污泥资源化利用

污泥资源化利用（通用11篇）

污泥资源化利用 篇1

1 含油污泥的特点及其危害

锦西石化的含油污泥主要来源于污水处理场和生产装置的罐底油泥。含油污泥中一般含油率在70%～75%,含水率在20%～25%,含无机物5%。含油污泥中的原油罐底泥的含油量高,可达到75%。如将其回炼能极大地节约资源,然而由于其中含泥沙量高,装置回炼过程中很容易堵塞塔盘,从而只能将其排放到下水,循环往复于污水处理系统中,增大了污水处理难度,而且造成油资源的浪费。污水处理车间根据现有的工艺流程,采用离心分离技术,并运用脱水剂对污泥进行调质,使含油污泥中的固体组分得到有效去除,从而使污油最大程度的回炼,变废为宝,实现含油污泥的资源化利用。

炼油厂含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等,俗称“三泥”,这些含油污泥组成各异,通常含油率在10%～75%之间,含水率20%～90%之间,同时伴有一定量的固体。含油污泥中含有大量的病原菌、寄生虫(卵),铜、锌、铬、汞等重金属,盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核元素等难降解的有毒有害物质[1]。污泥体积庞大,若不加以处理直接排放,不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。

2 含油污泥资源化利用的必然性

含油污泥的处理与应用是国内外石油生产领域环境保护的重要内容,是较难解决而急需解决的问题之一,也是制约石油化工环境质量持续提高和经济可持续发展的一大难题。[2]据不完全统计,我国石油化工领域产生油泥量达10×104～44×104t/a。根据国家新排污标准,未经处理的含油污泥排放收费标准为1 000元/t,这将大大增加企业的生产成本,同时石油炼制过程中所产生的隔油池底泥、罐底泥、浮渣以及剩余活性污泥中含有苯系物、酚类、蒽、芘等具有恶臭味和毒性的物质,是国家明文规定的危险废物,含油污泥已被列入《国家危险废物目录》中的含油废物类,《国家清洁生产促进法》要求必须对含油污泥进行无害化处理。含油污泥中富含大量烃类,实施油泥资源化符合可持续发展的战略方针和循环型经济的要求[3]。

3 含油污泥的离心分离试验

3.1 试验原理

含油污泥通过离心机中心进料管被引入转子,在离心力的作用下很快分为两层,较重的固相(泥沙)沉积在转鼓内壁上形成沉渣层,由螺旋输送器推出,送固废场填埋或焚烧;而较轻的液相(污油和水的混合物)则形成内环分离液层,从滤液管线排出,送往污油罐进行加温脱水,最终送装置回炼,从而完成污油回收的过程。

3.2 离心机原理

密度为ρs、直径为d的污泥颗粒,在污泥黏度为μ,水相密度为ρw,离心速度为ε=ω2×r的离心机中的离心沉降速度v符合Stock公式,即:

由于ε和重力加速度g的比值即为离心因素a,通过变换,可得到公式:

由公式(2)可见,污泥悬浮颗粒在离心机内的沉降速度和其粒径d的平方、粒径和水相的密度差(ρs-1),离心机的离心因数a成正比,而和污泥混合液的粘度μ成反比。因此,污泥粒子与水相之间存在密度差是含油污泥离心分离的前提,要保证离心分离效果,应从增大污泥颗粒粒径和密度,减少黏度,以及提高离心速度着手[4]。

3.3 含油污泥的化学调质

含油污泥的化学调质主要是通过投加助剂、加温和投加絮凝剂等手段改变含油污泥性质,使高度分散的污泥颗粒、油珠或乳化油进行电中和、网联架桥,从而使污泥颗粒间发生凝聚,最终变成大颗粒以至大块凝聚体,从而改善其固液分离性能[5]。

3.3.1 加温预处理

将储存有含油污泥的污油储罐T-12/1～3通过罐底蒸汽蛇管加温至70～80℃,破坏乳化油(W/O,O/W)的乳化状态,进行脱水操作。同时,通过加温可降低石油烃类物质的黏度,有利于油、水、固三相分离。工艺流程见图1。

3.3.2 絮凝剂的选择

本试验用无机絮凝剂聚合铝和有机絮凝剂聚丙烯酰胺对含油污泥分别进行絮凝试验,相对分子质量PAM3>PAM2>PAM1>聚合铝,试验结果见表1。

由表1可知,阳离子絮凝剂好于阴离子絮凝剂,这是因为阳离子能中和含油污泥胶体表面所带的负电荷,使体系脱稳。有机高分子絮凝剂的絮凝效果要好于无机絮凝剂,是因为相对分子质量增大,分子链增长,有利于对胶体颗粒的捕集和桥连。但分子链太长,也不利于对胶体颗粒的网捕和吸附[6]。

3.3.3 絮凝剂投加浓度

投加絮凝剂的溶质浓度太大,絮凝剂在污泥中的分散效果明显降低,不利于扑俘粒子;而浓度太小又会使絮凝速度减慢而导致絮凝剂的用量增加,从而增加离心机的容积负荷。经反复试验,确定投加絮凝剂的溶质浓度以0.2%～0.3%为宜。

3.3.4 絮凝剂的投加量

絮凝剂的投加一定要有准确的可调手段。投加量小起不到作用,絮凝效果差,而投加量大一方面造成浪费,另一方面加药量超过一定的限度会形成反胶体,使介质无法分离。絮凝剂主要是通过架桥和电中和产生作用。当絮凝剂用量过大时,会产生两个副作用:一是使电荷中和过量而逆转;二是对胶粒表面产生保护作用。所以在生产过程中选用流量可调的计量泵,并在药泵的出口安装小流量流量表进行准确投加是必要的。药剂投加量与离心机入口含油污泥的固含量有关。如果油泥固含量较高,药剂投加量较大;如果油泥固含量较低,药剂投加量较小。药剂的投加量是否合适,在其他条件不变的情况下,主要根据出口泥饼含水率(一般在70%～80%)的高低和滤液固含量的浓度确定。药剂投加量一般控制在300～500 L/h。

3.3.5 使用化学药剂调质

本实验向含油污泥中投加脱水剂,破坏含油污泥中胶体的稳定性,使水、固、油三相有效分离,提高离心效果。在保证药剂的投加不增加离心机的容积负荷前提下,确定投加量为100～200 L/h为最佳。

3.4 离心机参数的选择

3.4.1 转筒转数

根据离心机的工作原理,一般情况下,转速越高分离效果越好,滤饼越干,滤后液越清,轴功率也越大。但并不是转速越高越好,对于易沉降的介质,转速越高,轴功率越大,容易引起固料来不及推出,造成物料堵塞;对于不易沉降的含油污泥,转速高到一定数值后,会出现分离效果下降,产泥量减少,滤液中固含量上升的现象。主要因为油泥通过絮凝剂作用而凝结成的胶合物不很稳定,在一定的外力作用下又会分开。因为含油污泥内部包含由架桥作用和范德华力牵引而成的两部分——高分子絮凝剂和含油较高的胶粒。虽然作为整体后,其综合密度略大于油水混合物,然而作为内部个体,含油较高的胶粒的密度小于高分子絮凝剂的密度,因此,随着离心机转速增大,含油较高的胶粒和高分子絮凝剂的密度差引起的离心力随之增大,当该离心力大于相对稳定的胶合物内部两组成之间的架桥作用和范德华力合力时,絮凝作用失败,胶合物稳定系统被破坏,因而出现分离效果下降,产泥量减少的现象[7]。从表1可知,在静置时间相同的情况下,PAM2比其他絮凝剂效果要好,故选择作为离心试验的絮凝剂,同时做空白试验。经试验发现只有当离心的转速在2 000 r/min以上时污泥絮体才能形成明显的固液分层现象。测定转速在2 000、2 500及3 000 r/min时絮凝体系的固液分离情况,结果见图2,可以看出,3条曲线的斜率依次增大,这表明分离效率随着转速的增大而显著提高。

3.4.2 差转数

差转速的大小主要取决于离心机所需排渣量的大小,污泥脱水时,离心机差转速不能过高,因为差转速过高时,由于转鼓内流体的挠动加快会增大流体对湿沉渣的冲刷,增大分离液中的含固量,降低固体回收率从而影响分离效果。差转速过低又会明显降低螺旋的输送效率,使差速器受到的扭矩过大损坏差速器。由于含油污泥黏度大,固液难分离,和絮凝剂反应时间长,因此差转速不宜过大。试验研究证明,用于含油污泥脱水时,离心机的差转速以3～5 r/min为宜。

3.4.3 离心机处理量

离心机的处理量是指能达到分离要求的最大的进机流量。当进料流量过大时,离心机转鼓内的渣层增厚,沉渣层表面松散的微粒容易被冲刷,从而明显降低分离效果。

3.5 最佳工艺参数确定

为保证在达到处理效果的同时,不对水、电、蒸汽、药剂等造成浪费,本试验确定了最佳的处理工艺参数,见表2。

3.6 回收油品质分析

离心机滤液线流出的分离液即是打算送装置回炼的回用油,该污油经滤液线送往集油井,再经泵拣到污油罐进行加温脱水。

4 结论

1)通过对含油污泥进行加温、投加化学药剂调质等预处理,可有效降低含油污泥的黏性,从而实现固液快速分离。

2)通过对含油污泥投加有机高分子絮凝剂可使高度分散的污泥颗粒、油珠或乳化油进行电中和、网联架桥,使污泥颗粒间发生凝聚,从而改善固液分离性能。

3)经过卧螺式两相离心机处理过的含油污泥,分离液含油可达88%,可送往生产装置回炼,泥饼可进行填埋或焚烧。

4)锦西石化污水处理车间运用离心分离技术处理含油污泥成功解决了长期困扰企业的污油中含泥高装置无法回炼的难题,使污油重新实现炼制,实现了对含油污泥的资源化利用,避免了企业资源浪费和能源损失,在取得环境效益的同时,又产生一定的经济效益。

摘要：对锦西石化含油污泥进行分析和研究,根据含油污泥黏度大、固液难分离的特点,通过对含油污泥进行化学调质,运用卧螺式两相离心机进行离心分离,回收油可达到回炼要求,从而实现含油污泥的资源化利用。

关键词：含油污泥,离心机,资源化

参考文献

[1]徐如良,王乐勤,孟庆鹏.工业油罐底泥处理现状与试验探索[J].石油化工安全技术,2003,19(3):36-39.

