㈠ 污水處理污泥投加量如何計算
厭氧啟動:
有顆粒污泥時,接種污泥數量大小 10-15%。當沒有現成的污泥時,應用最多的是污水處理廠污泥池的消化污泥,稠的消化污泥有利於顆粒污泥形成。 沒有消化污泥和顆粒污泥時, 化糞池污泥、新鮮牛糞、豬糞及其它家畜糞便都可利用作菌種,也可用腐敗污泥和魚塘底泥作接種污泥,但啟動周期較長。
污泥接種濃度至少不低 10Kg•VSS/m3反應器容積,但接種污泥填充量不大於反應器容積 60%。污泥接種中應防止無機污泥、砂以及不可消化的其它物進入厭氧反應器內。
好氧啟動:
(1)生活污水培菌法:在溫暖季節,先使曝氣池充滿生活污水,悶曝(即曝氣而不進污水)數十小時後,即可開始進水。引進水量由小到大逐漸調節,連續運行數天即可見活性污泥出現,並逐漸增多。為加快培養進程,在培菌初期投加一些濃質糞便水或米泔水等,以提高營養物濃度。特別注意,培菌時期(尤其初期)由於污泥尚未大量形成,污泥濃度低,故應控制曝氣量,應大大低於正常期曝氣量。
(2)干泥接種培菌法:最好取水質相同已正常運行的污水系統脫水後的干污泥作菌種源進行接種培養。一般按曝氣池總溶積 1%的干泥量,加適量水搗碎,然後再加適量工業廢水和濃糞便水。按上述的方法培菌,污泥即可很快形成並增加至所需濃度。
(3)數級擴大培菌法:根據微生物生長繁殖快的特點,仿照發酵工業中菌種→種子罐→發酵罐數級擴大培菌工藝,分級擴大培菌。如某工程設計為三級曝氣池,此時可先在一個池中培菌,在少量接種條件下,在一個曝氣池內培菌,成功後直接擴大至二三級。
(4)工業廢水直接培菌法:某些工業廢水,如罐頭食品、豆製品、肉類加工廢水,可直接培菌;另一類工業廢水,營養成分尚全,但濃度不夠,需補充營養物,以加快培養進程。所加營養物品常有:澱粉漿料、食堂米泔水、面湯水(碳源);或尿素、硫氨、氨水(氮源)等,具體情況應按不同水質而定。
(5)有毒或難降解工業廢水培菌:有毒或難降解工業廢水,只能先以生活污水培菌,然後再將工業廢水逐步引入, 逐步馴化的方式進行。
(6)直接引進種菌種培菌:有些特殊水質菌種難於培養,還可利用當地科研力量,利用專業的工業微生物研究所培養菌種後再接種培養,如 PVA(聚乙烯醇)好氧消化即有專門好氧菌。此法,投資大,周期長,只有特殊情況才用。
㈡ 污水處理廠污泥有什麼用途
可以作為其他工業污水污泥的來源。工業污水有可能利用到生化,自行培菌時間過長,可以藉助污水廠的污泥再適應性培菌,那樣可以節省時間。
㈢ 污水處理中污泥的作用
一、土地利用
:
經檢測,城市污水廠污泥肥效對比典型的農家廄肥有明顯優勢。污泥中農作物生長所必須的氮、磷、鉀等元素都遠高於農家廄肥,有機成分也較之高。
施用有機肥的主要優點有:改良土壤,提高耕地生產能力;提高化肥利用率;提高農作物產量,改善農作物品質;增強微生物活性。但是,由於有機肥肥效釋放慢,養分含量低,施用數量大,且當年利用率低,在作物生長旺盛、需肥多的時期,往往不能及時滿足作物的需求,所以需要與無機肥料配合施用。制備有機無機復合肥料是解決以上矛盾的最佳有效途徑。
堆肥技術是污泥農用的主要手段。由於好氧堆肥具有發酵周期短、無害化程度高、衛生條件好、易於機械化操作等特點,故國內外用垃圾、污泥、人畜糞尿等有機廢棄物制肥的工廠,絕大多數都採用好氧堆肥。好氧堆肥過程是通過好氧性微生物的生物代謝作用,使污泥中有機物轉化成富含植物營養物的腐殖質,反應的最終代謝物是CO,、H,0和熱量,大量的熱量使物料維持持續高溫,降低物料的含水率,有效地去除病原體、寄生蟲卯和雜草種子,使污泥達到減量化、穩定化、無害化、資源化目的。
污泥堆肥的主要缺點有:處理時間長,處理、儲存、緩沖區佔地面積很大;自動化程度相對較低,人工成本相對較高;污泥堆肥過程中需要對臭味進行處理。
