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      城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析(精選五篇)

      時(shí)間:2019-05-12 02:02:19下載本文作者:會(huì)員上傳
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      第一篇:城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析

      城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析

      摘要:以北京市為例,估算不同電價(jià)及運(yùn)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(chǔ)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(shí)期內(nèi)還將是主要處理處置方式,但所占比例將逐漸下降;堆肥是經(jīng)濟(jì)上較為可行的處理處置方式,適合大力推廣;隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力與技術(shù)水平提高,焚燒法可以適用于個(gè)別特殊地點(diǎn)。同時(shí),分析了政府補(bǔ)貼對(duì)污泥處理處置效益的影響。

      城市污泥是污水處理的副產(chǎn)物,以含水率97%計(jì)算,體積占處理污水的0.3%~0.5%[1],深度處理產(chǎn)泥量還將增加50%~100%。目前我國(guó)每年排放的干污泥大約1.3×106 t,并以大約10%的速率在增加。

      北京市全區(qū)域規(guī)劃污水排放量為330×104 m3/d,其中2003年市區(qū)污水排放量約為230×104 m3/d[2]。規(guī)劃建設(shè)14座污水處理廠,2015年污水處理能力預(yù)計(jì)將超過(guò)320×104 m3/d,處理率將超過(guò)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(shí)每年產(chǎn)生含水率 80% 城市污泥超過(guò)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(yùn)運(yùn)輸費(fèi)用占到全廠運(yùn)行費(fèi)用的1/3[3]。

      城市污泥的大量產(chǎn)生,已引起日益嚴(yán)峻的二次污染,并成為城市污水處理行業(yè)瓶頸。污泥處理處置率低,其中非常重要的一個(gè)原因就是投資和運(yùn)行成本方面的限制。但到目前為止,還未見關(guān)于不同污泥處理處置方案的經(jīng)濟(jì)分析,導(dǎo)致不同單位和設(shè)計(jì)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(duì)幾種典型的城市污泥處理處置方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析,以便為城市污泥處理處置技術(shù)的選擇提供參考依據(jù)。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(jì)算基準(zhǔn),綜合成本=運(yùn)行成本+設(shè)備折價(jià)成本。運(yùn)行成本以目前較為成熟的處理處置方式進(jìn)行估算。

      北京市污泥機(jī)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(yùn)輸、填埋等3個(gè)流程;設(shè)備折價(jià)成本取15 a使用年限,年折舊7%,社會(huì)利率10%,即年折價(jià)17%,設(shè)備年工作時(shí)數(shù)以8000 h計(jì)。因此,設(shè)備折價(jià)=設(shè)備價(jià)格×指數(shù)×0.17/8000。1.2 估算細(xì)則(1)單位成本

      填埋:生活垃圾衛(wèi)生填埋的成本約60-70 元¥/t,污泥填埋時(shí)按照壓實(shí)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:干燥能耗與脫水量成正比。燃?xì)饧訜嵝?5%、鍋爐熱效率70%、過(guò)程熱損失5%時(shí),水的蒸發(fā)能耗為150(kW?h)/t,每小時(shí)去除1 t水的設(shè)備投資為180×10¥[4]。

      焚燒:目前多采用流化床技術(shù),每h焚燒1 t干化污泥的設(shè)備成本為528×10元¥,污泥按干質(zhì)量減量60%。焚燒的運(yùn)行費(fèi)用24¥/t,煙氣處理消耗NaOH量約為37 kg/t,折價(jià)約128¥/t [5]。

      電價(jià):北京市工業(yè)電價(jià)高峰期、平段區(qū)、低谷期分別為0.278、0.488、0.725¥/(kW?h)。按不同補(bǔ)貼方案,將電價(jià)設(shè)定為0.30、0.60¥/(kW?h)。

      運(yùn)費(fèi):北京市運(yùn)輸價(jià)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(yùn)送,價(jià)格處于高端。另外,近年運(yùn)輸價(jià)格有上漲趨勢(shì)。因此,運(yùn)費(fèi)取0.65 ¥/(t?km)。

      44此外,干化及焚燒均按設(shè)備成本添加30%物耗人工管理費(fèi)及土建配套費(fèi)。(2)污泥含水率

      污泥的有機(jī)質(zhì)和水分含量較高,填埋存在一系列問(wèn)題,當(dāng)前主要關(guān)心的是土力學(xué)性能,當(dāng)含水率高于68% 時(shí)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(shí)污泥性狀存在突變,因此填埋脫水目標(biāo)設(shè)定為80%、30%。

      含水率是污泥焚燒處理中的一個(gè)關(guān)鍵因素。有機(jī)質(zhì)含量高、含水率低利于維持自燃,降低污泥含水率對(duì)降低污泥焚燒設(shè)備及處理費(fèi)用至關(guān)重要。一般將污泥含水率降至與揮發(fā)物含量之比小于3.5時(shí),可形成自燃[9]。北京市污泥有機(jī)物含量在45% 以下,因此使污泥維持自燃焚燒的水分含量應(yīng)小于61.2%。朱南文總結(jié)了幾種國(guó)外污泥熱干燥技術(shù),可以將污泥干燥至10%含水率[10]。污泥焚燒綜合成本隨干燥程度動(dòng)態(tài)變化,干化程度越高,干化能耗升高,焚燒設(shè)備及運(yùn)行費(fèi)用隨之下降。簡(jiǎn)化起見,本文以污泥保持熱量平衡燃燒為估算前提,不再進(jìn)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(biāo)定為:60%和10%。

      綜上所述,污泥的處理處置方式計(jì)有:堆肥,分別干燥至含水80%、30% 時(shí)填埋,干燥至含水60%、10%時(shí)焚燒。

      1.3 填埋成本

      填埋成本=能耗成本+運(yùn)輸成本+填埋場(chǎng)成本+設(shè)備折價(jià)成本 能耗成本=[1/(1-η0)-1/(1-ηe)]×150×α×Pele 運(yùn)輸成本=0.65×L /(1-ηe)填埋場(chǎng)成本=βPf /(1-ηe)設(shè)備折價(jià)=[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(jià),¥/(kW?h);L為運(yùn)輸距離,km; α為土建及人工配套費(fèi)指數(shù),1.3;

      β為體積系數(shù),含水率≥68%時(shí)在1.4-1.6之間,取1.5,含水率<68%時(shí)取1; Pf為填埋場(chǎng)填埋價(jià)格,40-60¥/t,取52¥/t。