[2]黄戍生,常文兴.从含油污泥中回收原油[J].环境保护科学,2001,27(4):7-8.

[3]王万福,何银花,谢陈鑫,等.含油污泥资源化技术综述[J].油气田环境保护,2006,16(3):47-49.

[4]王毓仁,陈家伟,孙晓兰.国外炼油厂含油污泥处理技术.炼油设计[J],1999,29(9):51-56.

[5]金一中,陈小平,陈雪明,等.含油污泥处理技术进展[J].环境污染与防治,1995,20(4):30-32.

[6]申迎华,王斌,王忠忠.有机高分子絮凝剂在污泥脱水中的应用[J].高分子材料科学与工程,2004,20(5):55-58.

[7]谭蔚,杨培志.加强箍分布参数对离心机转鼓应力的影响[J].流体机械,2009,37(2):19-23.

污泥资源化利用 篇2

摘要：由于城市污水处理厂不断建成与使用,污泥量的增加速度越来越快,大量未稳定处理的污泥已成为沉重的负担.如果污泥不及时处埋,将会引起严重的.二次污染.通过对当前污泥处理与处置技术发展现状、经济属性的分析,结合实例,探讨了我国城市污水处理厂污泥的处理和处置的主要途径并分析其优缺点,从而使我国城市污水处理厂污泥达到无害化处理、资源化利用与产业化发展的目的.作 者：宿翠霞 王龙波 李凌霄 曹军 Su Cuixia Wang Longbo Li Lingxiao Cao Jun 作者单位：宿翠霞,王龙波,李凌霄,Su Cuixia,Wang Longbo,Li Lingxiao(中国海洋大学环境科学与工程学院,山东,青岛,266003)

曹军,Cao Jun(山东省日照市建设委员会排管处,山东,日照,276800)

PACT法污泥的综合利用 篇3

关键词:PACT 污泥处置 利用 资源

中图分类号:X52文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0150-01

江苏省泰兴市滨江污水处理总厂(下简称:市污水处理厂)是市经济开发区重要的配套企业,负责收集和处理区内企业在生产过程中产生的污水,日处理能力为3万吨。由于开发区内的污水中含大量有害有毒物质,可生化性差,所以工艺采用“物化预处理+A2/PACT”法,利用粉末活性炭的吸附作用,大幅度降低有害有毒物质浓度,充分发挥活性炭和微生物的协同增效作用,污水经处理后,水质可达到《污水综合排放标准》一级排放标准。市污水处理厂的污泥处理比较简单,剩余污泥经污泥浓缩池浓缩后,加高分子絮凝剂,用带式压滤机脱水,脱水后的干污泥能否进行妥善的处理,是很重要的,要避免产生的二次污染,必须加强污泥的综合利用。

1 目前国内污泥处置的几种方法

对污泥的处置现在大致是以下几种方法:堆肥、填埋、焚烧、低温热解等。市污水处理厂处理的污水主要是化工污水,污泥中含的污染物质还是很多,显然不适宜堆肥。填埋则需要占用很大的场地,这会浪费宝贵的土地资源,而且污泥中的污染物质会渗漏污染地下水,填埋场地需作防渗处理,费用并不便宜。焚烧的优点非常多,但高昂的费用是企业难以承受的。低温热解的方法在国内的应用并不多。

2 市污水处理厂的污泥处置方法

市污水处理厂的污泥中除含微生物、各种污染物外,还含有大量的粉末活性炭。对活性炭进行再生,应该是污泥处置的一种很好的方法,但我们试验的结果是得不偿失,放弃了。市污水处理厂的污泥处置主要是以下两种方法,以第一种为主。

(1)市污水处理厂附近有一家制砖企业,把污泥送给砖厂和粘土按一定比例混合后,进行制砖,检测的结果表明,这样制砖质量还好一点。这是一种双赢的结果,砖厂除每年得到一笔可观的污泥处理费外,降低制砖成本;市污水处理厂在付出合理的费用后,也彻底解决了污泥的二次污染问题,使污泥变成了一种资源。

(2)污泥中含大量的微生物,活性也很好,每年都有许多企业到市污水处理厂拉污泥回去进行接种。

3 剩余污泥的深度利用

如上所言,剩余污泥中含大量的微生物和活性炭,如果在剩余污泥排到浓缩池之前我们再对之加以充分的利用,那就更好了。剩余污泥之所以還能发挥作用是因为:

(1)剩余污泥中的活性炭在市污水处理厂好氧池吸附达到饱和后,将它改变使用条件,仍然具有一定的吸附能力。我们曾对脱水后的污泥进行碘值吸附的检测,发现还有240毫克/克左右。

(2)剩余污泥中的微生物量很大,可以直接吸附污水中的胶体物质和悬浮性的物质,去除部分CODCr。

(3)市污水处理厂处理的污水是开发区的混合污水,污水中污染物的种类很多,在此环境下能生存的微生物具有极强的适应能力,对开发区内的污水能很快的适应。

开发区有一家染料生产企业,产品种类经常更换,污水水质变化很大,污水中CODCr在2000～9000mg/l之间。该公司的污水处理工艺全部采用物化方法,工艺复杂,处理成本高,但处理效果很差,出水达不到市污水处理厂的接管标准。为保证市污水处理厂的达标排放,开发区内所有企业的污水必须预处理达到接管标准后才能送市污水处理厂,接管标准中有一个很重要的指标就是CODCr≤500mg/l。

为了解决该企业的后顾之忧,市污水处理厂决定将原先废弃的一座反应沉淀池改造成A/O池,充分利用剩余污泥,用管道将该企业的污水单独输送过来进行处理。为此,我们根据将来运行的参数在化验室先进行小试,结果令人满意。

(1)小试的步骤:取该公司的污水,加液碱将pH调至中性,与剩余污泥按1︰1的比例混合(剩余污泥沉淀之后的上清液CODCr大概为150mg/l),放到烧杯中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,以保证污泥不沉淀,搅拌时间为4小时,搅拌停止后沉淀,取上清液测CODCr。然后对混合液进行曝气,24小时后测上清液的CODCr。

(2)小试的结果。

我们是从2010年8月17日开始做下试的,结果见表1(CODcr的单位为mg/l)。

4 结语

(1)我们用剩余污泥和该公司的污水按1∶1的比例混合,先对污水进行稀释,降低污水的CODCr浓度,提高污水的可生化性,污泥浓缩池的上清液和污泥脱水产生的污水都回流到调节池进行再处理的。

(2)8月17日到8月23日,该公司的污水水质变化非常大,但由于充分发挥了剩余污泥中活性炭的吸附能力和微生物极强的适应能力。出水的CODCr非常低,即使考虑到实际处理效果,出水达到接管标准应该没有问题。

(3)现我们将改进的反应沉淀池中曝气之后的混合液,直接用管道接到污水厂反应沉淀池的进口处,利用污水厂沉淀池进行沉淀,这样还可以使剩余污泥和预处理的污泥混合充分,便于以后污泥的脱水。

5 讨论

城镇污水污泥的建材资源化利用 篇4

1 污水污泥的组成及特性

污泥的组成、性质和数量主要取决于废水的来源和污水处理工艺。污泥按照来源可分为:栅渣来源于格栅, 包括粒径足以在格栅上去除的各种物质;无机固体颗粒来源于沉砂池, 其数量约为30 cm3/m3, 这些固体颗粒中可能含有有机物, 特别是油脂;初次沉淀污泥来源于初次沉淀池, 通常为灰色糊状物;剩余活性污泥来源于二次沉淀池, 是传统活性污泥工艺等生物处理系统中排放的剩余污泥, 其中含有生物体和化学试剂;化学污泥来源于化学沉淀池, 指混凝沉淀工艺中形成的污泥, 其性质取决于采用的混凝剂种类[2]。城镇污水处理厂污泥的基本理化成分如表1所示。

污泥含有多种有毒有害物质, 易于腐化发臭、颗粒较细, 相对密度约1.02, 含水率高且不易脱水, 属于胶状结构的亲水性物质[3]。一般来说, 污泥由固相和流动相组成。固相包括有机物和无机物, 有机物包括生物质类物质如纤维素、木质素等, 化合物如腐殖质、醇、酸、芳香族等, 以及微生物和毒害性有机物等。无机物包括毒害性元素以及无机矿物元素Si, Al, Fe, Ca。无机矿物元素通常对环境而言是惰性的, 但对污泥中重金属存在形态和污泥制建材的适用性有较大影响。污泥流动相主要由水及溶于水中的各种有机和无机物质组成。

污泥特性是污泥利用、处置的重要依据, 其主要特性如下:污泥中营养物质含量高, 如蛋白质、碳水化合物和脂肪, 以及N、P、K等植物生长所必须的微量元素;污泥中重金属离子含量高, 如Cu, Pb, Cd, Zn, Cr, Ag和Ni等有害有毒重金属;污泥中有毒有机物与微生物含量高, 病原体主要有细菌类、病毒与虫卵, 随着污水污泥的排放, 将会对居住环境和人体健康造成不利影响;污泥的C/N比、p H值和碱度高;污泥的可燃性和热值较高, 污水污泥的燃烧热值为5 000 k J/kg~12 000 k J/kg, 个别达到15 386 k J/kg[4], 污泥的可燃性有利于污泥的建材资源化利用, 大多数建材制品在生产过程中均需要烧制, 利用污泥的热值可以节约能源。

2 污水污泥的建材资源化利用

污泥中含有丰富的营养物质, 可以作为肥料, 但污泥中也含有有毒有害的重金属元素以及多种病原体, 可能会对环境和人体健康造成不利影响, 因此污泥在农业方面的应用受到了极大的限制。而污泥填埋需要占用大量的田地, 处理成本很高, 而且随着城市的发展, 需找填埋用地也变得愈发困难。污泥焚烧可以显著减少污泥废弃物的处置量, 但成本过高, 且污泥焚烧带来的二次环境污染也极大地限制了这种处置方式的推广应用。通过对污泥成分和组成的分析可知, 污泥中除了有机物外, 还含有20%~30%的无机物, 主要是富含Si, Al, Fe, Ca等元素的矿物质, 这与许多建筑材料的原料组成相近, 因此用污泥制造建筑材料具有明显的可行性和可持续性。