二、製作建材
污泥含有大量無機質,在處理後也可以作為建材的原料。這種資源化利用方案還在不斷嘗試中。
污泥建築材料利用方式主要有制磚、制水泥、制纖維板等。
①目前應用較多的是制磚。污泥制磚的方法有兩種,一種是用干化污泥直接制磚;另一種是用污泥焚燒灰制磚。用干化污泥直接制磚時,應對污泥的成分作適當調整,使其成分與制磚粘土的化學成分相當。
②用污泥焚燒灰制磚,焚燒灰的化學成分與制磚粘土的化學成分是比較接近的。制坯時加入適量的的粘土與硅砂。最適宜的配料比約為焚燒灰:粘土:硅砂=100:50:(1
5~20)。由於增加了污泥焚燒工序,使成本增高,操作管理難度增加,因此常用干化後的污泥制磚。
③污泥制生化纖維板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白與球蛋白,在鹼性條件下,加熱、乾燥,加壓後,會發生一系列的物理、化學性質的改變,稱為蛋白質的變形作用,從而製成活性污泥樹脂,與經漂白、脫脂處理的廢纖維(主要是棉、毛紡廠的下腳料)壓製成板材,即生化纖維板。
㈣ 污水處理產生的污泥是如何分類的
各種污泥的分類:
根據來源分類:污泥大致可分為給水污泥(原水凈化產生的污泥,例如自來水廠)、生活污水污泥和工業廢水污泥三類。
根據污泥成分及性質分類:污泥可分為有機污泥和無機污泥。有機污泥以有機物為主要成分,是親水性污泥,生活污水污泥或混合污水污泥均屬此類。無機污泥以無機物為主要成分,常稱為沉渣,一般是疏水性污泥,這類污泥包括給水處理沉砂池以及某些工業廢水物理、化學處理過程中的沉澱物。
根據污泥處理工藝分類:污泥可分為初沉污泥、剩餘污泥、消化污泥和化學污泥。其中,初沉污泥指污水一級處理過程中產生的沉澱物;剩餘污泥指指從二次沉澱池或沉澱區排出系統外的活性污泥;消化污泥指生污泥經過好氧或厭氧消化後得到的污泥;化學污泥是指化學強化一級處理或三級處理後產生的污泥。
根據污泥產生的不同階段分類:可分為生污泥(初沉池污泥)、濃縮污泥、消化污泥、脫水干化污泥、乾燥污泥。該法是最常用使用的污泥分類方法。其中,生污泥指從初沉池和二沉池分離出來的沉澱物或懸浮物的總稱,包括初沉澱污泥、二沉剩餘污泥或兩者的混合污泥;濃縮污泥指生污泥經濃縮處理後得到的污泥;消化污泥為生污泥經過好氧或厭氧消化後得到的污泥;脫水干化污泥指經脫水干化處理後得到的污泥;乾燥污泥指經乾燥處理後得到的污泥。
㈤ 污水處理廠的污泥怎麼處理
目前大多數城市污水處理廠都採用活性污泥法去除污泥。
生物處理的原理回是通過生物作用,尤其答是微生物的作用,完成有機物的分解和生物體的合成,將有機污染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物污泥);多餘的生物污泥在沉澱池中經沉澱池固液分離,從凈化後的污水中除去。
(5)污水處理需要加污泥么擴展閱讀:
污水處理工藝分三級:
一級處理:物理處理,通過機械處理,如格柵、沉澱或氣浮,去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。
二級處理:生物化學處理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉化為污泥。
三級處理:污水的深度處理,它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。可能根據處理的目標和水質的不同,有的污水處理過程並不是包含上述所有過程。
㈥ 污水處理產生的污泥怎麼處置 用什麼污泥壓濾機
如題:污水處理產生的污泥怎麼處置 用什麼污泥壓濾機?