      污泥填埋運(yùn)輸距離:北京市現(xiàn)有填埋場(chǎng)容量不足以滿足生活垃圾處置需求,即使規(guī)劃中的填埋場(chǎng)建成之后,富余填埋能力也很有限,污泥填埋需另外覓地新建填埋場(chǎng)。隨著城市發(fā)展及填埋場(chǎng)地質(zhì)條件要求,運(yùn)輸距離也將越來(lái)越遠(yuǎn),參照表1,污泥填埋的運(yùn)輸距離將在40 km以上,因此在估算今后的填埋成本時(shí),分別取50、100 km作為近期及遠(yuǎn)期填埋場(chǎng)運(yùn)輸距離。

      表1 北京市填埋場(chǎng)概況[11]及離污水處理廠的最近距離

      填埋場(chǎng) 填埋場(chǎng)位置 處理規(guī)模t /d 預(yù)計(jì)關(guān)閉時(shí)間 最近的污水處理廠 最近直線距離 北神樹 通縣次渠鄉(xiāng) 980 2006 高碑店 20 安定 大興區(qū)安定鄉(xiāng) 700 2006 小紅門 36 六里屯 海淀區(qū)永豐屯鄉(xiāng) 1500 2017 清河 15 高安屯 朝陽(yáng)區(qū)樓梓莊鄉(xiāng) 1000 2018 高碑店 15 阿蘇衛(wèi) 昌平區(qū)小湯山鄉(xiāng) 2000 2012 清河、北小河 40 焦家坡 門頭溝區(qū)永定鎮(zhèn) 600 2011 盧溝橋 15 備注: 最近距離數(shù)據(jù)為作者實(shí)測(cè)

      1.4 堆肥成本及收益

      城市污泥經(jīng)過(guò)堆肥無(wú)害化處理之后進(jìn)行土地利用,是國(guó)際上普遍采用的處理處置方式。強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛堆肥處理是泥堆肥主流技術(shù),其處理成本與污泥初始含水率、處理規(guī)模、堆肥廠與污水處理廠之間距離以及設(shè)備原產(chǎn)地等因素相關(guān)。堆肥廠宜建在污水處理廠周圍,運(yùn)輸成本計(jì)為0,堆肥成本主要由鼓風(fēng)、烘干、篩分能耗,調(diào)理劑及設(shè)備折價(jià)成本組成。目前,堆肥產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售價(jià)格為350-500¥/t,扣除15%含水率后取500¥/t DS。

      利用CTB堆肥自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥廠的應(yīng)用結(jié)果表明,當(dāng)污泥含水率不高于80%時(shí),鼓風(fēng)能耗在40-60(kW?h)/t DS之間,取60(kW?h)/t DS。CTB調(diào)理劑價(jià)格為300 ¥/t,損耗率一般為5% [14]。經(jīng)過(guò)10-14 d堆肥,污泥干物質(zhì)減量30%,含水45%。采用熱干燥技術(shù)烘干至含水15%,脫水負(fù)荷0.45 t/t DS;調(diào)理劑在烘干前篩分后自然晾干,需篩分能耗;篩分負(fù)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(shè)備折價(jià):處理干污泥能力為 0.3×104 t/a的污泥堆肥廠設(shè)備投資約700萬(wàn)¥,設(shè)備折價(jià)182 ¥/t DS(含占地成本),取200¥/t DS。1.5 焚燒成本

      考慮到焚燒廢氣排放等問(wèn)題,外運(yùn)30 km以上焚燒為佳,取30 km;焚燒按干物質(zhì)減量60%,燒余物需運(yùn)至填埋場(chǎng)填埋,運(yùn)輸距離取50 km。參考表3可知,干燥至10%焚燒成本較干燥至60%低。干燥程度越高,焚燒廠占地面積也越小,因此焚燒前以干化至10%為宜。1.6 干化農(nóng)用成本

      未經(jīng)穩(wěn)定化處理污泥存在施用安全危險(xiǎn),考慮到干化的穩(wěn)定效果較差,安全性有限,不再估算。討論與分析

      2.1 處理成本和經(jīng)濟(jì)效益

      表2 處理處置1 t城市污泥(干質(zhì)量)所需的成本及其效益 填 埋

      干化 運(yùn)輸 填埋 綜合成本/¥

      目標(biāo) 能耗/¥ 設(shè)備折價(jià)/¥ 距離/km 運(yùn)費(fèi)/¥ 填土比例 費(fèi)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(biāo) 能耗/¥ 設(shè)備折價(jià)/¥ 運(yùn)行/¥ 設(shè)備折價(jià)/¥ NaOH/¥ 運(yùn)費(fèi)/¥ 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(shè)備折價(jià)/¥ 調(diào)理劑損耗/¥ 總成本/¥ 銷售/¥ 總效益/¥ 391),782)200 75 3141),3532)410 961),572)1)電價(jià)取0.30 ¥/(kW?h);2)電價(jià)取0.60 ¥/(kW?h)

      各種處理方式處理成本估算過(guò)程及結(jié)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。堆肥成本低于填埋方式,顯著低于焚燒方式,隨運(yùn)輸距離增加填埋成本顯著高于堆肥成本。此外,污泥焚燒處理一次性投資大,運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最高。

      各種處理方式中,污泥填埋沒(méi)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(duì)凈效益影響不大;污泥干化可以起到脫水的效果,但穩(wěn)定化的效果有限,加之干化過(guò)程中容易產(chǎn)生爆炸和肥效緩慢等問(wèn)題,不宜提倡;在產(chǎn)品銷售良好情況下,按電價(jià)不同,堆肥處理可以盈利50~100¥/t DS。2.2 各種處理處置技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

      現(xiàn)有的大部分填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)低、缺乏污染控制措施,存在穩(wěn)定性差等問(wèn)題,導(dǎo)致散發(fā)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(méi)有最終消除污染。一些國(guó)家為了把上述問(wèn)題降低到最小程度,制定了待處理污泥物理特性的最低標(biāo)準(zhǔn),使污泥填埋的處理成本大大增加。例如德國(guó)要求填埋污泥干基含量不低于35%。為避免污泥中有機(jī)物分解造成的地下水污染,1992年德國(guó)發(fā)布了《城市廢棄物控制和處置技術(shù)綱要》,要求從2005年起,任何被填埋處理的物質(zhì)其有機(jī)物含量不超過(guò)5% [15],這意味著污泥即便是經(jīng)過(guò)干燥也不滿足填埋的要求。污泥填埋面臨填埋場(chǎng)地、公眾及法規(guī)等多重壓力,填埋成本將逐步升高,近年來(lái)國(guó)外污泥填埋處理方式比例越來(lái)越小[6]。