2.1 污泥制砖

污泥制砖主要有3种方法[3,5], 一是使用干化污泥直接制砖;二是用污泥焚烧灰制砖;第三种是将脱水污泥与配料 (粉煤灰、页岩等) 混合制砖。

用干化污泥直接制砖时, 需对污泥的化学成分作适当调整, 使其与制砖粘土的化学成分相当。为了提高制砖强度, 首先对污泥进行除臭处理, 然后加水使其含水率达到90%以上, 再用化学方法 (按水不溶和弱酸不溶) 去除重金属, 同时进行破胶处理 (防治污泥胶结, 影响污泥脱水) 、助滤及颗粒分离, 最终进行重力真空分离生产制砖材料[3]。赵伟等[6]研究了利用污泥为部分原料生产页岩砖的生产试验。研究表明, 在页岩粉中加入质量百分比为10%的干污泥烧结成砖, 砖的各项性能符合国家标准, 不仅可以节约燃煤和矿物资源, 提高砖的隔热保温性能, 还可以大量利用污泥。李淑展等[7]将污泥粉与配料加水混合后, 压制成型或烧制地砖, 通过对砖的抗压、抗折、抗磨损性能、腐蚀性能及影响因素进行检测和分析, 表明随污泥含量增加, 砖的抗压强度显著下降, 抗折强度略有增加;细粒径污泥粉配料有利于提高制品整体强度;采用复合材料结构可提高制品的抗压强度;成品的抗磨损性能优于普通砖, 略低于普通市售陶瓷砖。这种地砖的水浸出液不具有腐蚀性能, 且污泥中所含重金属被很好固化在砖中不能渗出。

将污泥焚烧灰与粘土混合制砖, 其中污泥焚烧灰的掺量可高达50%, 砖的综合性能好, 但没有利用污泥的热值。Nagaharu Okuno[8]曾报道过用100%的下水道污泥燃烧灰制砖, 在日本已有8家这样的公司。污泥燃烧灰制砖的成型压力很高, 100%灰粒的最佳成型压力为98 MPa, 在1 020℃左右烧成。但也存在一些问题, 在湿气的作用下, 砖表面会生长苔藓或是泛白。要解决这些问题, 可以提高烧成温度与进行表面化学处理[9]。

利用污泥烧制建材制品时可将含水率约为85%的污泥与粉煤灰或页岩等原料以适当比例混合, 这种方法可有效利用污泥中的水分, 减少污泥的处理工艺, 具有一定经济效益。任伯帜等[10]进行了粉煤灰-粘土砖烧制过程处理污泥的试验研究, 结果表明, 在生产粉煤灰-粘土砖时可以掺入30%污泥, 显著减少了粘土用量, 烧制成品性能可达国家标准《烧结普通砖》 (GB 5101-2003) 要求。在整个粉煤灰-粘土烧制砖过程中, 含水率为80%的污泥的资源化利用率高达50%。

2.2 污泥制陶粒

陶粒可以用于配置轻集料混凝土、生产轻质墙体材料、做屋面保温等。陶粒及其制品具有性能优良、节能显著、用途广泛等特性, 自20世纪中期问世以来, 在各国大量使用。污水污泥含有较高的有机质, 烧结收缩率大, 不能单独烧制陶粒, 必须配合其他材料一起烧制。

污泥陶粒最早是由S.Nakouzi等提出, 以污水污泥为主要原料, 掺加适量粘结材料和助熔材料, 经过加工成球、焙烧而成。K.J.Mun[11]用湿的污水污泥与烘干磨细粘土混合, 制备出密度700 kg/m3~900 kg/m3, 吸水率20%~25%的陶粒, 并进行了配制混凝土的研究。Ing-Jia Chiou[12]等用污水污泥焚烧灰、膨胀粘土进行了烧制陶粒的研究。Su-Chen Huang等[13]用采矿重金属污水污泥和高炉飞灰通过隧道窑制备陶粒。Chen-Chiu Tsai等[14]研究了利用污水污泥制备陶粒时Si O2与Al2O3的比例的影响, 结果显示, 无定形的Si O2可以显著降低融化温度并能增强发泡, 而Al2O3有助于提高强度。重庆大学钱觉时等[15]发明了一种污水污泥页岩陶粒的制备方法, 是以污水处理厂直接排放的污水污泥和普通页岩以及石灰石粉或电石渣粉等助熔材料为原料, 先将页岩磨细成页岩粉, 再将污水污泥、磨细的页岩粉以及助熔材料混合均匀, 再造粒成球, 然后入窑经过干燥、预热、焙烧的烧制过程后, 出窑自然冷却而成。经测试, 采用此发明方法制备的污水污泥页岩陶粒的主要性能达到或超过《轻集料及其试验方法》 (GB/T 17431.1-1998) 的要求。

此外, 用污泥烧制陶粒可以显著降低重金属的危害。重金属具有剂量小、危害大、易富集等的特点, 一直是限制污泥农业利用的最主要的原因。即使是植物必须的微量元素, 如Cu和Zn等, 其在土壤中的含量超过了一定浓度, 也会对植物产生毒害作用。同时, 这些有害重金属元素也会随着食物链和水源进入人体, 威胁人体健康。而利用污泥烧制陶粒, 重金属可被固化于陶粒中不易浸出, 不会对环境造成污染[16]。

2.3 污泥制水泥

水泥行业对污泥这种二次资源的利用会产生节约原材料和能源两方面的效益, 而且对环境的污染最小。污泥虽然成分复杂, 且含有大量的有害物质, 但是污泥具有较高的烧失量和热值, 扣除烧失量后, 其化学成分与粘土质原料相近, 污泥中的主要化学成分是Si O2、Al2O3和Fe2O3, 这和水泥原料中的硅质原料相同。在水泥生产中, 污泥不仅可以部分替代粘土用于配料, 而且还起到提供热值节约燃料的作用[17]。漆宏[18]利用重庆市长寿、涪陵、渝北、垫江及丰都5个区县的活性污泥, 探讨了利用城市污泥中有机和无机成分生产水泥的可行性, 结果证明, 采用水泥窑头窑尾污泥双掺组合生产工艺, 用污泥生产生态水泥是可行的。日本[19]研究人员将城市垃圾烧成灰 (日本称之为烧却灰) 和下水道污泥作为原料制造水泥, 不仅能降低废弃物处理的负荷, 还节约了资源和能源。

2.4 污泥制生化纤维板

利用污泥中蛋白质的变性作用, 在碱性条件下将其加热、干燥、加压后, 可制成活性污泥树脂, 再与漂白、脱脂后的废纤维胶合起来, 压制成板材, 即生化纤维板, 可以达到国家的三级硬质纤维板的标准[20]。

3 结语

污泥资源化利用 篇5

山东恒冠化工科技有限公司是隶属于山东省科学院的省级高新技术企业,多年来致力于环保技术的.研究和开发.该公司拥有一支高素质的研发、设计专业人才队伍,技术力量强,科研、生产、检测设备先进,并集学术、科研、设计、生产、销售、服务于一体,建立了环境领域技术研究开发平台.公司依托山东省科学院新材料研究所具有自主知识产权的科技成果,走科技产业化的道路,形成了自我发展、良性循环的运作模式,拥有国家发明专利10余项.

作 者：刘丰 李静 刘秀玉  作者单位： 刊 名：造纸信息 英文刊名：CHINA PAPER NEWSLETTER 年，卷(期)： “”(12) 分类号： 关键词： 

污泥资源化利用 篇6

【关键词】小型污水处理厂；污泥处理；近自然处置利用技术；管理；研究

前言

我国现代城市的污泥处理方式主要是利用机械设备将其脱水后，在实施卫生填埋，但是该方式的缺陷在于污泥一般没有达到相关排放标准，且在填埋是还会出现二次污染问题，或者引起其他的环境问题。我国对于环境保护的重视程度日益加深，污水处理规模逐渐提高，污泥处理也成为较为突出的方面，直接影响到了整个污水处理行业的稳定发展。在减少污泥量，使之无害化的处理中，主要技术包括厌氧消化、浓缩脱水、好氧发酵、焚烧、干化、堆肥等。如果污水处理厂的规模较大，可以选择厌氧消化、堆肥、焚烧等方式进行处理，并充分利用资源，但是许多小城镇中的污水处理厂规模较小，投资有限，且运营管理水平不足，污泥近自然处置利用技术则是其较为理想的处理方式，适用于好氧稳定污泥、厌氧污泥和消化污泥的处置，能够将污泥实现资源化。

1.污泥土壤化植物滤床的基本原理

在进行污泥脱水及土壤化的过程中，最为关键的环节即是滤床上种植的各类植物把污泥当做营养物质，将其吸收后，在虑床中快速生长。在虑床中种植特殊的植物，并将污泥置入滤床后，其中所含的部分水分被植物根系直接吸收，设置于虑床底部的滤液收集系统则将部分水分收集起来，并输送至污水处理系统，最后植物叶面将其他水分蒸发，即完成了污泥的自然脱水。污泥中包含一定的有机质，其在微生物降解的作用下，被植物吸收利用，污泥性质逐步稳定，该过程即为土壤化的过程，最后形成营养成分较为均衡营养土。沉积污泥的结构也会在植物长出的茎和根的翻松作用下得到良好的改善。上层污在亚铁酸作用在，逐渐变化为黑色，已经实现土壤化的下层污泥则呈现出棕色并除去了气味。该虑床相较一般的虑床，未种植物的条件，该虑床滤床大大加强了微生物的作用，提高了对已有机物的分解及降解的效率，有效的改善了土壤化污泥的性质，进一步提高土壤化污泥的土地利用。土地滤床中的植物在经过一段时间的生长后，直接将其收割，并与园林绿化垃圾进行堆肥、利用其进行造纸或者直接制作成燃料，充分利用资源，发挥出最大的效益。在该虑床运行半年左右，在植物的作用下即可实现矿化，转变为土壤。最终可以利用其进行绿化园林、改良土壤或者进行生态种植。该技术的优势在于能够在不消耗能量的条件下将污泥脱水、减量，并保持性质稳定[1]。

