市有機固廢綜合處理處置技術(shù)路線研究

吳小清，王 彭

（瀘州市興瀘環(huán)保發(fā)展有限公司，四川 瀘州 646000）

當前，以城市污水處理廠的污泥和餐廚垃圾為主的城市有機固體廢物已經(jīng)嚴重制約了城市的發(fā)展。而固體廢物綜合處理項目作為國家大力扶植的產(chǎn)業(yè)，對經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和社會穩(wěn)定有著重大的作用。因此，本文首先分析了國內(nèi)外污泥處理處置狀況，然后分析了瀘州市城市有機固廢處理處置現(xiàn)狀，最后提出了“高溫熱水解+厭氧消化+土地利用”的協(xié)同處理處置技術(shù)路線。

污泥；餐廚垃圾；土地利用；協(xié)同處理

伴隨城市化進程的加快和社會經(jīng)濟的發(fā)展，各類對環(huán)境有害的衍生品逐漸增多。其中污泥是城市污水處理的產(chǎn)物，由于歷史條件的制約與認識的不足，我國污泥處理處置問題一直未得到普遍解決，污泥處理處置發(fā)展進程十分緩慢，處置不當就會帶來二次污染[1]。餐廚垃圾也隨城市的發(fā)展不斷增加，如果不妥善處理對自然環(huán)境和城市居民都會產(chǎn)生嚴重的危害。以城市污水處理廠的污泥和餐廚垃圾為主的城市有機固體廢物已經(jīng)嚴重制約了城市的發(fā)展。

1 國內(nèi)外污泥處理處置狀況

發(fā)達國家較早開展城市污泥處理處置和再利用，大多數(shù)發(fā)達國家在建設(shè)污水處理廠的同時對污泥處理處置實行“三同時”，一般污泥處理處置投資費用占其污水處理廠總投資的50%～70%。日本由于人口稠密，一般采用干化焚燒方式，約占55%；美國土地利用約占41%，焚燒占22%，其余進行填埋處理；歐盟各國土地回收利用約占45%，焚燒占38%，填埋占17%。我國污泥處理處置技術(shù)起步較晚，我國有健全污泥處理處置設(shè)施的污水處理廠不足1/4，處理工藝和配套設(shè)施較為完善的不足1/10[2]。

2 瀘州市污泥及其他城市有機固廢處理處置狀況

瀘州市區(qū)現(xiàn)有污水處理廠五座，垃圾焚燒發(fā)電廠一座，在用垃圾填埋場兩處。日產(chǎn)泥量為：鴨兒凼污水處理廠35 t/d；二道溪污水處理廠32 t/d；納溪污水處理廠19.25 t/d；城南污水處理廠35 t/d；城東污水處理廠35 t/d。高含水率的污泥影響垃圾填埋場的運行，瀘州污水處理廠處置后的污泥尚不能滿足衛(wèi)生填埋的要求。筆者對瀘州市城市污泥進行了采樣分析后，結(jié)果如表1和表2所示。結(jié)果表明，瀘州市城市污泥中含有致病菌、重金屬、寄生蟲卵等有害物質(zhì)，但是污泥中各類有機質(zhì)和N、P、K等元素含量較高，具有較高的利用價值。

表1 瀘州市城市污水處理廠污泥成分（一）

表2 瀘州市城市污水處理廠污泥成分（二）

瀘州市共有餐飲企業(yè)約3 198家，目前對于全市范圍內(nèi)的餐廚垃圾，其尚未建立規(guī)范的收運體系，如果管理不善會對食品安全構(gòu)成重大威脅。隨著瀘州市的填埋場逐漸量滿封場，以碎葉、草屑等為主的園林垃圾也面臨無處安放的境地。

綜合瀘州市污泥、餐廚垃圾、園林垃圾等有機固體廢物的現(xiàn)實現(xiàn)狀，找到一條“減量化、穩(wěn)定化、無害化”的綜合處理處置工藝路線是當務(wù)之急。

3 瀘州市城市有機固廢綜合處理處置技術(shù)路線

選擇污泥處理處置技術(shù)路線時，人們主要從資源投入、資源產(chǎn)出、環(huán)境安全和區(qū)域特性等方面考慮，同時兼顧環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益三者之間的平衡。面對污泥、餐廚等城市有機固廢現(xiàn)狀，瀘州市提出了污泥、餐廚、糞渣和園林垃圾等城市有機固體廢棄物協(xié)同處理的設(shè)想。根據(jù)瀘州市城市有機固體廢棄物的產(chǎn)量和特性，其宜采用“高溫熱水解+厭氧消化+土地利用”的協(xié)同處理處置技術(shù)路線。

3.1 高溫熱水解預(yù)處理技術(shù)

傳統(tǒng)污泥厭氧消化工藝的進泥含固率一般針對污水處理廠濃縮污泥，進泥含固率不高于5%。對于含固率20%的脫水污泥，傳統(tǒng)厭氧消化工藝并不適用，需要在傳統(tǒng)厭氧消化工藝基礎(chǔ)上新增高溫熱水解作為厭氧消化預(yù)處理技術(shù)。

高溫熱水解可降低污泥的粘度，使污泥的性能發(fā)生改變，使得高含固率條件下的攪拌和厭氧消化成為可能，同時提高了污泥的可生化性，降低了污泥在厭氧消化反應(yīng)中的停留時間，提高了單位時間內(nèi)的產(chǎn)氣量[3]。

3.2 協(xié)同厭氧消化技術(shù)

餐廚垃圾與污泥協(xié)同厭氧消化具有互補的優(yōu)勢。餐廚垃圾鹽分過高，污泥一般重金屬偏高，兩者協(xié)同厭氧消化可稀釋鹽分和重金屬濃度，可使有毒有害物質(zhì)對厭氧微生物的抑制降低。餐廚垃圾與污泥中的營養(yǎng)成分可以相互補充，使得厭氧消化底物的C/N值在適宜范圍。

