《污泥国内外处理现状》由会员分享，可在线阅读，更多相关《污泥国内外处理现状（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、污泥国内外处理现状一 污泥产生现状随着城市进程的加快和生活质量的提高,公众对环境问题愈来愈关注,对环境质量的要求也逐渐提高,为防治水域污染、改善生态环境,我国城市污水处理率迅速提高。污水处理过程中,必然产生大量的污泥,污泥量占污水量的0. 3%0. 5% (体积)或为污水处理量的1%2% (质量) ,如果进行深度处理,污泥量会增加0. 5%1%倍。目前我国污水处理量和处理效率虽然不高(4. 5% ) ,但城市污水处理厂每年排放干污泥大约30万吨,而且每年还以大约10%的速度增长。随着污水处理技术的推广,污泥产量的日益增加直接导致污泥问题的日益紧迫,据1998年不完全统计,城市污水处理厂已覆盖了
2、全国23个省市自治区,已经也正在建设的城市污水处理厂共计近300座,日处理污水量达1. 0 105 m3。据有关预测,我国城市污水量在未来20年还会有较大的增长, 2010年污水排放量将达到440 108 m3 /d; 2020年污水排放量将达到536 108 m3 /d。在我国城市污水处理厂中,传统的污泥处理工艺处理费用昂贵,约占污水处理厂总运行费用的20% 50% ,投资占污水处理厂总投资的30% 40%。而污水处理中的污泥处理和处置在我国还刚刚起步,在我国现有污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到1 /4,处理工艺和配套设备较为完善的还不到1 /10。并且有资料显示, 60%以上污泥未
3、经处理直接农用,不符合污泥农用的卫生标准,将造成重金属污染等严重环境问题。近年来,欧洲的污泥产量增长趋势明显,一方面是因为污水管网的服务人口不断增加,另一方面是因为水质排放标准越来越严格。欧盟委员会根据增长趋势预计2005 年的干污泥年产量将达9. 4 106 t 。污泥量的增加给环境带来沉重的负担,而且极为严格的相关法规也加重了污泥的处理处置难度,欧洲正面临着进退两难的困境:一方面,为使污水厂出水水质更加安全的相关标准更为严格;另一方面,严格的污水处理法规也导致了污泥产量的明显增加,因此需要新建污泥处理处置设施或对现有设施进行改造。当污泥投海的处置出路被越来越广泛地禁止后,其他处置方法所占份
4、额有所增长,迄今为止土地填埋仍是较便宜的处置方法,然而相关的填埋限制和法令降低了其经济性。在欧洲,含有可生物降解有机物的固体废弃物将不允许填埋,丹麦、瑞士已分别于1997 年7 月1 日和2000 年1 月1 日实施了该项禁令,德国也将于2005 年6 月1 日实行该法令。欧盟于1999 年公布了固体废弃物土地填埋法令(于2006 年起实施) ,要求所有欧洲国家用于土地填埋的固体废弃物中有机物含量必须逐年递减,其中污水厂污泥也是该法令规定的固体废弃物种类之一。填埋工艺不仅受到填埋场所的限制,而且产生的气体和渗滤液对环境影响较大。对于污泥的填埋在城镇垃圾技术规范附录B 中已有了相应的规定,其中对
5、污泥填埋能力的评估规定了两类重要参数: 强度参数,横向剪切强度 25 kN/ m2 ,单轴压强 50 kN/ m2 ; 干固体中的有机物比例, I 类填埋场(惰性废物填埋场) 的灼烧减量 3 % , II 类填埋场(生活垃圾填埋场) 的灼烧减量 5 %。对灼烧减量的规定意味着干燥污泥需进行焚烧才能满足填埋要求。近十年来,发达国家从环境安全与土地保护的角度对污泥填埋提出了更高的管理要求,包括选址、工艺和污染物处理标准等,这导致了污泥填埋成本的显著上升(超过了污泥的土地利用,为污泥焚烧成本的1/ 2 左右) 。另外,由于污泥中含有许多有害物质,在农用过程中可能会对土壤植物系统、地表水、地下水系统产