2.技术特点

污泥土壤化植物滤床是一种近自然的污泥处置利用技术，其能够通过简单的操作、维护及管理过程对湿污泥直接进行脱水，有效的减少污泥的体积，提高含固率，效果较为良好，运行稳定，大量节减少了污泥浓缩处理的各项费用，包括设备投资、能源消耗、运行费用、管理费用、运输费用、填埋处置费用等，最终达到污泥的无害化、资源化处的目的。

3.污泥土壤化植物滤床的设置及管理

3.1设置污泥投加系统。污水处理厂一般有剩余污泥的收集和储存设施，可以对其进行简单的改造，充分利用其功能。一般情况下，土壤化植物滤床的建设位置处于厂区标高以下，污泥储存池与土壤化植物滤床存在一定的高差，可以利用该高差使污泥从储存池流动至土壤化植物滤床。如果需要控制污泥投入量，可以在与污泥储存池相连接的投加管线中设置快开阀门。污泥应在无压的条件下投加，防止植物种植层受及已经土壤化的污泥由于泥液流速而被冲蚀。在污泥投加的过程中，由于各种因素的影响，管线可能被堵塞，因此可以将管径适当扩大[2]。

3.2制作防渗滤床。防渗滤床的制作可以利用抗渗效果良好的钢筋混凝土水池，或者设置了防渗膜的土池。设置了防渗膜的土池具有较好的经济效益，且建设也较为方便，成本低。一般情况下，其需要使用厚度为1.5mm的HDPE膜作为其防渗膜，并保障搭接处的焊接质量，使之具有良好的防渗效果。在防渗膜底部基层和防渗膜表面需要铺设一定厚度的细砂，或者使用土工布加细砂，制作成防护层，避免防渗膜免受到破坏而影响防渗效果。该虑床的有效使用深度为1.6m左右，使用寿命为6年左右。在一段时间后，污泥填满，可以将其清空后，重复利用。滤床底部应设置向滤液收集管一侧倾斜2%左右的坡度，便于收集及排出滤液。由于污水处理厂的污泥处理工艺有较大的不同，滤床的过滤负荷需要设计成不同的参数[3]。

3.3滤液收集系统。在滤床底部一侧设置滤液收集管线布置。可以使用使用直径超过100mm的穿孔HDPE管，便于清通及维护工作。其一端连接至滤液收集井，另一端则需要预留清通口，且收集管上方与植物种植层之间，需要设置厚度为20cm的保护层。如果滤床面积不超过100m2，滤液收集井可以设置为0.5m3；如果滤床面积超过了100m2时，滤液收集井则需要设置为1m3。

3.4植物种植层。滤床上种植的植物需要具有较为发达的根系，茎叶茂密，能够抵抗病虫害，耐污能力较强，并适于本土生长，如果考虑到经济效益，还需要其具有一定的经济价值，一般较为适合的植物包括水花生、芦苇、大米草、香蒲等，其中芦苇的根系较为发达，输氧能力良好，且活性物质的表面积较大，是污泥土壤化植物床较为理想的选择。种植层的土壤厚度保持在15cm最有，种植密度一般为15株/m2。如果选择芦苇作为种植植物，一般需要移栽，先将有孢芽的芦苇根分剪，尺寸为10cm，再埋入土中4cm的位置，端部暴露至地面。

3.5运行管理措施。要保障虑床的运行效果，其管理也是十分重要的，包括污泥的投加及清空虑床，具体措施如下：①污泥的投加 在滤床的运行初期两年左右，需要严密监控植物的生长状况，观察其对于污泥环境的实用性。初期运行时污泥投加量不宜过大，时间间隔也应适当。在植物已经能够正常生长后，两次污泥投加时间的间隔应保持1周左右。如果处于冬季，则需要超过1周。此外，还需要根据当地的气候条件适当调整；②滤床清空 滤床的规模不同，使用寿命也会有所区别，一般条件下为5～10年。在清空滤床是应在春季进行，植物可以重新发芽，继续生长。如果虑床属于设置了防渗膜的土地滤床，在清空的过程中应对防渗膜采取必要的保护措施，发现有损坏的部分，及时修补，保障其防渗效果[4]。

4.总结

现代社会对于环境的要求逐渐提高，城市污水的排放量增加，污水处理厂的工作量增大，污泥的处理也成为了难题。科学技术的进步，使得污泥的处理有了更多的选择。规模较小的污水处理厂可以选择污泥土壤化植物床技术，其优势在于运行管理简单、成本费用较低并能有效的节省能源，并符合污水处理厂污泥治理的各项原则，包括减量化、无害化、稳定化、资源化等，充分利用植物床的生物化学作用，将污泥转逐渐化成为土壤基质，无需利用其它的外部动力，即能够有效的利用资源，促进节能减排，并发展循环经济，是较为理想的技术方式。

参考文献

[1]冯凯，黄鸥.石灰调质与石灰干化工艺在污泥脱水中的应用[J].给水排水，2011（05）：7-10.

[2]马小杰，张轶群，励建全.上海青浦污水处理厂污泥好氧发酵新技术应用[J].中国市政工程，2010（06）：31-33.

[3]王站巧.小城镇污水厂污泥处理处置的可持续发展之路[J].内蒙古科技与经济.2011（10）：13-14.

污泥资源化利用 篇7

江河淤泥成分非常复杂,包括混入河水中的泥沙、纤维物质、生活垃圾等固体颗粒,还含有丰富的有机物及其滋生的微生物、重金属以及盐类[1]。但是河道周边可用于污泥处理的场地却有限,若不及时处置,不仅会堵塞河道,引发洪涝灾害,同时也会使水体富营养化,造成水质污染[2,3,4]。污泥中含有较多的有机质,有机质还会滋生较多病源菌和寄生虫卵,有的河底污泥中还有较高含量的重金属,如果处理不当,会对环境造成严重的二次污染[5]。

目前国内外对江河污泥处理研究较多,比如清洁填埋,污泥富含有机质可作堆肥,还可以代替黏土作为建筑材料的原料,从而实现资源有效利用[6]。利用污泥具有热值较高和质轻的特点,可以将污泥脱水后以20%~50%的比例混入黏土,制备满足实际生产要求的轻质节能砖[7]。此外,还可以利用污泥中的有机质成分作为内燃组分,降低产品烧结所需的能耗[8]。 同时,在坯体高温焙烧过程中,可将污泥中的病源菌和寄生虫卵杀死,而重金属成分则被固结在铝硅酸盐矿物组成中,彻底避免了污泥的二次污染[9]。

本文探讨江河污泥制作地砖和建筑用砖的可行性,首先采用对污泥相组成和化学成分进行分析,得到最佳燃烧温度, 然后对所制备的烧结砖进行抗压、抗折、收缩率等物理性能测试,并联系制备工艺,简要分析了影响烧结砖性能的主要因素。

1试验

1.1试验原料

(1)河道污泥:取自宁波市江河,经脱水、烘干、碾碎后,用28目标准筛分制成粒径小于0.63 mm的污泥颗粒。

(2)黏土:取自山东淄博市附近山上,呈黄色,含水率为20%左右。

(3)砂,粒径0.63~4.75 mm;卵石,粒径大于4.75 mm;煤灰,粒径小于4.75 mm。

1.2试验方案

根据试验设计配合比方案(见表1),按比例分别称取适量污泥、黏土和骨料,采用JJ-5行星搅拌机充分混合。随后将混合物料装入尺寸为40 mm×40 mm×160 mm的三联模中,再将其置于砂浆振动台和混凝土振动台充分振实,获得致密的坯体。为了防止砖坯在热处理过程中出现严重收缩或开裂,所得砖坯在热处理前还需陈化处理。首先,砖坯在室温条件下搁置1 d,然后将其放入50 ℃鼓风烘箱中干燥12 h,再将其放在通风处自然干燥1 d。

污泥制砖的烧结过程采用二段热处理工艺,主要步骤为: 首先将砖坯置于马弗炉,以5 ℃/min升温至600 ℃,保温60 min; 再以相同升温速率加热到900 ℃,并保温100 min;最后自然冷却,即得到样品。

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1.3测试方法

本试验样品水溶性盐总含量按NY/T 1121.16—2006《土壤检测第16部分:土壤水溶性盐总量的测试》进行测试;有机质含量按GB 9834—88《土壤有机质测定方法标准》进行测试;采用X射线荧光谱仪(ARLADVANT'XIntelli PowerTM4200型,美国Themo Fisher公司生产)对材料元素组成和相对含量进行测试;利用粉末多晶X射线衍射仪(Rigaku Ultima IV Powder X-ray diffractometer)对材料进行物相分析,辐射源为Cu-Kα(λ=1.546×10-10m),管电流为80 m A,管压为40 k V,连续扫描方式来采集数据,扫描范围为2θ=10°~80°;采用扫描电子显微镜(Hitachi SU8010或捷克泰思肯公司生产的Bruker VEGA3)观察材料表面形貌;采用600 k N液压万能试验机对试样进行抗压强度测试。

2结果与讨论

2.1江河污泥样品的测试分析

2.1.1污泥中水溶性盐总含量和有机质含量测试及分析

测试取样点为不同部分和位置的10组污泥样品,测试结果如表2所示。

由表2可知,污泥样品的可溶性盐含量为3.80 g/kg,处于较低水平,符合烧结砖生产基本要求。与此同时,污泥样品有机质含量为8.56%,可在热处理中提供可燃性物质,降低能耗需求。

2.1.2 XRF测试

表3为未处理污泥和不同热处理温度处理后污泥样品的XRF测试结果。

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由表3可知,未处理污泥和热处理后污泥样品的主要元素组成均为Si、Al、Ca、Fe、Mg、K、Na,其中Si元素所占质量百分数最高,超过28%,Al元素含量不到10%。比较各样品的成分,热处理的温度越高,重金属元素(如Cr、Cu和Co等)含量越少,这是由于重金属元素在热处理后以离子晶体化合物形式固化于烧结后的污泥中,游离含量大幅降低,不会在作为建材使用时散发到周围环境中。

2.1.3 XRD分析

为了进一步确定污泥及其热处理样品的物相组成,采用XRD对样品的相结构作简要分析,结果见图1。

由图1可知,未处理污泥及热处理后样品的主要物相均为石英。仔细观察还可发现,样品中还含有少量长石、绿泥石等。随着烧结温度升高,石英相的特征衍射峰强度不断升高, 表示样品结晶性不断提高。同时,绿泥石相和长石相的特征衍射峰强度逐渐减弱,结晶性降低,表明绿泥石相和长石相在烧结过程中不断转变为其它物相。

