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污泥减量化技术及其研究进展_王涌
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污泥减量化技术及其研究进展_王涌
官方公共微信近年来，城市污水处理水平显着提高，而活性污泥法是应用广泛的处理技术，但它会产生大量的剩余污泥，而由于剩余污泥处置不当带来的二次污染问题也显现出来。调查表明我国城市污水处理的剩余污泥大多做填埋处理，受到土地资源以及环境的制约。因此，如何实现污泥的无害化、资源化、减量化是当今亟需研究的热点问题之一。1. 城市剩余污泥的特征剩余污泥是指污水处理过程中所产生的固态、半固态及液态的废弃物, 是污水处理厂的必然产物，含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等;常常伴有恶臭气体，且数量巨大，增长迅速，是亟待解决的城市废弃物。1.1 污泥中的有机物城市剩余污泥中有机物含量约为55%～60%，其中N、P以有机态存在,可以缓慢释放而且肥效具有长效性。污泥中易降解的有机物:水溶物，半纤维素，粗蛋白质。难降解的有机物：粗脂肪，纤维素，木质素。1.2 污泥中的无机物污泥中除了含有大量氮磷钾等营养元素外,还富含多种微量元素如Ca、Mg、Zn、Fe、B、Mo等。同时城市污泥中含有种类繁多的重金属如Cu、Cd、Ni、Cr、Hg等。在污水处理过程中,70%～90%的重金属元素通过吸附式沉淀而转移到剩余污泥中，而这些重金属的毒性限制了污泥的农业使用。2. 我国污泥处置方法目前我国污泥的处置方法主要有填埋、海洋处理、焚烧等，但这些都不能满足环保、可持续的要求。2.1 填埋处理污泥的填埋是目前国内最为广泛的处理方式。我国进行污泥处置的填埋场多为生活垃圾填埋场，污泥本身含水率过高，以及疏松的质地，易造成填埋场渗滤液产量增大，填埋土层的不稳定，填埋层塌陷的几率增大。我国城镇污水处理厂所产生的污泥，经过机械脱水后，大部分污泥的含水率仅能达到80%左右，无法满足污泥填埋标准的要求。随着我国土地资源日益紧张，开辟新的填埋场地难度较大，填埋处理已经不是污泥的最好出路。2.2 海洋处理海洋处置污泥简单可行，但是该方法对污泥没有进行任何预处理，仅仅利用海洋对污染物的收纳吸收功能。此种处理方式容易引起海洋污染，对海洋生态系统和人类食物链造成威胁，隐患极大，世界各国正逐步取消此种处理方法，以免今后对海洋环境造成更大危害。2.3 污泥焚烧污泥焚烧可最大限度实现污泥减量化处理，相对于填埋、海洋处理来说，前期投资较大，后期运行管理要求较高，但是焚烧可以最为迅速以及彻底的进行污泥减量化，并且处理后的残余较少，便于后续处理。但是焚烧的缺点也显而易见，可能存在尾气污染，产生有毒气体，并不是环保的处理方法。3. 污泥资源化处置除了传统处理方法之外，污泥应用于其他行业的研究也逐渐增多，例如用于制备蛋白灭火剂，建筑用砖等，这些研究为污泥实现资源化、减量化指明了方向，实现了环保可持续的思想。3.1 制备污泥蛋白剩余污泥含有较多的蛋白质，经酸、碱水解后可制备水解蛋白质(肽类)。水解蛋白质具有发泡特性，经搅拌、通风处理后可产生大量泡沫(具有灭火特性)，如添加稳定剂、防腐剂、抗冻剂等即可制成蛋白质泡沫灭火剂。