      是否推廣堆肥處理城市污泥,首先應(yīng)切實(shí)評(píng)估施用污泥堆肥的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。杜兵等[16]研究表明,同國(guó)外相比北京市某典型污水處理廠酚類、酞酸酯類、多環(huán)芳烴類均處于污染程度較低的水平。堆肥處理的持續(xù)高溫可以確保殺滅病菌,保證污泥的農(nóng)用安全。陳同斌等[17]對(duì)中國(guó)城市污泥的重金屬含量及其變化趨勢(shì)的研究結(jié)果表明,我國(guó)城市污泥中平均含量普遍較低,金屬含量基本未超過(guò)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)[18],且呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。近年相關(guān)研究也證明:科學(xué)合理地進(jìn)行城市污泥農(nóng)用不會(huì)造成土壤和農(nóng)產(chǎn)品的重金屬污染問(wèn)題[19]。我國(guó)城市污泥的土地利用重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并不像人們想象的那樣嚴(yán)重。

      焚燒減量最為顯著,含水80%的污泥焚燒后減容率超過(guò)90%。然而,污泥含有多種有機(jī)物,焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量有害物質(zhì),如二惡英、二氧化硫、鹽酸等,受國(guó)內(nèi)焚燒技術(shù)的限制,二惡英污染問(wèn)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(fèi)了污泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。對(duì)比三種處理處置方式,污泥焚燒占地面積最小,但綜合成本最高,設(shè)備維護(hù)要求高,環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)較大,這些不利之處都限制了污泥焚燒技術(shù)的廣泛應(yīng)用。綜上所述,堆肥處理實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用,科學(xué)合理施用下可以保證衛(wèi)生安全及重金屬安全,同時(shí)較為經(jīng)濟(jì)可行,是污泥處理處置技術(shù)的主要發(fā)展方向。但是,從市場(chǎng)銷售的角度來(lái)看,污泥堆肥產(chǎn)品的銷售渠道有待改善。各種處理方式優(yōu)缺點(diǎn)概括于表3。表3 各種處理處置技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

      Table 3 Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge 處理處置方式 收支平衡¥/t 技術(shù)難度 場(chǎng)地要求 能否資源化 無(wú)害化程度

      填埋 507-763 簡(jiǎn)單 大 不能 延緩污染, 沒(méi)有最終消除污染風(fēng)險(xiǎn) 堆肥 57-96 較簡(jiǎn)單 較小 能 重金屬低于農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可以達(dá)到無(wú)害化要求 焚燒 771-1000 技術(shù)設(shè)備要求高 小 不能 尾氣可能帶來(lái)二次污染

      1)運(yùn)輸距離100 km、電價(jià)0.60 ¥/(kw?h)時(shí), 以80%含水率填埋成本略低于30%含水率填埋, 但其占地為后者5.25倍, 綜合考慮采取30%填埋 2.3 電價(jià)影響及政府補(bǔ)貼

      電價(jià)影響到污泥處理處置成本。電價(jià)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(jià)取至用電低谷期電價(jià)或者更低,成本可以進(jìn)一步降低。

      污泥含水80%及60%下填埋占地分別為30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通過(guò)補(bǔ)貼如降低電價(jià)等調(diào)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、填埋占地,降低堆肥成本。政府補(bǔ)貼可以發(fā)揮經(jīng)濟(jì)杠桿作用,調(diào)控污泥處理行業(yè)投入產(chǎn)出狀況,有利于污泥處理處置行業(yè)的健康發(fā)展??傊?,污泥處理處置應(yīng)該有適宜的政府補(bǔ)貼。3 結(jié)論

      (1)污泥堆肥成本隨電價(jià)變化約300-350 ¥/t DS,堆肥銷售可以補(bǔ)償部分處理成本,使污泥堆肥達(dá)到微利水平。合理施用堆肥可以提供養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì),是污泥處理處置技術(shù)的重要方向。

      (2)污泥填埋操作簡(jiǎn)單,但其成本約500-760 ¥/t DS,高于堆肥處理??紤]到土地資源日益稀缺及二次污染問(wèn)題,且從發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看污泥填埋將逐步受到限制,因此其應(yīng)用比例應(yīng)逐漸減少。

      (3)污泥焚燒減量效果最明顯,但其初始投資及運(yùn)行費(fèi)用最高,綜合成本約771-1000 ¥/t DS。其設(shè)備維護(hù)復(fù)雜,如果對(duì)尾氣處理不當(dāng)會(huì)造成二次污染。

      第二篇:城市污泥不同處理處置方式的成本和效益分析

      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(guó)砥,李艷霞

      中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)中心,北京 10010

      1摘要:以北京市為例,估算不同電價(jià)及運(yùn)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(chǔ)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(shí)期內(nèi)還將是主要處理處置方式,但所占比例將逐漸下降;堆肥是經(jīng)濟(jì)上較為可行的處理處置方式,適合大力推廣;隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力與技術(shù)水平提高,焚燒法可以適用于個(gè)別特殊地點(diǎn)。同時(shí),分析了政府補(bǔ)貼對(duì)污泥處理處置效益的影響。

      關(guān)鍵詞:城市污泥;處理處置成本;填埋;焚燒;堆肥

      中圖分類號(hào):X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-2175(2006)02-0234-0

      5城市污泥是污水處理的副產(chǎn)物,以含水率97%計(jì)算,體積占處理污水的0.3%~0.5%[1],深度處理產(chǎn)泥量還將增加50%~100%。目前我國(guó)每年排放的干污泥大約1.3×106 t,并以大約10%的速率在增加。

      北京市全區(qū)域規(guī)劃污水排放量為330×104 m3/d,其中2003年市區(qū)污水排放量約為230×104 m3/d[2]。規(guī)劃建設(shè)14座污水處理廠,2015年污水處理能力預(yù)計(jì)將超過(guò)320×104 m3/d,處理率將超過(guò)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(shí)每年產(chǎn)生含水率 80% 城市污泥超過(guò)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(yùn)運(yùn)輸費(fèi)用占到全廠運(yùn)行費(fèi)用的1/3[3]。