2.1.4 SEM分析

图2为不同热处理温度下处理后污泥样品的SEM照片。

从图2可以看到,污泥样品在800~1000 ℃条件下烧结后,其形貌均为由不规则颗粒构成的块体。如图2(a)和(b)所示,当热处理温度在800~900 ℃时,污泥样品表面随烧结温度升高趋于平滑。这表明在高温烧结条件下,样品玻璃化程度不断提高,气孔率下降,样品致密度加大,强度提高。当热处理温度提高到1000 ℃时[见图2(c)],样品开始呈现松散状,孔隙增多,结构不够紧密,因而强度可能会有所下降。综上可知,污泥样品的最佳烧结温度应在900 ℃左右,故以下采用900 ℃ 作为烧结温度制备烧结砖。

2.2污泥烧结砖性能测试与结果分析

烧结砖在烧结过程中会因水分流失或物相转变发生收缩,过高的收缩率会导致砖块尺寸出现严重偏差,甚至发生开裂或破损。按照GB/T 2542—2003《砌墙砖试验方法》对不同污泥掺量无骨料烧结砖的收缩率和抗压强度进行测试,结果见图3。

从图3可见:

(1)污泥烧结砖的收缩率随着污泥掺量的增加而增大。这主要是因为污泥中含有一定量的有机质,且污泥易于吸水,具有较高的含水量。当污泥掺量增加时,坯料可塑性增加,即含水率增大,在砖坯烧结过程中,有机质不断挥发,故收缩率也随之增大。但总体来看,1#~3#污泥烧结砖样品(污泥掺量低于40%)的平均收缩率低于15%,处于正常范围内,符合GB 5101— 2003标准要求。

(2)随着污泥掺量增大,烧结砖抗压强度呈现先提高后降低的趋势。这是因为黏土烧结砖的主要强度来自莫来石相,而Al2O3是莫来石相的主要组分。污泥中Al元素较黏土少,当污泥掺量很低时,坯体中Al元素含量相对较高,耐火度提高,烧成温度随之提高,900 ℃的烧结温度不能完全满足烧结所需的温度,所以强度较低;当污泥掺量增加到40%(3#砖)时,烧结砖抗压强度最高达到43.3 MPa,这是由于坯体中的Al含量相对较低,耐火度低,其形成莫来石相所需的温度相对较低, 其最佳烧结温度与900 ℃相吻合;而污泥掺量继续增加时,坯体中的Al元素含量大幅下降,虽然能达到烧结温度,但形成的莫来石相较少,严重影响了烧结砖的强度[10]。

(3)3#样品的抗压强度最高,但仅使用污泥和黏土的烧结砖收缩率过高。

因此,为了改善其收缩性能,以3#样品组成为基础,分别用20%砂或卵石或煤灰作为骨料替换20%污泥,测试烧结砖的性能。图4为掺不同骨料污泥烧结砖的SEM照片,图5为掺骨料污泥烧结砖的平均收缩率和抗压强度。

由图4(a)可见,掺入砂的5#烧结砖表面没有明显的孔隙,但结构相对比较松散,致密度不高,故其力学性能可能稍差;由图4(b)可见,掺入卵石的6#烧结砖,其孔隙基本被填充,结构框架较为紧密,致密度最高,可能具有较好的力学性能;由图4(c)可见,掺入煤灰的7#烧结砖,其孔隙率高,且孔径较大,材料内部存在许多不规则孔洞,孔径尺寸在几微米到数十微米。这种多孔结构虽然有利于保温、隔热和隔声,但力学性能会受到一定的影响。

从图5可以看出,掺入卵石的6#污泥烧结砖收缩率最低,仅为7.5%,其抗压强度最高,为31.6 MPa,与SEM照片分析结果一致,符合GB 5101—2003规定的MU30强度等级要求,达到优等品烧结砖标准。掺入煤灰的7#污泥烧结砖尽管其抗压强度与掺入卵石的6#污泥烧结砖接近,但其收缩率较高(10.5%),因此尺寸稳定性方面欠缺。与此同时,由于砂子本身颗粒度较小,以其作为骨料加入污泥烧结砖,各方面性能未能得到明显改善。综上来看,采用60%黏土、20%污泥和20%卵石的烧结砖综合性能最好,既可满足实际建筑需求,又可以实现江河污泥的有效治理和利用。

3结论

(1)污泥样品中可溶性盐含量为3.80 g/kg,有机质含量为8.56%,有毒重金属(如汞、砷、铬、铜、钴)含量低于0.25%,符合GB 5101—2003标准要求,可用于生产烧结砖。

(2)当污泥掺量为40%时,最佳烧结温度为900 ℃。污泥掺量低于40%的烧结砖收缩率均低于15%,符合GB 5101— 2003标准要求。

(3)烧结温度为900 ℃时,组成为60%黏土、20%污泥和20% 卵石的污泥烧结砖综合性能最好,抗压强度为31.6 MPa,符合GB 5101—2003中的MU30强度等级要求,且平均收缩率低于7.5%,达到优等品烧结砖标准。

摘要：为了实现江河污泥资源化利用,以污泥为原料,通过传统制砖工艺,制备环保节能型烧结砖。采用XRD、XRF和SEM对污泥和烧结砖的相组成、微结构、形貌及化学组成进行表征。研究结果表明,采用污泥制砖的最佳烧结温度为900℃。当污泥含量低于40%时,烧结砖的收缩率低于15%,符合GB 5101—2003《烧结普通砖》要求,且添加适量的骨料有利于提高烧结砖的强度。当原料组成为60%黏土、20%污泥、20%卵石时,所得烧结砖的综合性能最好,其抗压强度可达31.6 MPa,收缩率仅为7.5%。

污泥资源化利用 篇8

中国是纺织、印染大国, 其用水量大, 因而排放污水量也大。纺织行业废水排放总量占工业废水排放总量的的15%。

我国纺织类废水排放主要集中在沿海地区, 包括广东、浙江、江苏、福建、山东等地。根据环境保护法, 所有印染企业都应建造废水处理设施或集中污水处理厂。在我国印染废水的处理方法主要是生物法为主, 有时也将生物法与化学法联合起来使用。主要的化学处理方法有混凝法、氧化法、电解法等;生物处理方法主要以好氧生物处理方法为主。污水处理厂污水处理出水大多能达标排放, 但是污水处理后产生大量污泥, 各地均缺乏有效处置, 本文主要从印染废水污泥的特点出发, 介绍经济有效的资源化处理方法。

2 印染废水污泥的特征

印染废水因含有大量的染料、浆料、表面活性剂和碱剂等组分, 具有色度大、有机物浓度高、碱性强和水质水量变化大等特点, 是极难处理的工业废水之一。印染废水处理所产生的剩余污泥属于危险性固体废物, 同时具有有机物含量高、热值高等特点, 其处置方式与生活污水生化处理的剩余污泥不同, 也具有资源化利用特点。

3 一般污泥处置方法分析

污泥常规的处理方式有填埋、焚烧和堆肥等几种。其中, 填埋对场地防渗和覆层处理要求严格、占地大、存在重金属释出的风险;焚烧处理费用高昂, 燃烧时会产生二噁英、二氧化硫、飞灰等有害物质;堆肥周期长, 生产过程易产生臭气, 产品市场认可度不高。

3.1 污泥的卫生填埋

污泥卫生填埋始于20世纪60年代, 是一项比较成熟的污泥处置技术。污泥既可单独填埋也可与生活垃圾和工业废物一起填埋。这种处置方法简单、易行、成本低, 污泥不需要高度脱水, 适应性强。填埋场一般为废弃的矿坑或天然的低洼地。但是污泥填埋也存在一些问题, 尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体, 如果填埋场选址或运行不当, 这种液体就会进入地下水层, 污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷, 若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。另外, 适合污泥填埋的场所也因城市污泥的大量产出而越来越有限, 这也限制了该法的进一步发展。

3.2 污泥的焚烧

湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍, 没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难, 而且在能耗上也是极不经济的。以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法, 它能使有机物全部碳化, 杀死病原体, 但是其缺点在于处理设施投资大, 处理费用高。

3.3 污泥堆肥

完整意义上的堆肥, 是指在人工控制下, 在一定的水分、C/N和通风条件下通过微生物的发酵作用, 将废弃有机物转变为肥料的过程。通过堆肥化过程, 有机物由不稳定状态转变为稳定的腐殖质物质, 其堆肥产品不含病原菌, 不含杂草种子, 而且无臭无蝇, 可以安全处理和保存, 是一种良好的土壤改良剂和有机肥料。堆肥的优点主要包括土壤改良、生产可出售的产品、改善粪便处理、提高土地利用、降低污染和卫生风险、杀死病原菌、使用堆肥作垫料替代物、抑制病害以及获得处理或倾倒费。

4 印染废水污泥资源化利用技术

4.1 用作生产陶粒

印染废水污泥中具有有机物含量高的特点, 在污泥中加一定量的添加剂, 经过造粒、烧制等工序可制成陶粒。陶粒是一种建筑材料, 其外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体, 也有一些仿碎石陶粒呈不规则碎石状。陶粒形状因工艺不同而各异。它的表面是一层坚硬的外壳, 这层外壳呈陶质或釉质, 具有隔水、保气的作用, 并且必须赋予陶粒较高的强度。陶粒是水处理中常用过滤滤料;轻质陶粒可作为保温材料, 建筑材料的添加物, 一般用来取代混凝土中的碎石和卵石;还可用作油田压井、家用养花卉用填料等。工艺流程图见图1。

以印染废水污泥为主要原料, 加以一定量的辅料、外加剂, 经过脱碳和烧胀制成具有一定强度的轻质陶粒, 可以大量地消耗脱水污泥, 不但处理成本大大低于焚烧法, 而且可以避免污泥二次污染, 尤其符合中国固废处理的无害化、减量化和资源化原则[1]。在日本已有此项技术的实际应用, 且通过与粉煤等可燃性粉末按需要的发热量配置成混合料, 加水造粒, 在链式烧结机上烧成轻骨料[2]。美国Nakouzi等[3]也研究发现, 回收再利用染料污泥, 将其转变成制陶粒的原料, 代替原有的污泥土地填埋的处置方法, 可取得一定的经济和环境效益。