此灭火剂与传统的化学泡沫灭火剂、干粉灭火剂、 动植物蛋白质水解液灭火剂的灭火效果相当，并具有制备费用低、使用时无二次污染等优点。所以开发剩余污泥的减量化、无害化、资源化的技术具有重要的现实意义。3.2 制备建筑用砖污泥含有大量无机质,在处理后也可以作为建材的原料。污泥制砖的方法有两种，一种是用干化污泥直接制砖;另一种是用污泥焚烧灰制砖。用干化污泥直接制砖时，应对污泥的成分作适当调整，使其成分与制砖粘土的化学成分相当。制砖粘土要求的化学成分为SiO2:56.8%～88.7%;Al2O3:4.0%～20.6%;Fe2O3:2.0%～6.6%;CaO:.3%～13.1%;MgO:0.1%～0.6%;其他0～6.0%。用污泥焚烧灰制砖，焚烧灰的化学成分与制砖粘土的化学成分是比较接近的。制坯时加入适量的的粘土与硅砂。最适宜的配料比约为焚烧灰∶粘土∶硅砂=100∶50∶(15～20)。由于增加了污泥焚烧工序，使成本增高，操作管理难度增加,因此常用干化后的污泥制砖。3.3 制备PHA聚羟基脂肪酸脂(PHA)是一些细菌在不平衡生长条件下(如氮或磷缺乏时)合成的胞内能源和碳源贮藏物质，可以利用纯种或混合微生物合成。PHA具有许多优良特性，如完全生物降解性、生物相容性和压电性，从而成为传统不可降解塑料的理想替代品。利用剩余活性污泥，使用土着PHA合成菌回注法生产PHA，再使用生物淋滤法去除污泥中重金属和降低污泥致病性，使污泥适合农田施放，从而实现了剩余活性污泥的完全资源化利用，避免了二次污染，具有广阔的发展前景。3.4 制造活性炭万洪云利用在活性污泥法处理废水过程中产生的好氧污泥和厌氧污泥制造活性炭的过程，选择出最佳的制作条件, 并进一步测试了产品的性能。实验结果表明，利用剩余活性污泥制造活性炭这一方法是可行的，并且在最佳条件下制成的活性炭的吸附性能比较令人满意。此外，也有文献研究了污泥用于污泥燃烧发电以及制造水泥等用途，这些方法都很好的实现污泥的资源化、减量化。4. 结语污泥的处理处置已成为环境综合治理工作中的新难点、新挑战。污泥产量在未来的几年中还将有大量增长，但是目前国内污泥处理处置水平很低，污泥经过常规的浓缩脱水后，主要是弃置，难以达到污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化的要求，并带来环境的二次污染和污水处理正常运行的困难。因此，如何进行环保的处理污泥，实现污泥资源化、减量化成为新课题，是实现可持续发展的新任务。文中列出一些污泥资源化的研究，为实现污泥资源化、减量化提供新方向。（原标题:浅谈我国城市剩余污泥的处置途径）
编辑：李丹
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京公网安备：75污泥干化焚烧减量化效果明显
“水十条”对我国污泥处理处置的设施建设和处置率都提出明确要求，这对污泥处理处置行业将是“大考”。
据统计，我国市政污泥产生量年保持较高增幅，预计到2015年产生量达到3509万吨。中国科学院地理科学与资源研究所副研究员郑国砥表示，2010年，我国只有不到10%的污泥进行了卫生填埋、土地利用、焚烧或建材利用等方面的处理处置，其余大部分未进行规范化处理处置。近5年来，污泥处理处置率不超过20%。