污泥處理是對污泥進行減量化、穩定化和無害化處理的過程。污水處理程度越高,就會產生越多的污泥殘余物需要加以處理。除非是利用土地處理或污水塘處理污水,否則一般的污水處理廠必須設有污泥處理設施。對現代化的污水處理廠而言,污泥的處理與處置已成為污水處理系統運行中最復雜、且花費最高的一部分。
如何處置污泥:
1.污泥固化拌和站
採用了先進的工業計算機控制系統,實現了黃土、污泥、水泥和石灰的自動配比,具有計量准確、可靠性好、攪拌均勻、操作方便、環保好、生產效率高、故障率低等特點,特別適合連續作業,是污水處理廠處理污泥的理想設備。
2.泥漿分離脫水機
與板框壓濾機對比:該機具有處理能力大、分離性能好、適應性強、勞動強度小、性能穩定、安裝操作方便、佔地面積小、維修費用低等優點,而且可以實現密閉的連續自動分離。
3.卧螺離心機
卧式螺旋卸料沉降離心機(簡稱卧螺離心機)是利用離心沉降原理分離懸浮液的設備。對固相顆粒當量直徑=3um、重量濃度比:10%或體積濃度比=70%、液固比重差:0.05g/cm3的各種懸浮液均適合採用該類離心機進行液固分離或顆粒分級。
4.帶式污泥脫水機
帶式污泥脫水機是中國從美國引進的先進技術,經消化吸收,開發成功的一種高效脫水設備,可以連續壓濾,產品採用高強度材料製作,具有處理能力大,脫水效率高,使用壽命長等顯著特點。產品廣泛應用於環境治理、蔬菜加工等需壓榨脫水的行業。
5.太陽能熱泵技術污泥處理設備
該系統主要利用太陽能、地熱能等清潔能源作為污泥干化的熱源,能將含水量80以上的泥漿干化成含水量35以下的乾料,節電、節煤、環保;整個系統為自動化遠程式控制制,有效降低了污泥處理處置成本,為污泥處理處置提供了一種低碳環保的解決方案。
污泥處理
選用壓濾機來處理污泥
㈦ 生活污水處理廠調試的時候污泥投加量的計算
生活,食品類,容易處理的污水,好氧池建議投加城市生活污水處理廠的脫水污泥(內容10%的含固率)10%-15%,絕干污泥投加量在1-1.5kg/每噸水。工業類可考慮投加類似污水處理行業的活性污泥,絕干污泥投加量在1-1.5kg/每噸水。若沒有條件,也可投加城市生活污水處理廠的脫水污泥,絕干污泥投加量建議在2-2.5kg/每噸水。
㈧ 污水處理污泥怎麼處理
污泥穩定處理有好氧穩定和厭氧穩定,好氧穩定有很多優點,但能耗很高,只有當污泥量較少時才採用。污泥厭氧穩定處理通常採用中溫(35℃)厭氧消化方法。國內已有十幾座大型污水處理廠採用此方法,污泥經消化後,有機物含量減少,性能穩定,總體積減少,污泥消化過程中還產生大量沼氣(消化降解1kgCOD可產生350L沼氣)可以回收利用。
但由於消化裝置工藝復雜,一次性投資大,運行有難度。污泥厭氧消化和沼氣利用裝置費用,約占污水處理廠投資和運行費的30%左右,而且大多需進口技術和設備。從調查已建消化池的實際運行看,只有少數達到預期的效果。有管理、設計問題,亦有沼氣利用的經濟性和安全性問題。比較好的如天津市東郊污水處理廠,該廠設計規模為處理城市污水40萬m3/d,污泥日產2460m3(含水率96%),產生沼氣13300m3,供4台248kW發電機發電,日可發電27000度,並與市電並網。
污泥的穩定問題,除了採取污泥厭氧消化外,還應結合污水處理工藝中考慮少產生污泥和穩定泥質的方案。例如污水處理工藝設計中採用延長污水曝氣時間,減少污泥的產量;設計參數中增加污泥泥齡(如泥齡20天以上),盡量使污泥趨向穩定的污水處理工藝。對中小型污水處理廠來說,採用帶有延時曝氣功能處理工藝(如氧化溝等處理工藝)是可取的。有的污水處理工藝投資低(如AB法的A段),而污泥量較多,增加了污泥的處理成本。故應當把污水處理和污泥處理統一考慮,一並計算投資和運行費用。
污泥的穩定並不等於污泥無害,用於農田還需要符合國家標准中關於污泥農用時污染物控制標准限值。見下表。其中對鎘、汞、砷、苯並芘、多氯聯苯的要求是比較高的,應該通過嚴格控制工業廢水源頭的排放,來控制污泥的性質。
