污泥综合利用

《资源综合利用》课程论文题目：污泥综合利用邱紫东环境科学113011314290224摘要：据不完全统计,全国污水排放量为4474×107m3/d,不同规模、不同处理程度的污水处理厂有100多座。每天所产生的污泥量约为污水处理量的05%—10%,如果这些污泥还使用传统的处置方法(如土地填埋、焚烧和海洋排放等)进行处理,相对于当今更加严格化的环境标准,显然是不合适的;同时,随着资源短缺危机的加剧,人们不得不寻找新的资源,污泥由于其有机物、营养元素含量高而受到越来越多的关注。因此,如何解决污泥对环境的污染问题,使其化废为宝,是摆在环境科学与工程界的一个重要课题。关键词：污泥综合利用污染问题资源利用正文：污泥的产生及处理情况生活污水和工业废水的处理过程中分离或截留的固体物质称为污泥。2004年我们国家污泥的产生量（按1.5t-DS/万t-污水计）是1220万吨2010年是2740万吨。一方面是污泥量不断增加，另一方面我们国家的污泥处理和污水处理存在脱节的情况。一是处理率低，工艺不完善；二是技术单一，装备水平落后。三是污泥的处置的保障率比较低，二次污染的风险比较大。现在我们国家污水处理厂的出路就是填埋和农用。但是现在污水处理厂80%的污泥比较正规的垃圾填埋厂是拒绝进的。因为它对垃圾的操作影响很大，这就造成了病源微生物的损害，造成了环境的危险；三是污泥生产的成本高，国外大型的污水处理厂采用消化、机械脱水情况下，污水处理与污泥处理的投资比例为1：1.7。而我们国家在“十一五”期间有1：0.4。当然我们更寄希望于我们国家有更先进和更高的处理技术。从现状来看，我们国家大部分的污水处理厂的污泥，并没有得到真正、有效地处置，造成了很多污染的转移。污泥来源污泥的性质恶化特征主要取决于污泥的来源，同时还与污水处理工艺有着密切的关系。按污水处理工艺的不同，污泥可以分为以下几类：（1）初沉污泥：来自污水处理的初沉淀；（2）剩余污泥：来自污水生物处理系统的二沉池或生物反应池；（3）消化污泥：经过厌氧消化或好氧消化处理后的污泥；（4）化学污泥：用混凝、化学沉淀等化学方法处理污水时产生的污泥。除以上污泥外，污水厂排出的污泥总还包括栅渣和沉砂池沉渣。栅渣呈垃圾状，沉砂池沉渣中密度较大的无机颗粒含量较高，所以这两者一般都作为垃圾处置。初尘池污泥和二沉池生物污泥，因富含有机物，容易腐化、破坏环境，必须妥善处置。初尘池污泥总还含有病原体和重金属化合物等。二沉池污泥基本上是微生物集体，含水率高，数量多，更需注意。这两者在出之前常需处理，处理的目的在于：①降低含水率，时期变流态为固态，同时减少数量。②稳定有机物，使其不容易腐化，避免对环境造成二次污染。污泥的特性主要有以下几个方面污泥中的固体污泥中的总固体包括溶解性物质和不溶解物质两部分。前者叫溶解固体，后者叫悬浮固体。总固体，溶解固体和悬浮固体，又可依据其中有机物的含量，分为稳定性固体和挥发性固体。挥发性固体是指在600℃下能被氧化，并以气体产物逸出的那部分固体，它通常用来表示污泥中的有机物含量（VSS），《资源综合利用》课程论文而稳定性固体则为挥发后的残余物。污泥固体的组分污泥固体的组分与污泥的来源密切相关，如来自于城镇污水处理厂的污泥固体组成部分主要为蛋白质、纤维素、油脂、氮、磷等；而来自金属表面处理厂的污水处理厂的污泥固体组分则主要为各种金属氢氧化物或氧化物；来自石油化工企业污水处理厂的污泥固体则含有大量的油。污泥固体组分不同，污泥的性质也不同，于此对应的处理处置方法也不同。含水率污泥中水的质量分数叫含水率。污泥中固体的质量分数叫含固率。很显然，含水率与含固率存在以下关系：含固率+含水率=100%。不同的污泥，其含水率差异很大，对污泥特征有重要影响。污泥相对密度污泥相对密度是指污泥的质量与同体积水质量的比值。污泥相对密度主要取决于含水率与污泥中固体组分的比例。固体组分的比例越大，含水率越低，则污泥的相对密度也越大。