6、生影响,因此污泥农用的前景不容乐观。根据欧盟1997 年的统计数据,36. 6 %的污泥用于农用,41. 5 %的污泥用于填埋,但是这两种主要出路在目前正面临着法规和公众的压力。相比之下, 焚烧作为减量化最大的处置方式,在各种处理工艺中具有较大优势,如焚烧后的剩余物质是很稳定的灰质、可适用于不同的规模等。据美国环保署估计，1998年全美干污泥产量为6.9百万吨。在过去的20年，美国人口和开展市政污水处理的人口数量皆得到显著增加，而且自从1972年政府颁布水净化条例以来，污泥量得到了快速的增加。可以预计，随着人口水平的持续增加，污泥的产量还会增加，而且污泥产量的年增长速率会超过市政所能提供污水处
7、理服务人口的增长速率。19861996年期间，美国只经过1级处理的污水流量减少了4，而经过二级或更高级处理的污水流量增加了2。假设这种趋势发展下去，根据市政所能提供污水处理服务人口的增长和污水二次处理以及污泥产量的轻微改变进行预测，到2005年美国干污泥产量将达到7.6百万吨，2010年将达到8.2百万吨。这就是说，从1998年到2010年，污泥产量将增加19。由此可见，污泥正日益已影响着人类的生存和生活环境，如何妥善处置污泥,使其无害化资源化、资源化已成为全球关注的课题。二 污泥成分和危害污泥的共同特点是水分高(一般98% ) ,体积庞大,不易处理。污泥成分复杂,含有大量的有机物质(主要为苯
8、、氯酚等) ,有毒有害的重金属,病源微生物、寄生虫卵,盐类以及放射性核素等难降解物质,对动物、人类以及环境造成较大的危害。我国城市污泥中有机物（VSS）含量约为55%60，而欧美等国可达70-80%（均指初次沉淀池污泥）。一般来说，新鲜污泥中有机物含量越高，消化分解的程度越高。污泥中有机养分和微量元素可以明显改变土壤理化性质、增加氮、磷、钾含量，改善土壤结构，促进团粒结构的形成，调节土壤pH和阳离子交换量，降低土壤容重，增加土壤孔隙和透气性和田间持水量和保肥能力等，城市污泥还可以增加土壤根际微生物群落生物量和代谢强度、抑制腐烂和病原菌3，58。污泥用作肥料，可以减少化肥施用量，从而减少农业成本
9、和化肥对环境的污染。不加稳定处理的污泥任意排放,污泥中较为丰富的有机质和N、P等营养物质将消耗水中的氧,造成水体水质恶化, 影响水生物的生存,以及生活、工农业用水。重金属不易降解,十分稳定,它们一旦进入水体,除了通过食物链在生物体内逐步积累外,只能被水中的悬浮粒子吸附沉入污泥。污水处理过程中70%90%的重金属通过吸附或沉淀而转移到污泥中,这使得污泥中重金属含量较高。污泥中的重金属有Cu、Ni、Cd、Mn、Pb、Hg和Zn等,是污泥资源化利用的最主要障碍,各地污泥所含重金属的种类大同小异,但其含量相差甚大。为防止污泥造成水源水质恶化,污染土壤、农作物等必须对其进行适当处理排放。 三污泥分类与特
10、点污泥产生与工厂生产工艺、处理方式密切相关,性质上存在很大的差异. 按来源与处理方式大致可分成三类:1. 初级污泥或化学污泥指来自生产工艺过程聚集的污秽杂物,经由初步混凝后,以重力沉降或溶气浮除等初级废水处理分离所得的污泥. 其悬浮固体水合物与多数溶解性有机物尚未经微生物消化分解,污泥颗粒的絮凝形成主要靠化学絮凝药剂聚集等的化学处理,粒径相对较小( 100 m) 而致密。2. 二级污泥或生物污泥指由生物处理方法所产生的污泥. 主要由初级污泥在曝气槽与悬浮状态的好氧性微生物及污水中的溶解性有机物接触,摄取水中生物分解成分进行生长繁殖而形成,称为活性污泥. 此外还可以将微生物附着在固体基质上形成生
11、物膜,这个过程中会产生少量的生物污泥. 二级污泥结构松散,含水率极高,平均粒径在100500m 之间,脱水性差.3. 三级污泥或消化污泥初级化学污泥与二级生物污泥混合后在消化槽进一步处理所形成的污泥即为三级污泥或消化污泥. 在污泥的消化处理过程中,分解未能分解的有机物,破坏污泥的高比表面积结构,将吸附于其上的水分剥除成为自由水,改善沉降性与脱水性.四.污泥对环境的污染尽管污泥含有丰富的养分，但是也含有大量病原菌、寄生虫（卵），铜、锌、铬、汞等重金属、盐类以及多氯联苯、二噁英、放射性核素等难降解的有毒有害物。这些物质对环境和人类以及动物健康有可能造成较大的危害。1.污泥盐分污染污泥含盐量较高，会