      城市污泥的大量產(chǎn)生,已引起日益嚴(yán)峻的二次污染,并成為城市污水處理行業(yè)瓶頸。污泥處理處置率低,其中非常重要的一個(gè)原因就是投資和運(yùn)行成本方面的限制。但到目前為止,還未見關(guān)于不同污泥處理處置方案的經(jīng)濟(jì)分析,導(dǎo)致不同單位和設(shè)計(jì)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(duì)幾種典型的城市污泥處理處置方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析,以便為城市污泥處理處置技術(shù)的選擇提供參考依據(jù)。

      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(jì)算基準(zhǔn),綜合成本=運(yùn)行成本+設(shè)備折價(jià)成本。運(yùn)行成本以目前較為成熟的處理處置方式進(jìn)行估算。

      北京市污泥機(jī)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(yùn)輸、填埋等3個(gè)流程;設(shè)備折價(jià)成本取15 a使用年限,年折舊7%,社會(huì)利率10%,即年折價(jià)17%,設(shè)備年工作時(shí)數(shù)以8000 h計(jì)。因此,設(shè)備折價(jià)=設(shè)備價(jià)格×指數(shù)×0.17/8000。

      1.2估算細(xì)則

      (1)單位成本

      填埋:生活垃圾衛(wèi)生填埋的成本約60~70 ¥/t,污泥填埋時(shí)按照壓實(shí)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:干燥能耗與脫水量成正比。燃?xì)饧訜嵝?5%、鍋爐熱效率70%、過(guò)程熱損失5%時(shí),水的蒸發(fā)能耗為150(kW?h)/t,每小時(shí)去除1 t水的設(shè)備投資為180×104¥[4]。

      焚燒:目前多采用流化床技術(shù),每h焚燒1 t干化污泥的設(shè)備成本為528×104¥,污泥按干質(zhì)量減量60%。焚燒的運(yùn)行費(fèi)用24¥/t,煙氣處理消耗NaOH量約為37 kg/t,折價(jià)約128¥/t [5]。

      電價(jià):北京市工業(yè)電價(jià)高峰期、平段區(qū)、低谷期分別為0.278、0.488、0.725¥/(kW?h)。按不同補(bǔ)貼方案,將電價(jià)設(shè)定為0.30、0.60¥/(kW?h)。

      運(yùn)費(fèi):北京市運(yùn)輸價(jià)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(yùn)送,價(jià)格處于高端。另外,近年運(yùn)輸價(jià)格有上漲趨勢(shì)。因此,運(yùn)費(fèi)取0.65 ¥/(t?km)。

      此外,干化及焚燒均按設(shè)備成本添加30%物耗人工管理費(fèi)及土建配套費(fèi)。

      (2)污泥含水率

      污泥的有機(jī)質(zhì)和水分含量較高,填埋存在一系列問(wèn)題,當(dāng)前主要關(guān)心的是土力學(xué)性能,當(dāng)含水率高于68% 時(shí)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(shí)污泥性狀存在突變,因此填埋脫水目標(biāo)設(shè)定為80%、30%。含水率是污泥焚燒處理中的一個(gè)關(guān)鍵因素。有機(jī)質(zhì)含量高、含水率低利于維持自燃,降低污泥含水率對(duì)降低污泥焚燒設(shè)備及處理費(fèi)用至關(guān)重要。一般將污泥含水率降至與揮發(fā)物含量之比小于3.5時(shí),可形成自燃[9]。北京市污泥有機(jī)物含量在45% 以下,因此使污泥維持自燃焚燒的水分含量應(yīng)小于61.2%。朱南文總結(jié)了幾種國(guó)外污泥熱干燥技術(shù),可以將污泥干燥至10%含水率[10]。污泥焚燒綜合成本隨干燥程度動(dòng)態(tài)變化,干化程度越高,干化能耗升高,焚燒設(shè)備及運(yùn)行費(fèi)用隨之下降。簡(jiǎn)化起見,本文以污泥保持熱量平衡燃燒為估算前提,不再進(jìn)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(biāo)定為:60%和10%。表1北京市填埋場(chǎng)概況[11]及離污水處理廠的最近距離

      Table 1Description of landfill sites and wastewater treatment plants

      填埋場(chǎng) 填埋場(chǎng)位置 處理規(guī)模/(t?d-1)預(yù)計(jì)關(guān)閉時(shí)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(xiāng) 980 2006 高碑店 20

      安定 大興區(qū)安定鄉(xiāng) 700 2006 小紅門 36

      六里屯 海淀區(qū)永豐屯鄉(xiāng) 1500 2017 清河 1

      5高安屯 朝陽(yáng)區(qū)樓梓莊鄉(xiāng) 1000 2018 高碑店 15

      阿蘇衛(wèi) 昌平區(qū)小湯山鄉(xiāng) 2000 2012 清河、北小河 40

      焦家坡 門頭溝區(qū)永定鎮(zhèn) 600 2011 盧溝橋 1

      51)最近距離數(shù)據(jù)為作者實(shí)測(cè)

      綜上所述,污泥的處理處置方式計(jì)有:堆肥,分別干燥至含水80%、30% 時(shí)填埋,干燥至含水

      60%、10%時(shí)焚燒。

      1.3填埋成本

      填埋成本=能耗成本+運(yùn)輸成本+填埋場(chǎng)成本+設(shè)備折價(jià)成本

      能耗成本=[1/(1-η0)-1/(1-ηe)]×150×α×Pele

      運(yùn)輸成本=0.65×L /(1-ηe)

      填埋場(chǎng)成本=βPf /(1-ηe)

      設(shè)備折價(jià)=[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(jià),¥/(kW?h);L為運(yùn)輸距離,km;α為土建及人工配套費(fèi)指數(shù),1.3;β為體積系數(shù),含水率≥68%時(shí)在1.4~1.6之間,取1.5,含水率<68%時(shí)取1;Pf為填埋場(chǎng)填埋價(jià)格,40~60¥/t,取52¥/t。

      污泥填埋運(yùn)輸距離:北京市現(xiàn)有填埋場(chǎng)容量不足以滿足生活垃圾處置需求,即使規(guī)劃中的填埋場(chǎng)建成之后,富余填埋能力也很有限,污泥填埋需另外覓地新建填埋場(chǎng)。隨著城市發(fā)展及填埋場(chǎng)地質(zhì)條件要求,運(yùn)輸距離也將越來(lái)越遠(yuǎn),參照表1,污泥

