城市污水厂污泥处理与处置技术的思路调整
2010-12-06
互联网
作者:王凯军 余杰
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城市污水厂污泥的这些特性,使我们面临的问题比发达国家更加棘手。一是污泥填埋产生的渗沥液量大,污染物浓度高;二是污泥脂肪和蛋白质含量低,污泥厌氧消化时,分解单位质量有机物的沼气产量低;三是污泥有机物含量低。我国城市污水处理厂污泥中的有机物质平均含量约为36.6%,资源回收率低,堆肥质量差。多年来,我们十分注重借鉴或引进国外的技术和设备,但是,实践表明,国外的技术和设备在我国并不完全适用。当务之急,要进一步认识我国城市污水厂污泥的特性和产生的影响,加强针对性研究和实践,开发适合国情的技术和设备。
2.2 对技术路线的反思
多年来,我们的技术研究和资金投入着重在两方面,一是在引进国外技术和设备的基础上,进行必要改造和国产化,使之适用于中国污泥处理处置;二是强化末端污染的治理,使之达到环境标准的要求。在这样思想下我们出现两种不同的技术方向,并且直接影响到了后续的污泥处置工作成效:
一是以污泥消化为主导的技术方向,但是由于污泥消化设施设计和管理上的复杂性以及使用的规范和标准跟不上实际的发展需要,同时重污水处理,轻污泥处理处置,污泥技术的更新跟不上社会的发展,很多污泥消化设施被放弃使用。污泥消化工艺的应用在我国不能起到在污泥减量化、稳定化和无害化方面的主导地位。
二、以资源化为主导的技术方向。污泥资源化从技术上来说没有太大的问题。在上个世纪中叶我国就开展了多种形式的资源化利用的方式,将污泥进行机械化堆肥和制砖,烧水泥等各类资源化工艺和技术,但受成本,污泥所含重金属等因素影响,多数资源化的企事业单位不能持续运营。
从以上我国的污泥处理处置技术路线来看,我国借鉴国外经验和加强污染治理是一种尝试和摸索,原则上正确的。但是一味引进不消化吸收,不结合实际,一味强调污染的末端治理已经不符合当前国家的要求和实际的情况。我们当前的技术路线值得我们反思。
2.3 关于资源化利用
污泥的资源性不可否认,也正是由于污泥的资源性特点,世界水环境组织(WEF)于1995年已将污泥(sludge)更名为生物固体(biosolid),从而更加明确了污泥应该作为资源利用的观念。
因为谈到污泥的资源化,人们往往认为仅仅是肥料的应用,资源化首先是能源化利用、其次是有机质资源,其中也包括氮磷等营养元素的肥料利用。肥料利用现在的问题才比较多,尤其在当前的体制下造成了分配和管理的不平衡,尤其是污泥土地利用,涉及到农业、园林、市政、卫生等多个部门资源分配、利益分配和管理权限分配,使得本来复杂的问题更加复杂,实施后问题也比较多。
在将来我们仍然应该把污泥当资源看待,但是应该以无害化为主导,以资源化为方向的思路来确定今后我国污泥处理处置的思路。在污水处理收费尚不到位,污泥处置费用没有落实的情况下,以污泥的资源化利用极力推动污泥处理和处置工作,并寄希望用这种方式来赢利从而推动整个污泥处理处理处置系统的良性发展是不现实的。资源化的主体应该是政府部门,对于能源利用采取更加优惠的补贴电价和消除行业壁垒,对于肥料的土地利用采取政府采购的方式,优先用于城市的园林绿化。
3 污泥焚烧的工艺兴起与发展
污泥焚烧的初期研究是由美国的诺亚克(noack)(于1959年)、施莱辛格(schLesinger)等人(于1960年在彼得堡能源中心(pittsburg energy center)开始的,其共同的特点是以回收能源为目的。脱水污泥(水分65%~85%,其固体热值为7500~15000kJ/kg)。世界上第1台焚烧污泥的流化床锅炉在1962年建于美国Lynnwordwashington,至今仍在运行。
1962年,德国建议并开始运行了欧洲第一座污泥焚烧厂,在20年中焚烧的污泥量大幅增加。德国有近40个污水处理厂已经拥有多年的污泥焚烧工艺实际运行经验。在欧盟,1992年污泥焚烧的比例为11%,美国为15%。目前,流化床焚烧炉的市场占有率超过了90%。丹麦每年约有25%的污泥焚烧处理。焚烧法处理污泥在日本应用得最广,如1984年处理量占72%。1992年,日本采用1892座焚烧炉处理75%的市政污泥,现在日本规模较大的污水处理厂都采用焚烧法处理污泥。目前,污泥焚烧是日本、奥地利、丹麦、法国、瑞士、德国等国污泥处置的主要方法。截至到2007年,我国很多污水厂已经开始了污泥焚烧的尝试,在江苏省、上海市以及深圳都有成功运行工程。
4 污泥焚烧的思路
20多年来前我们就一直在笼统的说污泥焚烧投资大,大气污染环境严重,可是现在20多年过去,还有很多人把污泥焚烧成本太大而反对利用焚烧来解决污泥问题。其实,比较于污泥的其它处置方法,污泥焚烧可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化,是一种一劳永逸的方法,而其它的如污泥土地利用、污泥填埋、污泥建材利用等后续问题比较多,往往在监管和污染控制方面存在漏洞,问题更突出。在价格上污泥焚烧貌似成本是其他工艺的2~4倍,但是污泥的成本是所有运行费用,而其它工艺运行成本没有将后续的费用计算在内,比如堆肥后土地利用和填埋的后续监测与管理等其它隐性费用,如果综合计算所有成本,相比较而言,污泥焚烧利用余热后折算的费用就不一定是最高的了。