污泥处置方式的种类种类多种多样,选择也是各有千秋,
污泥处置名词释义
污泥处置是为了处理后的污泥能够达到长期稳定,并对人体健康和生态环境不产生有害影响而采用的安置方式;现愈加倡导可持续化发展,因而再经过不同工艺深加工,可二次利用于林业、工业等。
国际上污泥处置方式
目前,国外污泥的处置方式主要是污泥焚烧、土地利用和卫生填埋。其中土地利用占比率最高的国家依次是法国65%、英国58%和美国56.5%;选用焚烧和填埋处置最多的国家都是日本。
各国污泥处置方式占比图
我国关于污泥各种处置方式的占比如下图所示,农业利用44.83%,土地填埋31.03%,未处理13.79%,其余污泥用于绿化、焚烧处理、与垃圾混合填埋方式的占比少,约为3.45%,数值比较接近。
可看出我国污泥用于农业利用的情况相对可观,但是土地填埋这种传统处理方式占比很大,新型资源化利用情况非常少见,未处理污泥的占比量对比国外发达国家要高很多。
我国污泥处置方式占比图
污泥处置方式
填埋
卫生填埋是指污泥经稳定化、无害化处理后,在政府指定的污泥填埋场进行填放、掩埋,或者和城市生活垃圾一起在固体废弃物填埋场填埋,并对场地给予一定封闭、防护处理,预防二次污染、实现天然降解的处置方法。
污泥填埋出现时间比较早,是目前使用最广泛、工艺最成熟的传统污泥处置方式。污泥填埋成本低、操作简单、处置效果好。
需要注意的是,即使污泥已经过相应的无害化、稳定化处理,并达排放标准,其中残留的有害物质仍会对土壤、植被、地下水造成一定程度的威胁;更何况存在企业私自排放未经处理、未达排放标准的污泥的违法行为,对生态环境造成污染更甚。
国内首座现代化污泥卫生填埋场-青凝侯卫生填埋场
焚烧
焚烧处理是指污泥通过高温燃烧,使污泥中的有机物碳化,彻底杀灭病原菌、各种微生物,最大程度实现减量化、稳定化、无害化的处置方式。污泥焚烧主要包括干化焚烧、直接焚烧两种工艺模式。
当前,就中国污泥数量猛速增长、处理能力相对有限的情况来看,污泥直接焚烧是最彻底、最便捷、最有效的一种末端处置手段:无需过多考虑前期无害化处理过程、焚烧后废渣少易处置、不占用大量土地空间。
需要注意的是,焚烧过程中会产生二氧化硫、二噁英等有毒气体,需要针对该气体进行收集、消灭处理,否则会造成周围大气污染。
另外,污泥焚烧产生的大量热量,可以收集用于发电;焚烧灰烬也可收集用于制作水泥、砖块,实现资源二次利用。
贵州一家污泥焚烧场的焚烧炉
堆肥
经稳定化、无害化处理的污泥已杀灭大量细菌、病原微生物,并使重金属分子结构达到稳定,有效减弱对土地造成的伤害,可以二次土地回收使用,例如花卉种植、园林绿化、农田增肥、成林造林等,主要分为改良土地、制作有机肥料两种思路。
第一
污泥中的氮元素、磷元素是植物生长所需的微量元素,污泥中的有机物也为植物成长提供养分,可以通过化学的作用,提高土地肥力,改善农田、绿地。
第二
污泥中的无害微生物通过新陈代谢可以加大土壤缝隙,使增加空气接触面积,提高土壤吸水能力,通过物理方式助力农作物、植被生长。
第三
污泥中微生物间各种化学、物理反应可以平衡土壤的酸碱性,使土壤性质更加稳定,不易发生变质。
第四
污泥用作有机肥料可以降低人工合成化学农用药剂的使用量,减少化工污染,保护生态环境。
污泥用于土地改良、有机花肥效果图
资源利用
4.1 建材
4.1.1 污泥制水泥
污泥中含有的粗灰分,可以用做水泥的添加剂,投入于建地施工。不过该工艺需要关于水泥凝聚性、稳定性的进一步研究,目前仅在日本有少量投资生产。
太原市一家水泥厂的水泥产成品
4.1.2 污泥制陶粒
利用厌氧消化后污泥的燃烧灰烬来制造轻质陶粒,可以用于路基、混凝土骨料、覆盖花卉土,该工艺早在20 世纪80 年代投入使用,现已发展为成熟技术。然而燃烧灰烬制作陶粒不仅需要单独锻造一个燃烧炉,而且污泥中大量有机成分没有得到利用,存在资源浪费。近些年已开发出可以直接利用脱水污泥制作陶粒的新工艺。
污泥制成的陶粒
4.1.3 污泥制微晶玻璃
污泥处理过程中产生的燃烧灰烬也可以用作微晶玻璃的质料,投入于装修工程。将污泥燃烧灰、沉砂池的沉砂、废弃混凝土在1500℃条件下融化混合,放入制玻璃的模具中冷却成型,再经过加热促进晶体生长,最后天然冷却形成微晶玻璃产成品。
污泥制微晶玻璃工艺流程图
微晶玻璃
4.1.4 污泥制砖
我国最新研究发现,下水道污泥可以通过压制工艺制成“生态砖块”用于一般修建。通过在黏土砖中混入10%的下水道污泥,900℃条件下烧制而成。高温煅烧过程中能够杀死一切有害细菌,并将有毒重金属封存至内,无污染无异味。
宁波一家企业用荷塘淤泥制作墙砖
4.2 污泥能源回收
第一,污泥中含有丰富的钾、磷、氮元素,可以提取用作化学肥料;
第二,污泥中含有丰富的铁、锌、铜金属,可以提取实现资源再利用;
第三,厌氧消化过程中,微生物发酵降解所产生的甲烷气体,可以收集用作清洁燃料;
第四,焚烧过程中产生的热能,可以收集并与发电厂合作用于发电;
环保能源燃料--甲烷(天然气的主要成分)用于烹饪
热能发电作业
4.3 污泥制动物饲料
污泥中富含很多牲畜饲料所需营养物质,如粗蛋白28.7%~40.9%、粗灰分26.4 ~46.0%、粗纤维26.6%~44.0%、粗脂肪0~3.7%。其中粗蛋白内包括了牲畜饲料所需各种氨基酸,且各个种类氨基酸的数量相对均衡。现国内已申请专利,选取合适的城市污泥,对其进行辐射处理,随后脱水、粉碎、过筛、加入纤维素酶和植酸酶,最终得到动物饲料的添加剂。(资料借鉴于国家知识产权局)