      填埋的運(yùn)輸距離將在40 km以上,因此在估算今后的填埋成本時(shí),分別取50、100 km作為近期及遠(yuǎn)期填埋場(chǎng)運(yùn)輸距離。

      1.4堆肥成本及收益

      城市污泥經(jīng)過(guò)堆肥無(wú)害化處理之后進(jìn)行土地利用,是國(guó)際上普遍采用的處理處置方式。強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛堆肥處理是泥堆肥主流技術(shù),其處理成本與污泥初始含水率、處理規(guī)模、堆肥廠與污水處理廠之間距離以及設(shè)備原產(chǎn)地等因素相關(guān)。堆肥廠宜建在污水處理廠周圍,運(yùn)輸成本計(jì)為0,堆肥成本主要由鼓風(fēng)、烘干、篩分能耗,調(diào)理劑及設(shè)備折價(jià)成本組成。目前,堆肥產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售價(jià)格為350~500¥/t,扣除15%含水率后取500¥/t DS。

      利用CTB堆肥自動(dòng)控制系統(tǒng)[12,13]進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛堆肥在河南省漯河市城市污泥堆肥廠的應(yīng)用結(jié)果表明,當(dāng)污泥含水率不高于80%時(shí),鼓風(fēng)能耗在40~60(kW?h)/t DS之間,取60(kW?h)/t DS。CTB調(diào)理劑價(jià)格為300 ¥/t,損耗率一般為5% [14]。經(jīng)過(guò)10~14 d堆肥,污泥干物質(zhì)減量30%,含水45%。采用熱干燥技術(shù)烘干至含水15%,脫水負(fù)荷0.45 t/t DS;調(diào)理劑在烘干前篩分后自然晾干,需篩分能耗;篩分負(fù)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(shè)備折價(jià):處理干污泥能力為 0.3×104 t/a的污泥堆肥廠設(shè)備投資約700萬(wàn)¥,設(shè)備折價(jià)182 ¥/t DS(含占地成本),取200¥/t DS。

      1.5焚燒成本

      考慮到焚燒廢氣排放等問(wèn)題,外運(yùn)30 km以上焚燒為佳,取30 km;焚燒按干物質(zhì)減量60%,燒余物需運(yùn)至填埋場(chǎng)填埋,運(yùn)輸距離取50 km。參考表3可知,干燥至10%焚燒成本較干燥至60%低。干燥程度越高,焚燒廠占地面積也越小,因此焚燒前以干化至10%為宜。

      1.6干化農(nóng)用成本

      未經(jīng)穩(wěn)定化處理污泥存在施用安全危險(xiǎn),考慮到干化的穩(wěn)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(jīng)濟(jì)效益

      表2處理處置1 t城市污泥(干質(zhì)量)所需的成本及其效益

      Table 2Comparison of the estimated cost and benefit of sewage sludge treated and/or disposed by different ways

      填埋

      干化運(yùn)輸填埋 綜合成本/¥

      目標(biāo) 能耗/¥ 設(shè)備折價(jià)/¥ 距離/km 運(yùn)費(fèi)/¥ 填土比例 費(fèi)用/¥

      80% 0 0 50 163 50% 3905531),5532)

      30% 2091),4182)178 50 46 0 745071),7162)

      80% 0 0 100 325 50% 3907151),7152)

      30% 2091),4182)178 100 93 0 745541),7632)

      焚燒

      干化焚燒燒余物 綜合成本/¥

      目標(biāo) 能耗/¥ 設(shè)備折價(jià)/¥ 運(yùn)行/¥ 設(shè)備折價(jià)/¥ NaOH/¥ 運(yùn)費(fèi)/¥ 填埋/¥60% 1461),2932)12460 36512813 20 8561),10022)

      10% 2281),4552)193 27 162 128 13 20 7711),9982)

      堆肥

      能耗/¥ 設(shè)備折價(jià)/¥ 調(diào)理劑損耗/¥ 總成本/¥ 銷售/¥ 總效益/¥

      391),782)200 75 3141),3532)410 961),572)

      1)電價(jià)取0.30 ¥/(kW?h);2)電價(jià)取0.60 ¥/(kW?h)

      各種處理方式處理成本估算過(guò)程及結(jié)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。堆肥成本低于填埋方式,顯著低于焚燒方式,隨運(yùn)輸距離增加填埋成本顯著高于堆肥成本。此外,污泥焚燒處理一次性投資大,運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最高。

      各種處理方式中,污泥填埋沒(méi)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(duì)凈效益影響不大;污泥干化可以起到脫水的效果,但穩(wěn)定化的效果有限,加之干化過(guò)程中容易產(chǎn)生爆炸和肥效緩慢等問(wèn)題,不宜提倡;在產(chǎn)品銷售良好情況下,按電價(jià)不同,堆肥處理可以盈利50~100¥/t DS。

      2.2各種處理處置技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

      現(xiàn)有的大部分填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)低、缺乏污染控制措施,存在穩(wěn)定性差等問(wèn)題,導(dǎo)致散發(fā)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(méi)有最終消除污染。一些國(guó)家為了把上述問(wèn)題降低到最小程度,制定了待處理污泥物理特性的最低標(biāo)準(zhǔn),使污泥填埋的處理成本大大增加。例如德國(guó)要求填埋污泥干基含量不低于35%。為避免污泥中有機(jī)物分解造成的地下水污染,1992年德國(guó)發(fā)布了《城市廢棄物控制和處置技術(shù)綱要》,要求從2005年起,任何被填埋處理的物質(zhì)其有機(jī)物含量不超過(guò)5% [15],這意味著污泥即便是經(jīng)過(guò)干燥也不滿足填埋的要求。污泥填埋面臨填埋場(chǎng)地、公眾及法規(guī)等多重壓力,填埋成本將逐步升高,近年來(lái)國(guó)外污泥填埋處理方式比例越來(lái)越小[6]。

      是否推廣堆肥處理城市污泥,首先應(yīng)切實(shí)評(píng)估施用污泥堆肥的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。杜兵等[16]研究表明,同國(guó)外相比北京市某典型污水處理廠酚類、酞酸酯類、多環(huán)芳烴類均處于污染程度較低的水平。堆肥處理的持續(xù)高溫可以確保殺滅病菌,保證污泥的農(nóng)用安全。陳同斌等[17]對(duì)中國(guó)城市污泥的重金屬含量及其變化趨勢(shì)的研究結(jié)果表明,我國(guó)城市污泥中平均含量普遍較低,金屬含量基本未超過(guò)農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)[18],且呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。近年相關(guān)研究也證明:科學(xué)合理地進(jìn)行城市污泥農(nóng)用不會(huì)造成土壤和農(nóng)產(chǎn)品的重金屬污染問(wèn)題[19]。我國(guó)城市污泥的土地利用重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并不像人們想象的那樣嚴(yán)重。