无害化是污泥处理处置前提
城市污泥必须在稳定和无害的条件下，才能进一步考虑其资源化利用问题
“水十条”规定，禁止处理处置不达标的污泥进入耕地。主要疑虑包括病原菌传播、化学物质、烧苗、病虫害、杂草控制和恶臭。污泥堆肥过去是经济的资源利用方式，通过微生物的发酵作用，将有机废弃物中的有机物分解、腐熟转变为肥料。在发酵过程中，可被生物降解的有机物转化为相对稳定的腐殖质物质。
有业内人士表示，随着环境污染的加剧和重金属的沉积，城市污泥直接堆肥显然是不可取的。在目前条件下，城市污泥必须在无害化处理或者确保环境安全前提下，即在稳定和无害的条件下，才能进一步考虑其资源化利用问题。城市污泥的处理处置可以追求资源化和经济效益，但要以无害化为首要目的。
同济大学环境科学与工程学院院长戴晓虎认为，污水中约30%~50%的COD转入到了污泥中，转入污泥的氮约30%~45%，磷约90%。如果污泥不及时进行处理处置，从节能减排的角度上，污水处理设施只做了一半或者2/3的工作，所以污泥处理处置是污水处理或节能减排当中很重要的一个环节。随着“水十条”的颁布，污泥处理处置会成为下一轮环保发展的热点。污泥处置路线不同会存在不同的工艺组合，但各种技术路线最终要经受环境、经济和市场的检验。
建材和土地利用是趋势
我国污泥的含砂量很高、有机质也很多，需要进一步研发相关适用技术，污泥干化焚烧减量化效果明显，但运行费用最高
国际上的污泥处理处置技术工艺，主要围绕稳定化、减量化、无害化、资源化进行处理处置。我国在污泥减量化方面做了大量工作，但离真正的减量化还有一定距离。从技术层面上说，
我国污泥处理处置主要考虑的是稳定化，而资源化利用方面则没有太多考虑。
有专家表示，由于责任主体不明确，各地在进行污泥处置时，费用问题并没有落实，导致存在很多问题。撇开技术路线，从整个污泥处置的角度来考虑，国内外的趋势都是建材和土地利用。针对我国现状，这些技术还需要进一步提升。第一，很多国外技术在中国并不适用。我国污泥的含砂量很高、有机质也很多，需要进一步研发相关适用技术。第二，我国的环境问题和国外的环境问题不同。我国的环境容量和负荷的污染之间的矛盾相当激烈。
国家污泥资源化处理处置工程技术中心高级工程师申维真认为，在我国，污泥处理主要技术有4种：污泥干化焚烧技术、污泥厌氧消化技术、污泥好氧堆肥技术、污泥高干脱水技术。
其中，污泥干化焚烧减量化效果明显，但运行费用最高。上海市竹园污泥处理项目是国内目前最大的污泥干化焚烧项目之一。其通过世界银行贷款，EPC工程总承包项目采用半干化焚烧处理工艺，建设规模800t/d，已进入试运行阶段。
珠海市德莱环保工程有限公司董事长周宗南认为，“水十条”对污泥处理处置的进度提出了具体要求。当前，市政污泥处理处置的技术和工艺方式方法很多，但如何经济、高效地实现市政污泥的减量化、无害化、稳定化和资源化成为业内急需解决的问题。
据了解，珠海市德莱环保工程有限公司通过对市政污泥进行改性，再经过专业装备及蒸馏装置处理后，分别得到成品燃料油、碳酸铵以及高级建材原料等产品，为资源化利用寻找出路。污泥处理后的资源化产品，如燃料油、碳酸铵和高级建材有一定的市场前景。
离“十二五”目标还有多远?