國外在污泥穩定方面,除了用生物法(包括中溫消化、高溫消化及利用微生物和某些添加劑)外,還採用了化學法,有的將脫水後的污泥加鹽酸調pH值至2~3,反應60分鍾再加硝酸鈉;有的對脫水污泥添加石灰。後者在歐洲應用較多。
㈨ 污水處理廠的污泥處置費用問題
城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析
——以北京市為例
張義安,高 定,陳同斌*,鄭國砥,李艷霞
中國科學院地理科學與資源研究所環境修復中心,北京 100101
摘要:以北京市為例,估算不同電價及運輸距離下填埋、焚燒及堆肥等方式的城市污泥處理處置成本,在此基礎上討論各種處理處置方案的前景,展望北京市污泥處理處置出路。污泥填埋在一定時期內還將是主要處理處置方式,但所佔比例將逐漸下降;堆肥是經濟上較為可行的處理處置方式,適合大力推廣;隨著經濟實力與技術水平提高,焚燒法可以適用於個別特殊地點。同時,分析了政府補貼對污泥處理處置效益的影響。
關鍵詞:城市污泥;處理處置成本;填埋;焚燒;堆肥
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1672-2175(2006)02-0234-05
城市污泥是污水處理的副產物,以含水率97%計算,體積占處理污水的0.3%~0.5%[1],深度處理產泥量還將增加50%~100%。目前我國每年排放的干污泥大約1.3×106 t,並以大約10%的速率在增加。
北京市全區域規劃污水排放量為330×104 m3/d,其中2003年市區污水排放量約為230×104 m3/d[2]。規劃建設14座污水處理廠,2015年污水處理能力預計將超過320×104 m3/d,處理率將超過90%。到2008年,北京市將新增9座中水處理廠,深度處理能力將由目前的1×104 m3/d提高到47.6×104 m3/d,屆時每年產生含水率 80% 城市污泥超過80×104 m3。北京市最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠污泥外運運輸費用佔到全廠運行費用的1/3[3]。
城市污泥的大量產生,已引起日益嚴峻的二次污染,並成為城市污水處理行業瓶頸。污泥處理處置率低,其中非常重要的一個原因就是投資和運行成本方面的限制。但到目前為止,還未見關於不同污泥處理處置方案的經濟分析,導致不同單位和設計人員在方案的選擇上存在較大的盲目性。本文以北京為例,對幾種典型的城市污泥處理處置方式進行經濟分析,以便為城市污泥處理處置技術的選擇提供參考依據。
1 城市污泥處理處置成本估算
1.1 估算方法
以1 t干污泥(DS)為計算基準,綜合成本=運行成本+設備折價成本。運行成本以目前較為成熟的處理處置方式進行估算。
北京市污泥機械脫水效果通常在80%左右。各方案中的成本估算涉及或包括焚燒、運輸、填埋等3個流程;設備折價成本取15 a使用年限,年折舊7%,社會利率10%,即年折價17%,設備年工作時數以8000 h計。因此,設備折價=設備價格×指數×0.17/8000。
1.2 估算細則
(1)單位成本
填埋:生活垃圾衛生填埋的成本約60~70 ¥/t,污泥填埋時按照壓實生活垃圾∶土∶污泥容重比為0.8∶1∶1,污泥填埋成本為48~56 ¥/t,取52¥/t。
干化:乾燥能耗與脫水量成正比。燃氣加熱效率85%、鍋爐熱效率70%、過程熱損失5%時,水的蒸發能耗為150 (kW•h)/t,每小時去除1 t水的設備投資為180×104¥[4]。
焚燒:目前多採用流化床技術,每h焚燒1 t干化污泥的設備成本為528×104¥,污泥按干質量減量60%。焚燒的運行費用24¥/t,煙氣處理消耗NaOH量約為37 kg/t,折價約128¥/t [5]。
電價:北京市工業電價高峰期、平段區、低谷期分別為0.278、0.488、0.725¥/(kW•h)。按不同補貼方案,將電價設定為0.30、0.60¥/(kW•h)。