      焚燒減量最為顯著,含水80%的污泥焚燒后減容率超過(guò)90%。然而,污泥含有多種有機(jī)物,焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量有害物質(zhì),如二惡英、二氧化硫、鹽酸等,受國(guó)內(nèi)焚燒技術(shù)的限制,二惡英污染問(wèn)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(fèi)了污泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。對(duì)比三種處理處置方式,污泥焚燒占地面積最小,但綜合成本最高,設(shè)備維護(hù)要求高,環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)較大,這些不利之處都限制了污泥焚燒技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

      綜上所述,堆肥處理實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用,科學(xué)合理施用下可以保證衛(wèi)生安全及重金屬安全,同時(shí)較為經(jīng)濟(jì)可行,是污泥處理處置技術(shù)的主要發(fā)展方向。但是,從市場(chǎng)銷售的角度來(lái)看,污泥堆肥產(chǎn)品的銷售渠道有待改善。各種處理方式優(yōu)缺點(diǎn)概括于表3(下頁(yè))。

      2.3電價(jià)影響及政府補(bǔ)貼

      電價(jià)影響到污泥處理處置成本。電價(jià)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(jià)取至用電低谷期電價(jià)或者更低,成本可以進(jìn)一步降低。

      表3各種處理處置技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

      Table 3Comparison of landfill, composting and incineration for sewage sludge

      處理處置方式 收支平衡/(¥?t-1)1)技術(shù)難度 場(chǎng)地要求 能否資源化 無(wú)害化程度

      填埋-507~-763 簡(jiǎn)單 大 不能 延緩污染, 沒(méi)有最終消除污染風(fēng)險(xiǎn)

      堆肥 57~96 較簡(jiǎn)單 較小 能 重金屬低于農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可以達(dá)到無(wú)害化要求 焚燒-771~-1000 技術(shù)設(shè)備要求高 小 不能 尾氣可能帶來(lái)二次污染

      1)運(yùn)輸距離100 km、電價(jià)0.60 ¥/(kw?h)時(shí), 以80%含水率填埋成本略低于30%含水率填埋, 但其占地為后者5.25倍, 綜合考慮采取30%填埋

      污泥含水80%及60%下填埋占地分別為30%下填埋的5.25倍、1.75倍。政府通過(guò)補(bǔ)貼如降低電價(jià)等調(diào)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、填埋占地,降低堆肥成本。政府補(bǔ)貼可以發(fā)揮經(jīng)濟(jì)杠桿作用,調(diào)控污泥處理行業(yè)投入產(chǎn)出狀況,有利于污泥處理處置行業(yè)的健康發(fā)展??傊勰嗵幚硖幹脩?yīng)該有適宜的政府補(bǔ)貼。

      3結(jié)論

      (1)污泥堆肥成本隨電價(jià)變化約300~350 ¥/t DS,堆肥銷售可以補(bǔ)償部分處理成本,使污泥堆肥達(dá)到微利水平。合理施用堆肥可以提供養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì),是污泥處理處置技術(shù)的重要方向。

      (2)污泥填埋操作簡(jiǎn)單,但其成本約500~760 ¥/t DS,高于堆肥處理。考慮到土地資源日益稀缺及二次污染問(wèn)題,且從發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看污泥填埋將逐步受到限制,因此其應(yīng)用比例應(yīng)逐漸減少。

      (3)污泥焚燒減量效果最明顯,但其初始投資及運(yùn)行費(fèi)用最高,綜合成本約771~1000 ¥/t DS。其設(shè)備維護(hù)復(fù)雜,如果對(duì)尾氣處理不當(dāng)會(huì)造成二次污染。

      第三篇:城市污水處理廠污泥處理處置的政策分析

      sunshine

      城市污水處理廠污泥處理處置的政策分析

      岑超平,張德見,韓

      國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局華南環(huán)境科學(xué)研究所,廣東 廣州 510655

      摘要:簡(jiǎn)要介紹了城市污水處理廠污泥處理處置技術(shù),提出污泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的建議,指出土地利用是符合我國(guó)國(guó)情的污泥處置的方向之一。污泥處理技術(shù)主要有減量化、濃縮、脫水、消化、堆肥等;污泥處置技術(shù)主要有焚燒、填埋、土地利用、建材利用等。污泥處理處置應(yīng)按照減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化原則,鼓勵(lì)污泥資源化綜合利用。合理確定污水處理廠污泥處理處置設(shè)施的布局和設(shè)計(jì)規(guī)模;鼓勵(lì)對(duì)污泥處理處置給與稅、費(fèi)優(yōu)惠政策,明確將污泥處理處置的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用列入污水排污收費(fèi)范圍,建立科學(xué)的價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制;政府在污泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著較為重要的作用,主要體現(xiàn)為服務(wù)與監(jiān)督,包括承諾、保障和協(xié)調(diào)三個(gè)方面。

      關(guān)鍵詞:城市污水處理廠;污泥;處理處置;政策

      中圖分類號(hào):X703

      文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

      文章編號(hào):1672-2175(2005)05-0803-04目前全國(guó)每年產(chǎn)生的污泥量大約為300萬(wàn)t[1],污泥的儲(chǔ)存、處理處置及資源化過(guò)程中均可能危害環(huán)境,污泥的處理處置已成為一個(gè)世界性的社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題。本文旨在通過(guò)對(duì)當(dāng)前污泥處理處置技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)的分析,探討我國(guó)城市污水處理廠污泥處理處置的有關(guān)政策。污泥處理處置現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

      1.1 城市污水污泥處理技術(shù) 1.1.1 污泥減量化

      污泥減量技術(shù)指在污水處理過(guò)程中,保證污水處理效果的前提下,采用適當(dāng)?shù)拇胧┦刮勰嗔拷档偷母鞣N技術(shù),包括物理法、化學(xué)法、生化法。其中生化法減量技術(shù)應(yīng)得到大力推廣[2]。1.1.2 污泥濃縮

