污泥综合利用.docx

《污泥综合利用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《污泥综合利用.docx（8页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上题目：污泥综合利用邱紫东 环境科学11301 摘要：据不完全统计,全国污水排放量为4474107m3/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

2、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

3、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。

4、 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：降低含水率，时期变流态为固态，同时减少数量。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

5、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），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

6、，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

7、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

8、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

9、、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

10、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

11、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38.0

12、4%，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

13、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

14、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

15、，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

16、地下水系统。造成这种现象的原因可以归纳如下：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

17、，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；物理性状明显改善（如水含量降低，呈疏松、分散、粒状），便于贮存、运输和使用；高温堆肥还可以杀灭堆料中的病原菌、虫卵和草籽，使堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源。 我国农村利用杂草、秸秆等和禽兽粪便混合，制成有机肥料的做法已有很长的历史，但这种堆肥过程主要靠自

18、然通风或表面扩散向堆料供氧，由于供氧不充分，不能作为大规模处理处理、生产高质量堆肥产品的手段5。现代堆肥化制好氧快速堆肥过程，污泥堆肥过程的主要技术措施比较复杂，主要包括：调整堆料的含水率和适当的C/N比；选择填充料改变污泥的物理性状；建立合适的通风系统；控制适宜的温度和pH值等。 典型工艺：污泥与垃圾混合堆肥工艺污泥与垃圾的混合堆肥工艺也是堆肥处理的一种方法，它充分利用污泥含水率高（7080%），含有丰富的氮、磷、钾等农作物不可缺少的营养物质，而城市垃圾含水率低（3040%），有机物较多的特点，按一定的比例进行混合，通过好氧高温发酵和厌氧中温发酵,杀死致病菌与寄生虫卵，并保留着植物生长土壤所

19、需要的氮、磷、钾等营养物质的含量，形成良好的腐殖土堆肥。 污泥与垃圾的混合堆肥技术具有经济、简便、可资源化的优点。其工艺流程框图如下：污泥与垃圾堆肥法是通过机械设备对污泥与垃圾混合物料进行好氧高温发酵，再自然堆放厌氧中温发酵的一种方法，主要包括：污泥与垃圾前处理、好氧高温发酵、厌氧中温发酵、后处理等四部分。污泥消化制沼气 污泥厌氧消化不仅是现在，而且也是未来应用最为广泛的污泥稳定化工艺。厌氧消化较其他稳定化工艺获得广泛应用的原因是它具有如下优点:产生能量（甲烷），有时超过废水处理过程所需的能量；使最终需要处置的污泥体积减少30%-50%；消化完全时，可消除恶臭；杀死病原微生物，特别是高温消化时

20、；消化污泥容易脱水，含有有机肥效成分，适用于改良土壤。但当处理厂规模较小，污泥数量少，综合利用价值不大时，也可采用污泥好氧消化。它的主要优点是：运行操作比较方便和稳定、处理过程需排出的污泥量少。但运行费用大、能耗多。污泥燃料化技术 随着污泥量的不断增加及污泥成分的变化，现有的污泥处理技术逐渐不能满足要求，例如燃烧含水率80%的污泥，每吨污泥（干基）的辅助燃料需消耗304-565L重油，能耗大10；污泥填埋必须预先脱水到含水率至少小于70%，而达到这样的含水率目前的污泥脱水技术需要消耗大量的药剂，既增加了成本，也增加了污泥量；土地还原是目前污泥消纳量最大的处理方法，但很多工业废水中含有重金属和有

21、毒有害的有机物，不能作肥料或土壤改良剂。因此寻找一种适合处理所有污泥，又能利用污泥中有效成分，实现减量化、无害化、稳定化和资源化的污泥处理技术，是当前污泥处理技术研究开发的方向。污泥燃料化被认为是有望取代现有的污泥处理技术最有前途的方法之一。HERS法它是将剩余活性污泥和初沉池污泥分别进行厌氧消化，产生的消化气经过脱硫后，用作发电的燃料。混合消化污泥林、离心脱水至含水率80%，加入轻溶剂油，使其变成流动行浆液，送入四效蒸发器蒸发，然后经过脱轻油，变成含水率2.6%、含油率0.15%的污泥燃料。轻油再返回到前端做脱水污泥的流动媒体，污泥燃料燃烧产生的蒸汽一部分用来蒸发干燥污泥，多余用来蒸汽发电。