運費:北京市運輸價格在0.45~0.65¥/(t•km)之間,污泥為特殊固體廢物,需特殊箱式貨車運送,價格處於高端。另外,近年運輸價格有上漲趨勢。因此,運費取0.65 ¥/(t•km)。
此外,干化及焚燒均按設備成本添加30%物耗人工管理費及土建配套費。
(2)污泥含水率
污泥的有機質和水分含量較高,填埋存在一系列問題,當前主要關心的是土力學性能,當含水率高於68% 時需按m(土)∶m(污泥)=0.4~0.6的比例混入土 [6-8]。含水率降低時污泥性狀存在突變,因此填埋脫水目標設定為80%、30%。
含水率是污泥焚燒處理中的一個關鍵因素。有機質含量高、含水率低利於維持自燃,降低污泥含水率對降低污泥焚燒設備及處理費用至關重要。一般將污泥含水率降至與揮發物含量之比小於3.5時,可形成自燃[9]。北京市污泥有機物含量在45% 以下,因此使污泥維持自燃焚燒的水分含量應小於61.2%。朱南文總結了幾種國外污泥熱乾燥技術,可以將污泥乾燥至10%含水率[10]。污泥焚燒綜合成本隨乾燥程度動態變化,干化程度越高,干化能耗升高,焚燒設備及運行費用隨之下降。簡化起見,本文以污泥保持熱量平衡燃燒為估算前提,不再進行高水分下加入重油的成本估算。因此污泥焚燒的干化目標定為:60%和10%。
表1 北京市填埋場概況[11]及離污水處理廠的最近距離
Table 1 Description of landfill sites and wastewater treatment plants
填埋場 填埋場位置 處理規模/(t•d-1) 預計關閉時間 最近的污水處理廠 最近直線距離/km 1)
北神樹 通縣次渠鄉 980 2006 高碑店 20
安定 大興區安定鄉 700 2006 小紅門 36
六里屯 海淀區永豐屯鄉 1500 2017 清河 15
高安屯 朝陽區樓梓庄鄉 1000 2018 高碑店 15
阿蘇衛 昌平區小湯山鄉 2000 2012 清河、北小河 40
焦家坡 門頭溝區永定鎮 600 2011 盧溝橋 15
1) 最近距離數據為作者實測
綜上所述,污泥的處理處置方式計有:堆肥,分別乾燥至含水80%、30% 時填埋,乾燥至含水
60%、10%時焚燒。
1.3 填埋成本
填埋成本=能耗成本+運輸成本+填埋場成本+設備折價成本
能耗成本=[1/(1-η0)-1/(1-ηe)]×150×α×Pele
運輸成本=0.65×L /(1-ηe)
填埋場成本=βPf /(1-ηe)
設備折價=[1/(1-η0)-1/(1-ηe)]×180×α× 0.17×104/8000
其中,η0、ηe分別為處理處置始、末的含水率;Pele為電價,¥/(kW•h);L為運輸距離,km;α為土建及人工配套費指數,1.3;β為體積系數,含水率≥68%時在1.4~1.6之間,取1.5,含水率<68%時取1;Pf為填埋場填埋價格,40~60¥/t,取52¥/t。
污泥填埋運輸距離:北京市現有填埋場容量不足以滿足生活垃圾處置需求,即使規劃中的填埋場建成之後,富餘填埋能力也很有限,污泥填埋需另外覓地新建填埋場。隨著城市發展及填埋場地質條件要求,運輸距離也將越來越遠,參照表1,污泥
填埋的運輸距離將在40 km以上,因此在估算今後的填埋成本時,分別取50、100 km作為近期及遠期填埋場運輸距離。
1.4 堆肥成本及收益
城市污泥經過堆肥無害化處理之後進行土地利用,是國際上普遍採用的處理處置方式。強制通風靜態垛堆肥處理是泥堆肥主流技術,其處理成本與污泥初始含水率、處理規模、堆肥廠與污水處理廠之間距離以及設備原產地等因素相關。堆肥廠宜建在污水處理廠周圍,運輸成本計為0,堆肥成本主要由鼓風、烘乾、篩分能耗,調理劑及設備折價成本組成。目前,堆肥產品的市場銷售價格為350~500¥/t,扣除15%含水率後取500¥/t DS。