3.2.1 餐廚垃圾與污泥底物比例對沼氣產(chǎn)生率的影響

在對餐廚垃圾與污泥厭氧發(fā)酵的研究中，趙云飛等人發(fā)現(xiàn)，甲烷產(chǎn)量與協(xié)同消化底物比例有關(guān)[4]。在發(fā)酵底物以餐廚垃圾為主時，CH4產(chǎn)量在發(fā)酵前10 d逐漸上升，在發(fā)酵第15 d后逐漸下降。CH4的最高體積分數(shù)達到了42.6%、56.0%和57.6%。而以污泥為主發(fā)酵時，CH4產(chǎn)量在前5 d快速上升，到50%后增幅趨慢，最后停留在70%左右。最高CH4體積分數(shù)高于以餐廚垃圾為主的產(chǎn)氣率。CH4含量隨著污泥比例的增加而相應(yīng)增加。

3.2.2 原料比例與產(chǎn)氣率的關(guān)系

圖1 餐廚垃圾與污泥比例對聯(lián)合厭氧發(fā)酵累積產(chǎn)氣率的影響

由圖1可知，餐廚垃圾與污泥殘渣比例由高到低時，累積沼氣產(chǎn)率迅速增加，但當污泥的殘渣量超過一定量時，累積沼氣產(chǎn)率逐漸下降[5]。餐廚垃圾與污泥混合比例為30:30時累積沼氣產(chǎn)率最高，對比污泥與餐廚垃圾單獨厭氧發(fā)酵，分別提高了1倍和2.5倍[6]。

3.3 土地利用

瀘州市城市園林綠化部門日用培植土量39 t，項目建成后，生物碳土可作為培植土使用，平均日消納39 t；多余的生物碳土可通過種植移動森林的方式消納。根據(jù)類似國內(nèi)成功案例將生物碳土用作種植“移動森林”用土的經(jīng)驗，每棵木苗占地約1 m2，需生物碳土量50 kg，樹苗流轉(zhuǎn)時間按照2年計算，大概需要42 hm2的流轉(zhuǎn)土地。

3.4 有機固廢處理處置技術(shù)路線比較

高溫熱水解厭氧消化后，沼渣經(jīng)干化后作為“移動森林”建設(shè)和園林綠化用土，沼液經(jīng)處理后達標排放，沼氣發(fā)電供本廠使用，可實現(xiàn)污泥資源化利用。相較于其他工藝路線，“高溫熱水解+厭氧消化+土地利用”更能體現(xiàn)“綠色、循環(huán)、低碳”的污泥處置理念。

4 結(jié)語

通過對比多種污泥處理處置技術(shù)路線，考慮瀘州市污泥、餐廚垃圾的實際情況，筆者認為，采用多種城市有機固廢協(xié)同厭氧消化技術(shù)符合生態(tài)環(huán)保、低碳發(fā)展和環(huán)境友好的城市發(fā)展理念。除了選擇合理的技術(shù)路線外，要想徹底解決瀘州市的城市有機固廢問題，人們還需要考慮市場機制、技術(shù)政策、社會觀念和管理體制等因素。因此，筆者建議，一是從源頭加強污染物的控制管理，加強對排入城市下水道工業(yè)廢水的監(jiān)控，為污泥的有效處理處置奠定良好的基礎(chǔ)；二是建立完善的餐廚收運體系，做到規(guī)范化、集約化處置；三是完善城市污泥、餐廚等城市固廢處理處置專業(yè)規(guī)劃，建立城市有機固廢處理處置的技術(shù)評估體系。

1 余 杰，田寧寧，王凱軍，等.中國城市污水處理廠污泥處理、處置問題探討分析[J].環(huán)境工程學(xué)報，2007，1（1）：83-86.

2 柯建明，王凱軍，田寧寧.北京市城市污水污泥的處理和處置問題研究[J].中國沼氣，2000，（3）：35-38.

3 王 平.熱水解厭氧消化工藝的分析和應(yīng)用探討[J].給水排水，2015，51（1）：33-38.

4 趙云飛.餐廚垃圾與污泥高固體濃度厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣研究[D].無錫：江南大學(xué)，2012.

5 趙云飛，劉曉玲，李十中，等.餐廚垃圾與污泥高固體聯(lián)合厭氧產(chǎn)沼氣的特性[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2011，27（10）：255-260.

6 趙云飛.餐廚垃圾與污泥比例對聯(lián)合發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響[A].中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會.全國農(nóng)村清潔能源與低碳技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C].北京：中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會，2011.7.

Study on Technical Route of Comprehensive Treatment and Disposal of Organic Solid Waste in Luzhou City

Wu Xiaoqing,Wang Peng
(Luzhou City Xinglu Environmental Protection Development Co.,Ltd.,Luzhou 646000,China)

At present,the urban sewage treatment plant sludge and food waste-based urban organic solid waste has seriously hampered the development of the city.The solid waste comprehensive treatment project as a country to vigorously support the industry,the sustainable development of the economy and social stability has a significant role.Therefore,this paper firstly analyzes the status of sludge treatment at home and abroad,and then analyzes the current situation of organic waste treatment in Luzhou City.Finally,the technical route of "high temperature thermal hydrolysis + anaerobic digestion +land use" is put forward.

sludge; food waste; land use; synergistic treatment

X705

A

1008-9500(2017)11-0066-03

2017-09-16

吳小清（1986-），男，四川瀘州人，水處理工程師，從事水處理、城市有機固廢處理、電廠化學(xué)等工作。