按目前的建设速度，污泥处理率在“十三五”期间会有大幅提高，但是要达到“十二五”规划提出的目标还需作出很大努力
中国市政工程华北设计研究总院总工程师李成江针对污泥处理滞缓现象提出，污泥处理处置项目大多与污水处理厂建设脱节，污泥处理处置没能同污水处理一样严格执行量化考核，是导致污泥处理处置建设滞后的主要原因。
他认为，按照国务院办公厅印发的《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，到2015年，直辖市、省会城市和计划单列市的污泥无害化处理处置率达到80%，其他设市城市达到70%，县城及重点镇达到30%。按目前的建设速度，污泥处理率在“十三五”期间会有大幅提高，但是要达到“十二五”规划提出的目标还需作出很大努力，所以“十三五”是污泥处理处置建设高峰期。
在国内，各种污泥处理主流工艺几乎都有应用案例，总体看，形式单一，稳定化、减量化程度不高。大部分城市污泥处理主流工艺仍为浓缩脱水外运，脱水污泥含水率为50%~80%左右，减量化效果不明显。应用较多的深度脱水不能解决稳定化问题，仅为过渡方案，后续运输处置问题多。
我国城镇污水处理厂污泥VSS含量基本为40%~60%，干基热值为kcal/kgDS，随着经济转型和城市生态环境的改善，市政污泥的有机物含量、VSS含量、热值不断提高，重金属含量不断降低，污泥利用价值也随之提高。
业内人士表示，当前业内需要解决的问题是污泥处理处置关键技术与设备如何满足工程的需要;污泥深度脱水技术与设备的开发(降低药耗减少二次污染);各种堆肥技术与设备的开发;污泥热干化、焚烧技术与设备的集成开发;污泥堆肥后土地利用的潜在环境风险跟踪研究。
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。污泥如何最大程度的实现减量化处理
&&&&近年来，污泥处理处置技术发展迅速，多种污泥处理方案相继诞生并在污泥处理工程中应用。这些方案中无法判别哪种最好，只有最合适的污泥处理方案。对于人口密集程度高寸土寸金的大型城市，污泥的减量化是污泥处理中必须考虑的因素。郑州鼎盛在多年的污泥处理设备供应与污泥处理方案设计经验中，认为污泥深度脱水后焚烧是污泥减量化最显著的方案。
　　但以往污泥焚烧也存在一些问题，如排放出大量污染气体，如不经过有效处理，不仅会污染大气，产生的二噁英等有害物质也会对居民身体造成威胁。因此多地在采用这种方式进行污泥处理时也颇为谨慎。日前，郑州鼎盛研发的污泥处理工艺则能在保证环保处理污泥的前提下，实现污泥最大程度减量化。
　　污泥处理工艺
　　污泥处理采用“污泥深度脱水→污泥焚烧→尾气净化”的路线，这也是发达国家对污泥焚烧处理惯用的方案。
　　在污泥深度脱水阶段，可以采用鼎盛超高压污泥压干机对污泥进行脱水，因为这两款污泥脱水设备能够将市政污泥的含水率将到60%以下，部分工业污泥含水率最低处理到含水率15%，可以直接用来焚烧。而用带式压滤机进行脱水，泥饼的含水率相对较高，直接焚烧燃料耗费量巨大，且产生大量有害气体，难以控制。污泥经过深度脱水后泥饼与燃料以一定比例混合，就可以输送到焚烧炉进行焚烧了。
　　目前，进行焚烧处理的污泥处理工程一般都建有尾气净化系统，将污泥焚烧过程产生的尾气进行回收处理，一是产生的热量可作为供暖等能源利用，二也解决了尾气排放造成的大气污染。
　　污泥焚烧产生的热量可以发电、供暖，最终形成的炉渣还可以用作建筑材料，经过处理，污泥不仅减量了，还摇身变成资源。
　　避免二次污染鼎盛有新招
　　对于污泥焚烧处理，二噁英是产生的危害性较大的物质。而郑州鼎盛引进法国先进技术，通过3个方面将二噁英的排放量降到最低，符合标准高的欧盟排放标准。
　　1、污泥深度脱水前在预处理阶段，通过特殊处理降低污泥中氯的含量，从根源上使二噁英产生量大大降低;
　　2、污泥深度脱水阶段，使用具有超强污泥压榨能力的污泥压干机作为脱水设备，产生的泥饼干燥均匀，在燃烧时比较稳定，也降低了二噁英的排放;
　　3、污泥焚烧炉性能稳定，全程温度能控制在合理范围内;
　　4、尾气净化措施的设置。在大型污泥处理厂尾气净化装置的设置非常必要，不仅对产生的其他进行回收利用，还可有效控制二噁英的排放。
　　通过先进技术的引进与质量过硬的污泥处理设备，郑州鼎盛在污泥焚烧处理中，即实现了环保，又将污泥最大程度的减量化。污泥减量化、无害化、稳定化、低碳化处理及其资源化利用技术研究报告 - 其它资料-
污泥减量化、无害化、稳定化、低碳化处理及其资源化利用技术研究报告
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