22、 HERS法所用的物料是经过机械脱水的消化污泥。污泥干燥采用的多效蒸发法一般是用蒸发干燥法，不能获得能量收益，而采用CG法可以有能量收益；污泥能量回收两种方式，即厌氧产生消化气和污泥燃烧产生热能，然后以电力形式回收利用。污泥的建材利用 污泥中除了有机物外往往还含有20-30%的无机物，主要是硅、铁、铝和钙等。因此即使污泥焚烧去除了有机物，无机物仍以焚烧灰的形式存在，需要做填埋处置。如何充分利用污泥中的有机物和无机物污泥的建材利用是一种经济有效的资源化方法。 污泥建材化利用具有废弃物利用和保护环境的优势。从20世纪80年代开始，国内外对污泥制建筑材料进行可行性研究，并出现了一些成功的研究成果与工

23、程应用。日本大约46%的污泥进行建材化利用，世界上第一个大规模的生产污泥砖的工厂于1991年在日本东京成立，日产5500块污泥砖，消耗15吨污泥灰，重金属浸出毒性检测合格；日本东京市自20世纪80年代中期，开始研究污泥制砖技术，现已通过烧结工艺规模化生产污泥黏土混合转、污泥焚烧灰制地砖和混合土的填料等。新加坡理工大学利用污泥、石灰石和黏土进行黏结材料生产，经煅烧、磨碎等生产工艺，生产出优于美国材料试验学会规定的建筑水泥的标准。我国上海水泥厂利用水泥窖。采用污泥均化、储存、磨碎、煅烧等技术生产路线生产出符合国家规定的水泥熟料，且排放废气达到国家环保监测标准。我国湖南岳阳化工厂总厂污水处理厂通过干

24、污泥粉碎后，渗入黏土和水混合搅拌均匀，制坯成形并进行烧结。等污泥与黏土质量比为1:10时，污泥砖强度可于普通红砖相对12。 污泥的建材利用大致可归结为以下方法：制轻质陶粒、制熔融资材和熔融微晶玻璃，生产水泥等，制砖已经很少应用。过去大部分以污泥焚烧灰作原料生产各种建材，近年来，为了减少投资（建设焚烧炉），充分利用污泥自身的热值，节省能耗，直接利用污泥作原料生产各种建材的技术已开发成功。参考文献1、污泥的处理方法和农用资源化展望, 胡玖坤、许景钢、张丹、李淑芹，东北农业大学资源与环境学院，2005年 2、城市污水处理厂污泥处理处置探讨，陈金锥，福州市规划设计研究院，2007年 3、污泥处理与资源

25、化利用方案选择, 杨小文、杜英豪，深圳市排水管理处，2002年 4、宁波市城市污水处理厂污泥处置方案探讨，包薇红、宋贤英，宁波市环境保护科学研究设计院，2005年6月 5、污泥资源化利用的途径与分析, 赵鸣,吴广芬,李刚, 烟台大学环境与材料工程学院,2005年3月 6、浅谈我国污泥资源化再利用, 颜卓、陈迪嘉、张艳、朱凡, 天津创业环保股份有限公司,2008 7、浙江省城市污泥的处置对策与资源化利用研究,甘海军、钱晓倩，浙江大学建筑工程学院，2006年6月 8、中国城市污泥的性质和处置方式及土地利用前景, 邹绍文、张树清、王玉军、刘秀梅、何绪生, 中国农业科学院土壤肥料研究所,2005年1月 9、 Evaluation of fungal potentiality for bioconversion of domestic wastewater Sludge, Md. Zahangir Alam、A. FakhrulRazi、Abul H. Molla，International Islamic University Malaysia, Jalan Gombak 53100，2004年 专心-专注-专业