三、污泥處置
污泥處置是指處理后的污泥,棄置于自然環(huán)境中(地面、地下、水中)或再利用,能夠達(dá)到長期穩(wěn)定并對生態(tài)環(huán)境無不良影響的最終消納方式。我國目前主要的污泥處置方法有衛(wèi)生填埋、焚燒、土地利用、建材利用等。
2009-2011年在住建部主導(dǎo)下,編制出臺了一批城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置標(biāo)準(zhǔn),其中《GB/T23484-2009城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 分類》中明確給出四類共11條處置路線,與這些處置路線對應(yīng)出臺(延用)了一系列泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
在上述四類11條處置路線中,單獨填埋、制輕質(zhì)骨料、燃料利用(電廠等混燒)等三條路線尚無專門對應(yīng)泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),客觀存在政策風(fēng)險,應(yīng)被認(rèn)為技術(shù)上在中國大范圍使用存在障礙或缺乏條件。在實際應(yīng)用中制磚、單獨焚燒兩條路線也由于經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保等原因已基本不采用,混合填埋(含覆蓋土利用)隨著垃圾填埋場資源的逐漸枯竭而頻臨淘汰。有業(yè)內(nèi)人士建議,剩余五條路線(園林綠化、土壤改良、農(nóng)用、制水泥、垃圾混燒),根據(jù)環(huán)保要求的高低應(yīng)采用的選擇順序如下:
(1) 當(dāng)泥質(zhì)滿足GB 4284-1984、CJ/T309-2009各項指標(biāo)要求,并且擁有足夠消納用農(nóng)田時,優(yōu)先采用污泥農(nóng)用處置方式。
(2) 當(dāng)泥質(zhì)不滿足上述條件(1)但滿足GB/T 23486-2009、CJ/T362-2011各項指標(biāo)要求,并且擁有足夠消納用綠地(或林地)時,采用污泥園林綠化處置方式。
(3) 當(dāng)泥質(zhì)不滿足上述條件(1)、(2)但滿足GB/T 24600-2009各項指標(biāo)要求,并且擁有足夠消納用鹽堿地、沙化地和廢棄礦場等待修復(fù)土地時,采用污泥土壤改良處置方式。
(4) 當(dāng)泥質(zhì)不滿足上述條件(1)、(2)、(3),或者滿足GB/T 24600-2009各項指標(biāo)要求但未擁有足夠消納用待修復(fù)土地而擁有垃圾焚燒廠時,同時混燒能夠滿足GB18485-2014各項指標(biāo)要求時,采用與垃圾混燒處置方式。
(5) 當(dāng)泥質(zhì)不滿足上述條件(1)、(2),同時也不擁有足夠消納用待修復(fù)土地和垃圾焚燒廠而擁有水泥窯資源時,采用水泥窯協(xié)同處置方式;因為水泥窯資源極其有限,很多中心城市將其作為危廢、應(yīng)急固廢處置資源加以保留,因此很難作為大規(guī)模污泥處置的長期手段。
四、未來主流技術(shù)路線
解決污泥問題,“處置”決定“處理”是業(yè)內(nèi)共識。借鑒國際經(jīng)驗,有業(yè)內(nèi)人士分析,未來污泥處理處置的技術(shù)發(fā)展主要有四條路徑:
(1) 以沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術(shù)路線
通常認(rèn)為,厭氧消化成本較低,且可以實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化。根據(jù)《中國環(huán)境報》統(tǒng)計,單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日),由于不用鼓風(fēng)曝氣等,節(jié)約了成本,單純厭氧消化運行費用約為60-120元/噸(含水率80%,不包括濃縮和脫水),而好氧發(fā)酵運行費用為120-160 元/噸。
歐美50%以上的污泥采用厭氧消化處理,產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)化為電能可滿足污水廠所需電力的33%~100%。但污泥厭氧消化在我國應(yīng)用的并不順暢。我國建設(shè)的約50 座污泥厭氧消化設(shè)施中,可以穩(wěn)定運營的只有20 余座。主要原因是由我國污泥泥質(zhì)差、處理廠運行管理水平低。
近年來,研究及實踐均表明,通過采用堿解處理、熱處理、超聲波處理、微波處理等方法對污泥進(jìn)行預(yù)處理,可以提高污泥水解速率,改善污泥厭氧消化性能。污泥厭氧消化技術(shù)會是未來的一個主流方向。
(2) 以土地利用為主的好氧發(fā)酵技術(shù)路線
好氧發(fā)酵效率高,穩(wěn)定化時間相對較短,降低含水率及滅菌的同時,污泥成品主要用于修復(fù)鹽堿地、城市綠化、垃圾場覆蓋以及建筑等方面用土,從而實現(xiàn)污泥中有機(jī)質(zhì)及營養(yǎng)元素的高效利用,設(shè)備投資少、運行管理方便。
但是,好氧堆肥目前還存在能量凈支出等問題,同時也缺乏對不同階段的合理通風(fēng)量、C/N等控制因素的理論研究。傳統(tǒng)條垛或者槽式堆肥占地面積大、發(fā)酵產(chǎn)品存在重金屬污染等缺點,使得好氧發(fā)酵技術(shù)此前在我國較難發(fā)展。
未來,污泥好氧發(fā)酵工程可采用高效、快速、穩(wěn)定、集約化的設(shè)計、運營模式,可實現(xiàn)占地面積的大幅縮小;研究表明我國城市生活污泥的重金屬超標(biāo)比例約5%,污染風(fēng)險較小。該技術(shù)在相對欠發(fā)達(dá)地區(qū),應(yīng)用前景較大。
(3) 污泥干化-焚燒技術(shù)路線
污泥干化焚燒無害化最徹底,但是設(shè)備投資和運行成本較高,且焚燒產(chǎn)生的煙氣污染嚴(yán)重,還需建立完善的煙氣處理系統(tǒng),這也加大了污泥的處理費用。因此,干化焚燒工藝一般適用于用地緊張且經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)。
現(xiàn)階段,在我國污泥厭氧消化和好氧發(fā)酵技術(shù)還未成熟的情況下,污泥干化焚燒在一定時期內(nèi)可能會出現(xiàn)增長的態(tài)勢,尤其是工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒的方式。
(4) 建材利用為主的污泥干化處理技術(shù)路線
高干脫水工藝,能夠?qū)⑽勰嗪式档椭?0%。并且大部分建材企業(yè)廢熱余熱充足,例如磚瓦廠的窯爐余熱煙氣等等。利用廢熱余熱來烘干污泥,是近年來比較熱門的一個研究方向。以廢治廢,以最低的成本來烘干污泥,達(dá)到大幅度減量化的目的。干化后的污泥按照一定比例作為原材料摻入建材原料里面,最終實現(xiàn)資源化利用。
編輯:汪茵
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