      污泥濃縮包括重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮、帶式濃縮機(jī)濃縮、轉(zhuǎn)鼓機(jī)械濃縮等技術(shù)。污水處理廠含有除磷脫氮等深度處理工藝段生產(chǎn)的富磷污泥宜采用機(jī)械濃縮或采用重力濃縮后進(jìn)行上清液除磷處理以免影響總體脫磷效果。1.1.3 污泥脫水

      污泥經(jīng)脫水后,其體積減至濃縮前的1/10,脫水前的1/5,大大降低了后續(xù)污泥處置的難度。目前國(guó)內(nèi)新建的處理廠,絕大部分采用帶式壓濾脫水機(jī),具有出泥含水率低且穩(wěn)定、能耗少、管理不復(fù)雜等特點(diǎn)。

      1.1.4 污泥消化

      污泥消化分為厭氧消化和好氧消化。厭氧消化是目前國(guó)際上最為常用的污泥生物處理方法,同時(shí)也是大型污水處理廠最為經(jīng)濟(jì)的污泥處理方法。好氧消化適合于中小型污水處理廠,近年來(lái),高溫好氧消化開始作為污泥中溫厭氧消化的預(yù)處理。

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      1.1.5 污泥堆肥

      堆肥化,實(shí)質(zhì)上是利用污泥中的好氧微生物進(jìn)行好氧發(fā)酵的過(guò)程,使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)[3]。堆肥的環(huán)境條件是適當(dāng)?shù)暮?、氧氣、溫度和碳氮比。污泥好氧高溫堆肥的通氣供氧方法常采用?qiáng)制通風(fēng)加定期翻堆來(lái)完成[4]。1.2 城市污水污泥處置狀況 1.2.1 焚燒

      焚燒法是最徹底的處理方法。近年來(lái),焚燒法采用了合適的預(yù)處理工藝和先進(jìn)的焚燒方法,滿足了越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)境要求。污泥焚燒過(guò)程中的核心設(shè)備是焚燒爐。日本、美國(guó)、歐盟各國(guó)都非常重視流化床焚燒爐技術(shù)的發(fā)展[5]。為防治焚燒產(chǎn)生二噁英等有害氣體,要求焚燒溫度高于850 ℃。焚燒后產(chǎn)生的焚燒灰可以改良土壤、筑路,制磚瓦、陶瓷、混凝土填料等。1.2.2 填埋

      污泥填埋分為單獨(dú)填埋和混合填埋,脫水污泥與城市垃圾混合填埋比較多,而在美國(guó)多數(shù)采用單獨(dú)填埋[6]。污泥能填埋主要考慮兩個(gè)因素:污泥本身的土力學(xué)性質(zhì),填埋對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響。由于垃圾和污泥分屬環(huán)衛(wèi)和市政兩個(gè)不同的行政部門管理,在管理體制上需進(jìn)一步理順。技術(shù)方面,脫水后污泥含水率一般在57%以上,不能滿足填埋場(chǎng)的要求,需要進(jìn)行預(yù)處理后才能進(jìn)入填埋場(chǎng)填埋[7]。1.2.3 土地利用

      基于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的壓力以及資源化考慮,污泥土地利用在發(fā)達(dá)國(guó)家已成為一條重要的處理途徑[8]。同樣在我國(guó)土地利用是適合國(guó)情及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的一種積極的、生產(chǎn)性的處置方法,包括農(nóng)用、森林、園藝、生活垃圾填埋覆蓋土及廢棄礦場(chǎng)土地

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      改良等。

      污泥的土地利用存在一定的風(fēng)險(xiǎn),重金屬是限制污泥土地利用的主要因素之一[9–11]。通過(guò)一定的措施可以做到安全控制,如源頭控制,生物法處理[12],選擇性地施用等。污泥土地利用應(yīng)建立嚴(yán)密的使用、管理、監(jiān)測(cè)和監(jiān)控體系,關(guān)注區(qū)域內(nèi)的土壤、地下水、地表水、作物等相關(guān)因子的狀態(tài)和變化,以確保安全有效。1.2.4 建材利用

      有些工業(yè)廢水和生活污水混排處理后的污泥含有機(jī)廢物、重金屬和一些有害微生物,可用于制造磚塊、生態(tài)水泥、陶粒、填料等。污泥建材利用應(yīng)考慮重金屬津出率及放射性污染物、有機(jī)污染物的影響。

      1.3 城市污水污泥處理處置中存在的問(wèn)題

      我國(guó)存在著重廢水處理,輕污泥處理處置的傾向,污泥的處理處置起步較晚,且存在一些問(wèn)題,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:污泥處理技術(shù)設(shè)備落后;污泥處理管理、設(shè)計(jì)水平低;污泥處理處置投資低;污泥處理處置狀況較為混亂;除幾個(gè)大型城市外,國(guó)內(nèi)各城市的總體規(guī)劃中缺少污泥處理處置內(nèi)容,更無(wú)專項(xiàng)規(guī)劃。產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策

      牢固樹立和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,解放思想,改變觀念,切實(shí)推進(jìn)我國(guó)污泥處理處置設(shè)施建設(shè)、運(yùn)營(yíng)的市場(chǎng)化進(jìn)程。改革現(xiàn)有的管理體制和價(jià)格機(jī)制,根據(jù)國(guó)家開放市政基礎(chǔ)公用設(shè)施建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的有關(guān)政策,鼓勵(lì)外資與民企參與經(jīng)營(yíng)污泥處理處置過(guò)程,實(shí)現(xiàn)污泥處理處置設(shè)施建設(shè)的投資多元化、運(yùn)營(yíng)企業(yè)化、管理市場(chǎng)化的開放式、競(jìng)爭(zhēng)性的建設(shè)運(yùn)營(yíng)格局。

      2.1 技術(shù)政策

      污泥處理處置應(yīng)促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,按照地區(qū)差別實(shí)行分類指導(dǎo),根據(jù)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和自然環(huán)境條件及地理位置等因素,合理選擇處理處置方式。禁止污泥隨意傾倒和無(wú)控制堆放。

      污泥處理處置應(yīng)按照減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化原則,鼓勵(lì)污泥資源化綜合利用,盡可能利用過(guò)程中的能量和物質(zhì)。