4.2 用作生产环保砖

将污泥与一定量建筑下挖泥等建筑废弃物、煤矸石、煤渣等废弃物拌匀后, 压制成型、凉干, 然后装入回转窑烧制, 制成用于建筑的环保砖。此途径可节约制砖所用粘土 (为保护耕地, 有些地区已严禁挖取粘土烧制建材) , 同时摒弃污泥填埋场, 从而节约土地, 保护耕地。此外, 由于有机物质的存在, 所生产的建筑材料多孔、轻质, 具有保温作用, 工艺流程图见图2。

4.3 用作生产水泥原料、水泥砌砖

污泥可替代部分粘土、石灰石用作水泥生产原料。由于经过高温烧结, 有机物全部分解, 重金属也已固化, 达到无害化目的。此外, 在湿污泥中添加一定量水泥和其它添加剂、黏合剂, 通过挤压成型后可生产用于建筑的水泥砌块。1996年4月瑞士的HCB Rekingen水泥厂成为世界上第一家具有利用废料的环境管理系统的水泥厂, 并得到ISO14001国际标准的认证, 它为规划、实施和评价环境保护措施提供了可靠的框架[4]。日本有关研究人员将城市垃圾焚烧灰和下水道污泥一起作为原料来生产生态水泥, 不仅减少了废弃物处理的负荷, 还有效利用了资源和能源圈[5]。此方法既拓宽了水泥原料的来源, 减少了天然资源的消耗, 降低了水泥生产的成本, 又为城市垃圾和污泥的处理找到了一条合适的途径, 减少了二次污染, 有利于水泥工业和环境可持续发展。

5 结语

随着我国经济和城市化的迅速发展, 印染行业的规模将不断扩大, 处理程度将不断提高, 难度也不断加大。印染污泥经过减量、稳定和无害化处理后, 可以作为资源加以综合利用。污泥制陶粒、制环保砖、制水泥等技术都可以使污泥达到资源利用和能源回收的目的, 通过不断地分析、探索、研究、试验, 这些技术将会日趋成熟, 最终将污泥变废为宝。

印染污泥经过减量、稳定和无害化处理后, 可以作为资源加以综合利用。污泥的处理处置及其无害化、作为再生资源有效利用是世界各国共同重视的问题。面对各地区千差万别的污泥利用经验, 应立足于行业的实际情况, 在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下, 审慎、全面地论证各种方案实施的可行性, 从中选出最佳方案。同时, 应根据“清洁生产”的原则, 对污泥从源头进行控制。因此在发展各种污泥处置技术的同时, 更应在污水处理设计中考虑到印染污泥减量化新工艺、新技术的开发和研究, 做到减量化、资源化、无害化处置印染污泥, 才能从根本上解决这一问题。

摘要：本文系统地分析了印染污泥特征及其处理处置技术方法, 并介绍了国内常用的几种将印染废水污泥资源化综合利用的技术。

关键词：印染,污泥,资源化

参考文献

[1]贺君, 王启山, 任爱玲.污水厂污泥制轻质陶粒研究现状及应用前景[J].城市环境与城市生态, 2003, 16 (6) :13-14.

[2]Nakouzi S.A novel approach to paint sludge recycling[J].JournalofM aterialR esearch, 1998, 13 (1) :53~60.

[3]Kumar M S, Mudliar S N, Reddy K M K, et al.Production of biodegradable plastics from activated sludge generated from a food processing industrial wastewater treatment plant[J].Bioresource Technology, 2004, 95 (3) :327~330.

[4]朱建平, 常钧, 芦令超, 等.利用城市垃圾、污泥烧制生态水泥[J].硅酸盐通报, 2003, (2) :57-61.

污泥资源化利用 篇9

一、污泥处理与处置的目的

污泥处理与处置目的主要有以下几个方面。

1. 稳定化。通过处理使污泥稳定化, 从而避免二次污染。

2. 无害化。杀灭寄生虫卵及病源微生物, 防止疾病传播。

3. 减量化。减少污泥最终体积, 降低污泥处理量及处置费用。

4. 资源化和最终处置。在处理污泥的同时实现变废为宝、化害为利、循环使用、保护环境的目的。

二、我国污泥处置方法与现状

污泥处置技术在我国起步较晚, 据统计, 全国现有污水处理设施中有污泥稳定设施的只约占左右, 而且实际使用率很低。近年来, 我国城市污水处理厂污泥处理技术和某些专项设备有了较大的发展, 在中温消化技术上积累了丰富经验, 但在污泥处置和最终出路方面尚属试验研究阶段。目前, 主要处置技术有以下几种。

1. 卫生填埋。

这是我国城市污水处理厂污泥处置的主要方法。有学者对污泥填埋的添加剂防渗导气渗滤液的收集及处理进行了研究, 在石灰、废石灰和电厂粉煤灰等添加剂中, 推荐采用工业废石灰, 添加量约22%, 添加后混合物含水率<65%, 可以满足填埋要求。

目前, 国内污水处理厂污泥处置主要是与城市垃圾一起填埋, 尽管由此产生诸多问题, 但由于方法简单、费用低廉, 仍是许多城市的首选方案。但此方法将占用大量宝贵的土地资源, 由于城市快速扩张, 今天的城市远郊, 可能就成为未来城市中心。这些填埋场将给城市建设带来很大麻烦, 比如在原来的填埋场上的建筑物, 地基如何处理将是对建设者的一个考验。

当我们必须在污泥填埋场址上进行建设活动时, 建筑成本将大大提高, 如果缺乏规划, 被填埋的污泥根本无法作为地基使用, 可能还将面临污泥再转移问题。此外, 此方法还会污染地下水, 很难找到合适的地点作为填埋场地。随着人口的增加, 可供填埋的场地已非常有限, 此方法必将被其他方法所取代。

2. 堆肥。

某市污水处理厂在污泥堆肥方面进行了有益尝试并积累了丰富经验, 污泥掺和动物粪便、树叶、杂草等, 发酵7天时, 污泥可达到无害化, 能够作为农业肥料使用。

笔者曾在该污水处理厂参观学习, 厂区内种植大量荔枝树, 每年3月份该污水处理厂所产生的剩余污泥不需外运填埋处理, 经消化堆肥后, 用作果树肥料, 其肥效优于普通化肥, 荔枝产量比施化肥时提高15%以上, 而且甜度提高。

深圳金百合肥料有限公司与有关高校及科研单位对污泥堆肥、造料、烘干和农用技术进行的研究, 为污泥堆肥的农业利用及产业化开辟了广阔的前景, 结合我国目前还是农业大国的现状, 此方法有望得到广泛推广。但是污泥堆肥也存在突出的缺点, 在大型污水处理厂中, 生污泥堆肥工艺占地面积明显高于消化污泥处理占地面积, 而且生污泥堆肥时环境条件恶劣, 必须采用妥善的气体脱臭措施。

3. 焚烧。

国内的研究者提出了在污泥中添加引燃剂、催化剂、疏松剂和固硫剂等制作合成燃料的污泥处置方法, 可将此燃料与城市垃圾混合在垃圾焚烧厂焚烧, 产生的热能用于发电。此方法处理彻底, 可以使污泥减量达95%~99%, 而且产生一定量的电能。但焚烧设备、能源及操作费用都很高, 还容易产生大气污染问题。

4. 土地利用。

在污泥土地利用方面, 我国采用污泥自然干化后用于农业、林业、绿化等, 有较长的使用历史和丰富的经验。目前, 众多的污水处理厂都在进行污泥的土地利用尝试, 但其实际使用量很低。

5. 投海。

此方法简单易行, 不需消耗大量能源, 处理费用很低, 但该方法并没有彻底的消除污染, 而是把污染源从一个地方转移到另一个地方, 可能对海洋环境造成污染, 引起全球环境问题, 此方法已受到限制, 美国、欧盟已做出禁止向海洋投弃污泥的规定。

三、污泥资源化利用现状

实践证明, 国外从污泥无害化着手, 以污泥资源化利用为方向, 展开污泥处理处置方法是合理的、有成效的。从今后污泥利用的方向来看, 污泥的土地利用将受到广泛重视, 污泥农用将会向更安全的利用方向发展, 因此, 需要提供污泥的来源、污染方面的信息, 同时在引进先进污水处理技术、制定严格的污泥利用标准的前提下改进或创新污泥处理工艺。

目前主要的土地利用方式有:农田利用、林地利用、园林绿化利用、用于严重扰动的土地改良等。有学者利用盆栽和田间试验表明:施用污泥后, 土壤的N、P、K含量及田间持水量、CEC、团粒结构、土壤空隙度都相应增加, 土壤结构都得到明显改善, 污泥中的有机物质可以改善土壤的物理性质。改良土地的近期目的是恢复植被及防止雨水冲刷, 长远的目标是建立与稳定土壤生态系统, 严重扰动的土地, 如采煤场、各种采矿业的开采场, 施用污泥后, 可改善土壤结构, 促进土壤熟化。

目前, 我国城镇化建设如火如荼, 需要消耗大量的建筑材料, 而制备这些建筑材料, 如砖、水泥等又消耗数量巨大的岩石土壤等, 从而对自然资源及生态环境都造成一定程度的破坏。因此, 通过技术手段将污泥加工成建筑材料, 不仅可以减少污泥填埋所占用的土地, 减少自然资源的消耗, 而且可以使资源得到循环使用, 变废为宝。

污泥的材料化利用的对象是污泥中的无机矿物组分。通常情况, 污泥中除了含有机物外, 还含有20%~30%的无机物, 主要是硅、铁、铝、钙等。污泥的材料化利用主要是以污泥作为原材料制备各种建筑材料, 其处理的最终产物是各类建筑工程中使用的材料制品。可以制成的建筑材料形式如:污泥砖、水泥制品、生化纤维板、陶粒、吸附材料等, 这些建材的制作工艺已经很成熟, 可以在实际生产中广泛应用。这些材料化利用技术的开发和应用, 为实现城市污水处理厂污泥大规模的资源化利用开辟了广阔空间。

