我国城市剩余污泥的处置途径

Posted 2023-01-12 剩余

篇首语：最是人间留不住，朱颜辞镜花辞树。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了我国城市剩余污泥的处置途径相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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。