城镇污水及其类似污水处理系统排出的污泥相对密度一般略大于1国内外污泥研究利用情况。国外污水处理厂污泥处理与处置现状及进展通常情况下国外的城市污泥处理系统工艺流程一般有下列四类：（1）原污泥→浓缩→脱水→处置脱水滤饼（2）原污泥→浓缩→脱水→焚烧→处置灰分（3）原污泥→浓缩→消化→脱水→处置脱水滤饼（4）原污泥→浓缩→消化→脱水→焚烧→处置灰分根据日本对318个污水处理厂的统计，污泥处理方式（1）占34%；方式（2）占8.8%；方式（3）占26%；方式（4）占5.7%；其它方式占25.5%。在污泥处理过程中，影响污泥性质稳定的是污泥中的有机物量，这些有机物含大量不稳定的腐殖质组分，极不稳定，在短时间内就会散发难闻的气味，因此需要进行稳定化处理，最终的脱水泥饼或者焚烧后的残渣还需要进一步处置。城市污水处理厂产生的污泥量与每个国家、每个地区污水处理负荷、处理方法以及污水组成等有关。据美国环保署估计，自从1972年政府颁布水净化条例以来，污泥量逐年快速的增加，2010年将达到820万吨。下表是1998年以后美国污泥产量和处理状况及预测。美国污泥产量及其预测在英国，根据资料，污水处理产生的污泥年产量为110.7万吨干污泥，表列《资源综合利用》课程论文出了英国污水污泥的处理方法及处理量据资料统计，英国污泥最终处置的主要方法是农用（46.6%），其次为污泥排海（33.5%）。随着环境问题的日益严重，欧共体在协定中规定污水污泥排海的最后期限为1998年12月31日，这意味着英国将有30%的污泥转向陆地处置。目前英国42%的污泥厌氧消化后回用于农田，填埋所占的比例较小，只占污泥处理量的8%，从长远的观点来看，将经过厌氧消化、化学或热处理、长时间堆放等适当处理后的污泥回用于农田，是英国污泥处置的发展方向。下面列出欧盟各国采用的污泥处理方法、世界主要国家污泥产量及其采用的处置方式欧盟各国采用的污泥处理方法世界主要国家污泥产量及其采用的处置方式《资源综合利用》课程论文目前世界范围内常用的污泥处置方法有农用、填埋、投海、焚烧等，由前表可知：美国和英国以农用为主，西欧以污泥填埋为主，日本以焚烧为主，而澳大利亚以污泥填埋和投海为主。欧盟国家对污泥处置的发展趋势进行综合分析，预计至2005年欧盟各国采用污泥处置方式的比例如下：回收利用占45%，焚烧占38%，填埋占17%。国内污水处理厂污泥处理与处置现状与进展在我国，一些中小城市基本上没有建造污水处理设施，即使有污水处理厂的大中城市，其污泥处理设施90%以上不配套。已经建成的污水处理厂中，污泥未经任何处理就直接农用的占70%以上。即使在设有消化池的污水处理厂，消化后的污泥也只是稍加脱水后就直接农用，很难符合污泥农用卫生标准。污泥处置技术比发达国家较落后，大多未经预处理或仅经简单处理后，就直接农用、填埋或送垃圾场处理，甚至有的随意堆放。国内污水处理厂污泥处理现状和进展从国内已运行的城市污水处理厂来看，污泥处理工艺包括污泥浓缩、稳定、脱水、最终处置四个主要过程。污泥浓缩主要包括重力浓缩法、气浮浓缩法、离心浓缩法等，它们的处理性能如表所示几种浓缩方法的比能耗和含固浓度从表可以看出，初沉污泥用重力浓缩法处理最为经济，对于剩余污泥来说，由于剩余污泥有机物含量高，浓缩困难，采用重力浓缩法效果不好，而采用气浮浓缩、离心浓缩则设备复杂、费用高，不适合中国国情。所以，目前国内推行将剩余活性污泥送回初沉池与初沉污泥共同沉淀的重力浓缩工艺，试验研究表明这《资源综合利用》课程论文种工艺的初沉池出水水质好于传统工艺。我国污泥重力浓缩方法占71.5%，机械浓缩占21.4%，气浮浓缩占7.1%。由于国内资金短缺，且污泥中有机物含量低，所以重力浓缩仍将是国内今后重要污泥减量手段。污泥稳定，国内目前常用的污泥稳定方法是厌氧消化，好氧消化和污泥堆肥，并且污泥堆肥正处于不断研究阶段，而热解和化学稳定方法或者是由于技术的原因或者是由于经济、能耗的原因而很少被采用。国内污泥稳定方法所占的比例：无污泥稳定占55.70%，厌氧消化占38.04%，污泥堆肥占3.45%，好氧消化占2.81%。