我国的污水处理中污泥产生量很大, 污泥的综合利用率很低, 污泥处置的科学化程度不高。因此, 随着污水处理技术水平的提高和公民环保意识的增强, 污泥的资源化处置方法必将得到越来越多的关注和应用。

以上几种处置方法在实际应用时应因地制宜, 因时而异的选择应用, 如在经济欠发达地区, 土地资源相对充足, 以污泥卫生填埋为佳, 可以降低污水处理成本, 减轻排污者经济负担;某些地区可以考虑应用堆肥处置方法, 以此改善当地土壤结构, 提高农作物产量及质量;在经济发达、城市建设快的地区可采用污泥的资源化处理方式, 把污泥生产成建筑材料, 以供城市建设使用。从可持续发展的战略出发, 污泥的农用实现了有机物的“土壤—农作物—城市—污水—污泥—土壤”的良性循环, 污泥直接土地利用将是污泥处置的必然发展趋势。

污泥资源化利用 篇10

1 国外对填埋污泥的泥质要求

国外对污泥填埋的泥质要求不尽相同。盟欧2006年起实施了固体废弃物土地填埋法令,要求用于土地填埋的固体废弃物中有机物含量必须逐年递减,其中污水处理厂污泥也是该法令规定的固体废弃物种类之一。法国从2002年起要求可进行填埋的污泥含固率大于30%。德国从2000年开始要求填埋污泥的有机物含量小于5%,被填埋的污泥固体含量大于35%。污泥和垃圾混合填污泥填埋时,要求十字板抗剪强度≥25 kPa;无侧限抗压强度≥50 kPa,而轴向变形最大为20%[1]。荷兰1993年的环境管理法案中规定了废物填埋的许可证制度,规定必须经过稳定和脱水处理、含固率要求最低为35%、剪切力(内聚力)>10 kPa的污泥方可填埋[2]。意大利要求污泥经脱水、稳定后与城市生活垃圾共同填埋。美国要求混合填埋时必须通过过滤试验,确定污泥不得含有游离水。

近几年来,无论是欧盟国家还是美国、日本,污泥卫生填埋的比例越来越小,2005年法国已禁止污泥填埋[3],美国现有的填埋场正在逐步关闭。

2 我国的污泥填埋处置政策

我国对污泥填埋处置政策方面的要求为:当污泥由于泥质不满足标准或缺乏可利用的土地而不能进行土地利用时,可考虑采用填埋、焚烧或建材利用等处置方式。即不具备土地利用和建筑材料综合利用条件的污泥,方可采用填埋处置。2008年前,我国关于污水污泥相关的标准仅有3项,即《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284-1984)、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)和《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ 3025-1993)。为规范污泥的管理、提高污泥的处置水平,2008年起我国政府又相继出台了一系列污泥泥质的相关标准。主要包括《城镇污水处理厂污泥处置分类》(GB/T23484-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T23485-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T23486-2009)、《城镇污水处理厂污泥泥质》(GB 24188-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》(GB/T24600-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置单独焚烧用泥质》(GB/T24602-2009)、《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》(GB/T25031-2010)等。其中在污泥填埋处置方面的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)中要求生活污水处理厂污泥经处理后含水率小于60%,即可进入生活垃圾填埋场填埋处置,并要求填埋场应有沼气利用系统,渗滤液能达标排放。填埋场运营单位应按照国家相关标准和规范,定期对污泥泥质、填埋场场地的水、气、土壤等本底值及作业影响进行监测[5]。《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》还规定了污泥用于混合填埋时的要求,即污泥与生活垃圾的混合比例不高于8%,污泥含水率不高于60%,pH控制在5~10之间。除了国家颁布的一系列政策法规外,地方相关主管部门也逐步加强了对填埋场的监督和管理。

3 我国污泥填埋场存在问题和现状

目前,我国有些城市拟将污水处理厂污泥同城市垃圾在填埋场一并处置,这存在许多问题。

3.1 管理体制上的问题

垃圾的中转站和填埋场的布点、设计和投资,是参照《城市环境卫生设施设置标准》(CJJ27)等规定进行的,属环卫局管理,而污水处理厂的污泥处理属市政系统管理,设计垃圾填埋场使用年限和布点距离时未考虑接纳污水处理厂污泥。因此,如将污水处理厂污泥同城市垃圾一起填埋,则运输和管理费用都会增加。

3.2 脱水污泥含水率过高

运往垃圾填埋场的污泥,要求含水率不大于30%。而目前污水处理厂的脱水污泥含水率在70%~80%,无论作何种填埋,污泥宜采取高度干化脱水方案。

3.3 影响填埋场的正常运行

因填埋后污泥膨润而使持水性较强,渗透系数小,抗剪强度低,内摩擦角接近于零,粘聚力一般小于20 kpa。若填埋场成为人工沼泽地,则其后续填埋操作无法进行,影响填埋场的正常运行。

3.4 渗滤液处理量和费用增加

由于脱水污泥颗粒细小,极易堵塞渗滤液收集和排水管道,会在填埋区积存大量渗滤液,清理疏通的费用将大大增加。

3.5 污泥填埋的处置量减少

国家标准规定混合填埋时,要求填埋污泥与生活垃圾混合比例不高于8%,因此混合填埋会影响到污泥填埋的处置量。由于脱水污泥具有流变性使得场内填埋体容易变形、滑坡,成为人为“沼泽地”,会给场区带来了极大的安全隐患。此外,脱水污泥的高含水率和高粘度,也会造成填埋垃圾难以压实导致垃圾运输车辆、推土机、挖掘机等打滑、陷车,造成填埋操作困难[6]。

污泥填埋场应采取必要的防渗工程措施,防止污染地下水。由于渗滤液处理标准越来越严格,处理费用也在上升;同时鉴于城市用地价格和填埋场环境问题,在城市污水处理厂附近可供污泥卫生填埋的场地会越来越少。

4 结语

城市污泥填埋在我国会随着城市用地价格不断上升和填埋场环境逐渐受到限制。各地应根据城镇排水或污水处理设施建设及现有污水处理厂的运行资料,确定并预测污泥的泥量与泥质,合理确定污泥处理处置设施建设规模与技术路线。由于污水环保法规的完善和环保意识的增强,城市污泥中的重金属呈逐年下降的趋势[7]。近几年来,随着我国政府对重点工业污染源污染减排和在线监测污染控制,污水处理厂污泥中的有毒有害污染物含量也明显下降,为污泥无害化处置和资源化土地利用提供了可靠的基础条件。我国是一个农业大国,当污泥经稳定化和无害化处理达到《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(CJ/T 309-2009)的标准和规定时,应根据当地的土壤环境质量状况和农作物的特点及《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995),提出的包括施用范围、施用量、施用方法及施用期限等内容的污泥农用方案,经污泥场地适用性环境影响评价和环境风险评估后,进行污泥农用。污泥农用既实现了污泥处置,又补充了土壤的有机质及各种营养元素。当污泥经稳定化和无害化处理满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ 248-2007)的规定和有关标准要求时,应根据当地的土质和植物习性,提出包括施用范围、施用量、施用方法及施用期限等内容的污泥用于园林绿化的方案,进行污泥处置。

通过对污泥进行无害化、稳定化的堆肥处理后利用于农业、林业,是污泥处理、处置和利用的主要途径。污泥资源化利用符合我国国情和可持续发展战略的要求。

摘要：分析了国内外污泥填埋处置状况和污泥填埋处置存在的问题,指出了污泥填埋在我国的大中城市将逐渐受到限制的问题。提出了“好泥好用”的观点,即城市污泥应满足《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》或《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》标准。认为通过对污泥进行无害化、稳定化堆肥处理后资源化土地利用符合我国国情,是可持续发展战略的优先选择。

关键词：污水厂污泥,填埋处置,土地利用,资源化

参考文献

[1] Koenig A,Bari Q H.Vane shear strength of dewatered sludgefrom Hong Kong[J].Water Sci Techno1,2001,44(2-3):389-397.

[2]何品晶,顾国维,李笃中.城市污泥处理与利用[M].北京:科学出版社,2003.

[3] EU EEA.European Environment Agency Indicator factsheetsignals2001-Chapterwaste[M].Denmark:EuropeanEnvironmen Agency,2002.

[4]GB/T23485-2009,城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质[S].

[5]GB16889-2008,生活垃圾填埋场污染控制标准[S].

[6]吴长淋,邹庐泉,姚诚纯,等.水处理厂脱水污泥填埋处置的研究迸展[J].能源与环境,2011,(4):100-102.

污泥资源化利用 篇11

关键词：污泥,特点,问题,方法

随着城市人口的增长、市政服务设施的不断完善、污水处理技术的不断提高, 城镇污水处理厂的污水污泥产生量不断增加, 污水污泥的处理效果如何成为关系人类环境的重要问题, 目前世界各地对此均予以高度重视。污泥处理是城市污水处理厂环境功能的保障和深化。

在污水的处理过程中产生的污泥中含有大量的有机物质、氮磷钾等植物所必需的营养元素、重金属, 还含有许多病菌等。污水处理厂常常将这些污泥的随意堆放, 这样不但对环境造成了很大的污染, 而且造成了资源的浪费。当今的世界, 传统的资源逐渐枯竭, 寻找新的资源正在成为人们共同的话题, 为此将污泥资源化不仅可以解决污泥带来的环境污染, 还可以解决资源短缺的问题。

1 污水处理厂产生的污泥的主要特点

1.1 污水处理厂产生的污泥数量巨大

我国自20世纪90年代末以来, 城市污水处理事业迅速发展, 城市污水处理厂由400多座发展到2005年的708座, 年产污泥近60万t (干物质计) , 根据2010年远景规划, 到2010年全国污水处理厂数量将会达到2000座左右, 污水处理率达到50%, 相应产生的污泥量约为1000万t/年。而当前在全国现有污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到1/4, 处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/10, 能够正常运行的为数不多, 污水污泥如不加以合理处理、处置和利用, 将会造成严重的环境问题。