利用CTB堆肥自動控制系統[12,13]進行強制通風靜態垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥廠的應用結果表明,當污泥含水率不高於80%時,鼓風能耗在40~60 (kW•h)/t DS之間,取60 (kW•h)/t DS。CTB調理劑價格為300 ¥/t,損耗率一般為5% [14]。經過10~14 d堆肥,污泥干物質減量30%,含水45%。採用熱乾燥技術烘乾至含水15%,脫水負荷0.45 t/t DS;調理劑在烘乾前篩分後自然晾乾,需篩分能耗;篩分負荷共9.3 t/t DS,篩分能力1 t/h,功率3 kW。全程能耗95 (kW•h)/t DS,考慮到未知能耗,取100 (kW•h)/t DS。
設備折價:處理干污泥能力為 0.3×104 t/a的污泥堆肥廠設備投資約700萬¥,設備折價182 ¥/t DS(含佔地成本),取200¥/t DS。
1.5 焚燒成本
考慮到焚燒廢氣排放等問題,外運30 km以上焚燒為佳,取30 km;焚燒按干物質減量60%,燒余物需運至填埋場填埋,運輸距離取50 km。參考表3可知,乾燥至10%焚燒成本較乾燥至60%低。乾燥程度越高,焚燒廠佔地面積也越小,因此焚燒前以干化至10%為宜。
1.6 干化農用成本
未經穩定化處理污泥存在施用安全危險,考慮到干化的穩定效果較差,安全性有限,不再估算。
2 討論與分析
2.1 處理成本和經濟效益
表2 處理處置1 t城市污泥(干質量)所需的成本及其效益
Table 2 Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways
填 埋
干化 運輸 填埋 綜合成本/¥
目標 能耗/¥ 設備折價/¥ 距離/km 運費/¥ 填土比例 費用/¥
80% 0 0 50 163 50% 390 5531),5532)
30% 2091),4182) 178 50 46 0 74 5071),7162)
80% 0 0 100 325 50% 390 7151),7152)
30% 2091),4182) 178 100 93 0 74 5541),7632)
焚燒
干化 焚 燒 燒余物 綜合成本/¥
目標 能耗/¥ 設備折價/¥ 運行/¥ 設備折價/¥ NaOH/¥ 運費/¥ 填埋/¥
60% 1461),2932) 124 60 365 128 13 20 8561),10022)
10% 2281),4552) 193 27 162 128 13 20 7711),9982)
堆 肥
能耗/¥ 設備折價/¥ 調理劑損耗/¥ 總成本/¥ 銷售/¥ 總效益/¥
391),782) 200 75 3141),3532) 410 961),572)
1) 電價取0.30 ¥/(kW·h);2) 電價取0.60 ¥/(kW·h)
各種處理方式處理成本估算過程及結果如表2所示。由表2可知,污泥處理處置以堆肥方式成本
最低,約300~350¥/t DS;填埋方式約500~760¥/t DS。焚燒方式成本最高,約800~1000¥/t DS。堆肥成本低於填埋方式,顯著低於焚燒方式,隨運輸距離增加填埋成本顯著高於堆肥成本。此外,污泥焚燒處理一次性投資大,運行維護費用最高。
各種處理方式中,污泥填埋沒有資源回收,效益為零;考慮到污泥熱值水平,回收焚燒熱能可能性較低,對凈效益影響不大;污泥干化可以起到脫水的效果,但穩定化的效果有限,加之干化過程中容易產生爆炸和肥效緩慢等問題,不宜提倡;在產品銷售良好情況下,按電價不同,堆肥處理可以盈利50~100¥/t DS。
2.2 各種處理處置技術的優缺點
現有的大部分填埋場設計建造標准低、缺乏污染控制措施,存在穩定性差等問題,導致散發氣體和臭味,污染地下水,不能保證填埋垃圾的安全,只是延緩污染但沒有最終消除污染。一些國家為了把上述問題降低到最小程度,制定了待處理污泥物理特性的最低標准,使污泥填埋的處理成本大大增加。例如德國要求填埋污泥干基含量不低於35%。為避免污泥中有機物分解造成的地下水污染,1992年德國發布了《城市廢棄物控制和處置技術綱要》,要求從2005年起,任何被填埋處理的物質其有機物含量不超過5% [15],這意味著污泥即便是經過乾燥也不滿足填埋的要求。污泥填埋面臨填埋場地、公眾及法規等多重壓力,填埋成本將逐步升高,近年來國外污泥填埋處理方式比例越來越小[6]。