污泥脱水，国内现有的污泥脱水措施主要是机械脱水，而干化场由于受到地区、气候条件的限制很少被采用，污泥脱水技术在国内所占的比例为：无污泥脱水占48.65%，滚压、带式脱水占37.84%，干化场占10.81%，压滤脱水占1.35%，真空吸滤脱水占1.35%国内城市污水污泥处理中存在的问题（1）污泥处理率低，工艺不完善我国城市污水污泥处理率低，污泥处理工艺是不完善。污泥经过浓缩、消化稳定和干化脱水处理的污水处理厂仅占25.68%，这说明我国70%以上的污水处理厂不具备有完整的污泥处理工艺。不具有污泥稳定处理的污水处理厂占55.70%，不具有污泥干化脱水处理的污水处理厂约占48.65%。（2）污泥处理技术设备落后当前我国有些正在使用污泥处理技术已是发达国家所摈弃的技术，而且有些污泥处理技术根本不合乎国内的污泥特性，对所采用的技术缺乏必要的调查研究。污泥处理设备也比较落后，性能差、效率低、能耗高、专用设备少，未能形成标准化和系列化，限制了我国污泥处理技术的提高和发展。（3）污泥处理管理水平低很多已建成的污泥处理设施不能正常运行，除技术水平外，管理水平也是重要因素，大部分污水处理厂的管理人员和操作人员缺乏管理经验，不能有效地组织生产，加上技术人员少，各个专业不配套，所以有的污泥处理系统只好长期闲置。（4）污泥处理设计水平低在污泥处理方面，我国缺乏实践经验和设计经验，尤其是污泥处理系统的整体水平还比较低。从已建成的污水处理厂的污泥处理装置看，运行工况不佳，不能保证长期运行，很多厂的装置建成后，又进行较大的技术改造，造成人力和财力的极大浪费。（5）污泥处理投资低国内污泥处理投资只占污水处理厂总投资的20%-50%，而发达国家污泥处理投资要占总投资的50%-70%。国内污水处理厂污泥处置现状与分析我国第一座污水处理厂天津纪庄子污水处理厂建成投产后，污泥即由附近郊区农民用于农田，其后北京高碑店等污水处理厂的污泥也均用于农田。随着城市污水污泥产量和污水处理厂的逐渐增多，目前我国已开始将污水处理厂污泥用于土地填埋和城市绿化，并将污泥作基质，制作复合肥用于农业等。但在国内，总的状况还是以污泥土地利用的形式为主，将污泥用于农业。可由于国内在污泥管理方面对污泥所含病原菌、重金属和有毒有机物等理化指标及臭气等感官指标控制的重视程度还不够高，因此限制了对污泥的进一步处置利用，目前污泥处置技术在国内所占的比例如下：农业利用占44.83%，土地填埋占31.03%，无污泥处置占13.79%，绿化占3.45%，焚烧占3.45%，与垃圾混合填埋占3.45%。国内的污泥处置存在严重问题，有13.79%的污泥没有任何处置，这将对环境带来巨大危害。污泥散发的臭气污染严重，病原菌对人类健康产生潜在威胁，重金属和有毒有害有机物污染地表和地下水系统。造成这种现象的原因可以归纳《资源综合利用》课程论文如下：由于国内污泥处理处置的起步较晚，许多城市没有将污泥处置场所纳入城市总体规划，造成很多污水处理厂难以找到合适的污泥处置方法和污泥弃置场所；我国污泥利用的基础薄弱，人们对污泥利用的认识存在严重不足，对污泥的最终处置问题缺乏关注，给一些有害污泥的最终处置留下了隐患；污泥利用率不是很高，仍有一部分的污水处理厂污泥只经储存即由环卫部门外运市郊直接堆放。污泥的随意堆放很容易产生二次污染，并造成污泥资源的浪费。因此我国当前面临的问题是应尽快发展污泥处置技术来解决不断增长的污水污泥。污泥资源化利用方法工艺途径污泥堆肥污泥中含有大量的有机质、氮、磷、钾等植物需要的养分，其含量高于常用牛羊猪粪等农家肥，可以与菜籽饼、棉籽饼等优质的有机农肥相媲美[8]。但是污泥中往往也含有有害成分，因此在土地利用之前，必须对污泥进行稳定化、无害化处理，如好氧与厌氧消化、堆肥化等，其中堆肥化处理是较多采用的一种方法[6]。堆肥化是利用微生物的作用，将不稳定的有机质降解和转化成稳定的有机质，并使挥发性有机质含量降低，减少臭气；