1.2 污水处理厂产生的污泥相对稳定

尽管污泥中含有大量的有机物质和氮磷钾等营养元素, 但是污泥中还存在大量的重金属, 重金属对于人等其他生物有很大的危害, 因此能不能将污泥农用, 主要取决于污泥中重金属的含量, 从我国污水处理厂生产过程中产生的污泥来看, 其所含的重金属主要是铜和锌, 并且其含量相对比较稳定, 而其他重金属的含量相对较低。为此, 可以将污泥进行好氧堆肥处理, 然后用于农田生产。从酸碱性上来讲, 污泥的酸碱度适中, 通常不会对处置和利用造成大的影响。目前, 在人们环保意识逐渐增强的情况下, 污泥中的重金属含量也会逐渐下降。

1.3 污水处理厂产生的污泥肥效较高

污水处理厂产生的大量污泥中不但含有大量的有机物质和氮磷钾等元素, 而且还含有大量植物必需的微量元素。从统计数字上来看, 我国污泥有机物质的平均含量约为38%左右, 其中氮元素的含量约为3%左右, 磷元素的含量约为1.5%左右, 钾元素的含量约为0.7%左右。污泥中营养元素含量数据表明, 我国污泥中营养元素的含量都超过了堆肥的养分标准。在我国, 尽管地区之间污水处理厂产生的污泥中的营养元素含量有一定的差别, 但是相同地区污泥中营养元素的含量却并没有太大的变化。随着脱氮脱磷技术处理技术的不断成熟, 污泥中的氮磷等营养元素的利用率将不断提高。

2 传统方式处理污水处理厂产生的污泥过程中存在的问题

2.1 污水处理厂产生的污泥填埋过程中存在的问题

污泥填埋是应用比较广泛的一种处理方式, 这种方法是我国通常选用的方法。污泥填埋处理污泥的方法比较简单, 操作方便。但是这种方法会造成地下水的污染, 并且需要大量的土地。对于人口密集的地区来讲, 在填埋地址的选择以及运输上存在着一定的困难。污泥填埋在九十年代的欧洲得到了较好的应用, 特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广泛的处置方式。但是, 由于其对环境的污染和占用大量土地以及对其标准要求越来越高, 许多国家和地区已经较为慎重的采用此种方式处置污泥。填埋方式在欧盟逐渐被淘汰, 爱尔兰与法国已经禁止污泥填埋, 美国许多地区已经禁止污泥土地填埋。考虑到我国的实际情况, 污泥填埋还将在我国一定时间内是一种过渡性的处理处置措施。

在我国, 由于在污泥处理问题上起步较晚, 没有成熟的经验, 相当多的城市还没有对污泥处理的场所的总体规划, 这样就使得污水处理厂很难找到恰当的污泥处理方法以及场所。通常都将污泥和垃圾一块儿填埋, 这样做的结果是导致填埋场地环境进一步恶化, 造成严重危害。

2.2 污水处理厂产生的污泥海洋倾倒过程中存在的问题

在一些沿海国家和沿海城市, 以前普遍采用海洋倾倒的方法对污泥进行处理, 这种方法操作相当简单, 但是会引起严重的海洋污染, 目前已经遭到世界各国的强烈反对, 其中美国等西方国家已经从法律上进行了规定, 严禁将污泥向海洋中倾倒。

2.3 污水处理厂产生的污泥焚烧过程中存在的问题

污泥焚烧也是一种比较简单的污泥处理方法, 污泥焚烧不但可以使污泥体积大量减少, 而且还能够达到杀灭细菌的目的。我国目前污泥焚烧所采用的工艺技术为干化焚烧、与生活垃圾混合进行焚烧、利用水泥炉窑掺烧、利用燃煤热电厂掺烧。干化焚烧厂通常建在城镇污水处理厂内, 而后三种焚烧方式, 通常需将污泥输送到相应的处理厂与其它物料混合焚烧。但是在污泥焚烧的过程中, 常常会产生二氧化硫、氯化氢、二噁英等污染性气体, 产生严重的二次污染。同时, 污泥焚烧需要的成本相对较高, 并且焚烧产生的热能无法得到有效的利用。

3 污水处理厂产生的污泥资源化的利用方法

3.1 污水处理厂产生的污泥农业资源化

目前, 将污泥农业资源化倍受重视, 因为这种方法不但对污泥的处理量大, 而且可以降低环境污染, 同时还可以节省大量的资金。

由于污泥当中含有大量的有机质以及氮磷钾等营养元素, 因此, 可以将污泥用作植物生长发育所需要的肥料。在西方国家, 上世纪七十年代就已经将污泥肥料用在农田和园林中了。

在使用过程中, 首先必须将污泥在适当的温度下进行好氧发酵, 这样可以将污泥进行脱水, 同时还可以进行有机物熟化;接下来将处理后的污泥、粉煤灰、氮磷钾等营养元素、添加剂等进行均匀混合, 然后进行造粒、干燥处理, 这样就制成了生物有机肥料。在这个过程中, 不但实现了杀菌, 而且还固化了重金属。

3.2 污水处理厂产生的污泥制作动物饲料

由于污泥中含有大量的粗蛋白、纤维素、脂肪酸等有机质。污泥当中的粗蛋白主要以氨基酸的状态存在, 并且这些氨基酸都是家畜必需的。因此, 可以将污泥进行净化后制作动物饲料。研究表明, 将净化后的污泥制作的饲料用来饲养家禽, 家禽没有出现任何不良反应。将污泥饲料和普通饲料对比饲养, 发现家禽的体重以及产蛋率都有所增加。从实验结果得知, 将污泥制作成动物饲料, 是一件切实可行的实情。这样一方面可以大量消化污泥, 同时还可以节省大量的资金。

3.3 污水处理厂产生的污泥制作环保材料

从污泥当中还可以提取微生物絮凝剂, 通过微生物絮凝剂的吸附作用, 可以实现油水分离, 使污水当中的悬浮物和有机物除掉, 这样可以避免污水的富营养化。使用矿化污泥还可以生产对水面溢油有较好作用的吸附剂, 从而可以有效处理油田溢油等环境污染问题。活性污泥还可以用作煤球内的粘结剂, 在煤球燃烧的过程中, 污泥可以改善高温下煤球的内部结构, 促进煤球的有效燃烧, 同时, 污泥所含的有机质也可以在燃烧的过程中释放大量热量。

3.4 污水处理厂产生的污泥制作燃料

⑴将污水处理厂产生的污泥进行低温热解制作油类物质

污泥低温热解是一种新型热能利用技术, 这种办法是在低温 (300—500℃) 、高压 (或者常压) 、没有氧气的情况下, 利用催化剂 (污泥中的硅酸铝或者重金属铜等) 将污泥中的蛋白质和脂类物质进行催化分解, 从而分解成碳氢化合物, 并最终分解成油类物质。

⑵污水处理厂产生的污泥制作沼气

污泥中含有大量的厌氧菌群, 可以在无氧环境下将污泥进行消化分解并最终生产沼气, 同时还可以杀死各种病原菌以及寄生虫卵。

3.5 污水处理厂产生的污泥综合利用

污泥的综合利用主要指脱水污泥或污泥焚烧灰作建材利用和滤料等, 如制砖、制陶粒、制水泥、制人工轻质填料、混凝土的填料、制活性炭、制生化纤维板等。[4]

⑴污水处理厂产生的污泥可以用来制作水泥

利用污泥制作水泥最早在日本研制成功, 近年来我国在污泥制作水泥方面也取得了一定的成功, 实验结果表明, 将污泥制作水泥完全可以达到资源化和无害化。

⑵污水处理厂产生的污泥可以用来制作陶粒

将污泥制成粉状物并对粉状物高温加热, 使其高温融化, 这样可以使污泥中的部分物料融化, 融化后的物质经过冷却就可以形成具有一定强度的固体。在我国, 同济大学用苏州河底的污泥制取陶粒已经取得了成功, 并且污泥当中所含的重金属物质能够进行固熔。将制得的陶粒在水中浸泡7天, 没有任何物质析出, 在王水中浸泡, 重金属析出的量也大幅度下降。使用污泥制作的陶粒可以作为路基材料、花卉草木的覆盖材料、混凝土的骨料等。

⑶污水处理厂产生的污泥可以用来制作砖块砖

污泥可以直接进行干化, 然后烧制砖块, 或者采用污泥焚烧灰制砖块。浙江大学通过开发研究, 成功开发研制出一种轻质砖。这种轻质砖具有高抗压、低能耗、质量轻、辐射少、省资源等优点。还有的专家将20%的污泥与粉煤灰、黏土相混合的办法烧制砖块, 这样制得的砖块不但不影响砖块的各项性能, 而且还可以有效改善煤的燃烧状况。

⑷污水处理厂产生的污泥可以用来制作纤维板

由于粗蛋白可以溶解于酸性、碱性或者中性溶液中。污水处理厂产生的污泥当中所含的粗蛋白的含量大约是30%—40%, 并且其中还含有部分酶也属于蛋白质。在碱性环境下, 经过加热、干燥和加压处理, 粗蛋白的物理性质和化学性质都会随之而发生变化, 这就是蛋白质的变性。正是存在这种变性作用, 才使污泥可以制成活性污泥树脂, 再和纤维胶压制成板材。

⑸污水处理厂产生的污泥制作活性炭

活性炭是一种吸附性非常强的物质, 它可以吸附多种有毒物质, 因此活性炭是一种使用效果非常好的环保材料。通常情况下, 用污水处理厂产生的污泥制作活性炭主要有两种方式:一种是高温炭化法制取, 另一种是使用工业废弃硫酸对污泥中的含碳物质进行催化炭化进行制取。

污泥原则上是一种废弃物, 尽管其中含有大量的有机质和营养物质, 使其具有一定的利用价值, 但是污泥本身, 以及处理处置的过程中, 或多或少的会造成环境问题。因此, 应推行以最终安全处置为目标, 而不是盲目追求资源化的目标, 并在体现“减量化、稳定化、无害化”的原则下, 在坚持“安全、环保”的原则下, 实现污泥的综合利用, 回收和利用污泥的能源和物质。为此, 认真针对污泥资源化展开研究, 并将研究结果应用在生产实践上, 才能妥善解决污泥资源化的问题, 才能实现污泥的集约化处理。

参考文献

[1]孟博.污泥及生物资源化利用研究.中国石油大学硕士论文.2008

[2]谢小青.厦门城市污泥深度脱水处理和资源化处置利用技术.上海 (第二届) 水业热点论坛论文集.2010

[3]邹波.利用剩余活性污泥制作复合肥.农村新技术.2010.04