是否推廣堆肥處理城市污泥,首先應切實評估施用污泥堆肥的潛在環境風險。杜兵等[16]研究表明,同國外相比北京市某典型污水處理廠酚類、酞酸酯類、多環芳烴類均處於污染程度較低的水平。堆肥處理的持續高溫可以確保殺滅病菌,保證污泥的農用安全。陳同斌等[17]對中國城市污泥的重金屬含量及其變化趨勢的研究結果表明,我國城市污泥中平均含量普遍較低,金屬含量基本未超過農用標准[18],且呈現逐漸下降的趨勢。近年相關研究也證明:科學合理地進行城市污泥農用不會造成土壤和農產品的重金屬污染問題[19]。我國城市污泥的土地利用重金屬環境風險並不像人們想像的那樣嚴重。
焚燒減量最為顯著,含水80%的污泥焚燒後減容率超過90%。然而,污泥含有多種有機物,焚燒時會產生大量有害物質,如二惡英、二氧化硫、鹽酸等,受國內焚燒技術的限制,二惡英污染問題尚未很好解決,重金屬煙霧與燃燒灰燼也可能造成二次污染。此外,焚燒浪費了污泥中的營養物質。對比三種處理處置方式,污泥焚燒佔地面積最小,但綜合成本最高,設備維護要求高,環保風險較大,這些不利之處都限制了污泥焚燒技術的廣泛應用。
綜上所述,堆肥處理實現污泥的資源化利用,科學合理施用下可以保證衛生安全及重金屬安全,同時較為經濟可行,是污泥處理處置技術的主要發展方向。但是,從市場銷售的角度來看,污泥堆肥產品的銷售渠道有待改善。各種處理方式優缺點概括於表3(下頁)。
2.3 電價影響及政府補貼
電價影響到污泥處理處置成本。電價從0.60¥/(kW•h)降低到0.30 ¥/(kW•h),各種處理方式的綜合成本分別降低40~230 ¥/t DS。如電價取至用電低谷期電價或者更低,成本可以進一步降低。
表3 各種處理處置技術優缺點對比
Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge
處理處置方式 收支平衡/(¥•t-1) 1) 技術難度 場地要求 能否資源化 無害化程度
填埋 -507~ -763 簡單 大 不能 延緩污染, 沒有最終消除污染風險
堆肥 57~96 較簡單 較小 能 重金屬低於農用標准時可以達到無害化要求
焚燒 -771~ -1000 技術設備要求高 小 不能 尾氣可能帶來二次污染
1) 運輸距離100 km、電價0.60 ¥/(kw•h)時, 以80%含水率填埋成本略低於30%含水率填埋, 但其佔地為後者5.25倍, 綜合考慮採取30%填埋
污泥含水80%及60%下填埋佔地分別為30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通過補貼如降低電價等調控手段,將污水處理投入合理分配到其中的污泥處理單元,可以降低污泥處理單元的焚燒成本、填埋佔地,降低堆肥成本。政府補貼可以發揮經濟杠桿作用,調控污泥處理行業投入產出狀況,有利於污泥處理處置行業的健康發展。總之,污泥處理處置應該有適宜的政府補貼。
3 結論
(1)污泥堆肥成本隨電價變化約300~350 ¥/t DS,堆肥銷售可以補償部分處理成本,使污泥堆肥達到微利水平。合理施用堆肥可以提供養分和有機質,是污泥處理處置技術的重要方向。
(2)污泥填埋操作簡單,但其成本約500~760 ¥/t DS,高於堆肥處理。考慮到土地資源日益稀缺及二次污染問題,且從發達國家的經驗來看污泥填埋將逐步受到限制,因此其應用比例應逐漸減少。
(3)污泥焚燒減量效果最明顯,但其初始投資及運行費用最高,綜合成本約771~1000 ¥/t DS。其設備維護復雜,如果對尾氣處理不當會造成二次污染。
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