12、明显提高土壤电导率，破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收，甚至对植物根系造成直接的伤害，而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失。2.病原微生物污水中的病原体（病原微生物和寄生虫）经过处理还会进入污泥。新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种，其中危害较大的是寄生虫。Polan和Jones（1992）认为污泥中病原体对人类或动物的污染途径大致有4条： 直接与污泥接触； 通过食物链与污泥直接接触而感染； 水源被病原体污染； 病原体首先污染了土壤，然后污染水体。污泥农用引起的潜在疾病的流行，被认为主要与沙门氏菌和绦虫卵有关10。3.氮磷等养分的污染在降雨量较大地区的土质疏松土地上大量施用富含N、P等的
13、污泥之后，当有机物分解速度大于植物对N、P的吸收速度时，N、P等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化，进入地下引起地下水的污染。所以N、P等养分迁移对环境影响是一个需长期监测研究的工作9。4.有机物高聚物污染城市污泥中主要的有苯、氯酚等。尽管目前国内外对城市污泥中有机污染物的研究并不多，但是一些国家对农用城市污泥中有机污染物的特征及其在农业环境中的行为、生态效应和调控措施等方面进行了一定的研究。西方发达国家对污泥中有机污染物的浓度进行了一定的限制，并对PCBs、PCDDFs等提出了一些限量建议，但是除苯并（a）芘制定了控制标准外，我国还未能制订出较完善的城市污泥有机污染物限制标
14、准。迄今为止的试验研究表明，通过根部有效的吸收和在植物中转移的二噁英/呋喃及6种重要的PCB衍生物的量很少，即使土壤中PCDDPCDF含量很高、污泥过量施用也不会显示出这些有机污染物的有害毒性。5.重金属污染在污水处理过程中，7090的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到污泥中。一些重金属元素主要来源于工业排放的废水如镉、铬；一些重金属来源于家庭生活的管道系统如铜、锌等重金属。重金属是限制污泥大规模土地利用的重要因素，因为污泥施用于土壤后，重金属将积累于地表层。另外重金属一般溶解度很小，性质较稳定、难去除，所以其潜在毒性易于在作物和动物以及人类中积累。四世界各国污泥处理处置方法1.卫生填埋卫生填埋
15、操作相对简单，投资费用较小，处理费用较低，适应性强。但是其侵占土地严重，如果防渗技术不够，将导致潜在的土壤和地下水污染。污泥卫生填埋始于20世纪60年代，到目前为止已经发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。污泥填埋是欧洲特别是希腊、德国、法国在前几年应用最广的处置工艺。由于渗滤液对地下水的潜在污染和城市用地的减少等，对处理技术标准要求越来越高（例如德国从2000年起，要求填埋污泥的有机物含量小于5），许多国家和地区甚至坚决反对新建填埋场。1992年欧盟大约40的污泥采用填埋处置，近年来污泥填埋处置所占比例越来越小，例如英国污泥填埋比例由1980年的27下降到1995年的10，预计到2005年将继
16、续下降到6。据Biocycle杂志的调查表明：2000年美国大部分污泥被有效利用，21个州的50以上的污泥被循环利用，4个州的50以上的污泥被填埋，5个州的50以上的污泥被焚烧。调查的40个州中，有5个州没有污泥陆地填埋处置，17个州没有污泥焚烧处理。由此表明：美国的污泥的主要处置方法是循环利用，而污泥填埋的比例正逐步下降，美国许多地区甚至已经禁止污泥土地填埋。据美国环保局估计，今后几十年内美国6500个填埋场将有5000个被关闭。这意味着填埋并不能最终避免环境污染，而只是延缓了产生的时间。另外，自从1996年10月，英国对污泥陆地填埋处理征收一定的税收，结果污泥农用重新引起了人们的兴趣，因为它是一种经济可行的方法。2污泥农用