      污泥處理處置設(shè)施建設(shè),應(yīng)依據(jù)城市總體規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、固體廢棄物處理處置規(guī)劃及城市污水處理廠規(guī)劃的要求,按照在污水處理的同時(shí),必須對(duì)污泥進(jìn)行最終處置的原則,做到規(guī)劃先行,合理確定污水處理廠污泥處理處置設(shè)施的布局和設(shè)計(jì)規(guī)模。

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      污泥處理到最終處置是一系列工藝技術(shù)的組合系統(tǒng),必須總體規(guī)劃考慮,不能分離整個(gè)處理處置過(guò)程而強(qiáng)調(diào)某一局部單元工藝技術(shù)的效果。其組合系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)環(huán)境納容量、污泥特性、處理處置規(guī)模及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求,經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)化組合確定。

      污泥處理和處置技術(shù)選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括:處理單位干污泥量投資、處理單位干污泥量運(yùn)行成本、占地面積、系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)行的可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體環(huán)境效益和環(huán)境的危害性、資源化利用價(jià)值及其它因素。

      開展我國(guó)污泥產(chǎn)量、污泥質(zhì)量、污泥處理處置及再利用現(xiàn)狀的調(diào)研與評(píng)價(jià)工作;加快城市污水處理廠污泥處理、處置技術(shù)政策的編制工作;抓緊建立污泥處理處置技術(shù)的評(píng)價(jià)體系和方法。鼓勵(lì)科技工作者研究開發(fā)和引進(jìn)高效實(shí)用的污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化處理技術(shù)與設(shè)備。2.2 產(chǎn)業(yè)政策

      污泥處理處置產(chǎn)業(yè)政策及相關(guān)制度,要充分體現(xiàn)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,維護(hù)生態(tài)平衡。立足于我國(guó)實(shí)際情況,借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),瞄準(zhǔn)國(guó)際發(fā)展動(dòng)態(tài),明確污泥處理處置產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本思路,制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施方案。把污泥處理處置產(chǎn)業(yè)的發(fā)展列入優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域,將其作為一個(gè)重要的新興行業(yè)加以扶持,不斷增加投入。堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以科技為先導(dǎo)、以效益為中心、以企業(yè)為主體的原則,強(qiáng)化政策法規(guī)引導(dǎo),逐步建立與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制相適應(yīng)的污泥處理處置產(chǎn)業(yè)宏觀調(diào)控體系。從宏觀上,要建立合理的規(guī)章制度和科學(xué)的政策導(dǎo)向,堅(jiān)持政府服務(wù)、監(jiān)督與市場(chǎng)化運(yùn)作并舉的方針,積極推動(dòng)污泥處理處置產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展;微觀上,制定科學(xué)合理的污泥處理處置價(jià)格,限制高耗能、高污染的處置方式。

      鼓勵(lì)污泥處理處置的投資、融資向多元化方向發(fā)展。首先,結(jié)合財(cái)政體制改革,爭(zhēng)取各級(jí)政府每年安排環(huán)保專項(xiàng)資金時(shí)優(yōu)先考慮污水廠污泥處理處置的費(fèi)用,并建立相應(yīng)的監(jiān)督檢查和考核制度,確保落實(shí)。同時(shí),污泥處理處置的融資應(yīng)強(qiáng)調(diào)商業(yè)化與國(guó)際化,引進(jìn)BOT投資方式,廣泛吸納社會(huì)資金,鼓勵(lì)企業(yè)尤其是國(guó)內(nèi)銀行、上市公司和其他民間資本投資污泥產(chǎn)業(yè),以改善相應(yīng)的投資結(jié)構(gòu)和引進(jìn)先進(jìn)的污泥處理處置技術(shù),提高污泥處處理置效率。

      鼓勵(lì)對(duì)污泥處理處置給與稅、費(fèi)優(yōu)惠政策。建立有利于污泥處理處置產(chǎn)業(yè)發(fā)展的減免稅、國(guó)債、sunshine

      貸款貼息、設(shè)備折舊等稅收、財(cái)政措施,推動(dòng)污泥處理處置的發(fā)展。對(duì)于污泥處理處置過(guò)程新產(chǎn)品、新技術(shù)的研制及對(duì)外來(lái)技術(shù)消化吸收后生產(chǎn)的產(chǎn)品,在新產(chǎn)品、新技術(shù)投產(chǎn)后除享受法律、法規(guī)規(guī)定的減免稅待遇外,還應(yīng)該給予稅前還貸的優(yōu)惠條件。同時(shí)隨著污水領(lǐng)域政企分離逐步到位、污水收費(fèi)逐漸實(shí)施及技術(shù)路線逐步明確,應(yīng)在政策上明確污泥處理處置的直接承擔(dān)主體是污水處理企業(yè),污水處理企業(yè)負(fù)有對(duì)本企業(yè)所產(chǎn)生污泥合理處理并最終達(dá)標(biāo)處置的責(zé)任。

      明確將污泥處理處置的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用列入污水排污收費(fèi)范圍,單獨(dú)核算,切實(shí)保障處理經(jīng)費(fèi)的及時(shí)支付。由于我國(guó)目前大多數(shù)城市的污水處理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)偏低,收取率不高,需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況逐步實(shí)現(xiàn)污泥的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,以此為基礎(chǔ)建立科學(xué)的價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制。合理的污泥處理價(jià)格有助于:①確保污泥達(dá)標(biāo)處理后對(duì)環(huán)境的零排放;②建立運(yùn)營(yíng)投資價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制;③鼓勵(lì)技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級(jí),不斷降低污泥處理運(yùn)行成本;④降低污泥肥料產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售價(jià)格,提高污泥肥料產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,確保污泥得到及時(shí)有效的處置。

      管理方面,政府在污泥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著較為重要的作用,主要體現(xiàn)為服務(wù)與監(jiān)督,包括承諾、保障和協(xié)調(diào)三個(gè)方面。政府承諾涉及與特許項(xiàng)目有關(guān)的土地使用、相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的提供、防止不必要的重復(fù)性競(jìng)爭(zhēng)項(xiàng)目建設(shè)及必要的補(bǔ)貼,但不承諾商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、固定投資回報(bào)率及法律、法規(guī)禁止的其他事項(xiàng)。政府為項(xiàng)目的建設(shè)與穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)提供資金、建設(shè)用地、電價(jià)、稅費(fèi)等方面的保障,協(xié)調(diào)污水凈化廠、運(yùn)輸及相關(guān)主管部門的關(guān)系,提供一個(gè)良好的環(huán)境。結(jié)語(yǔ)

      目前國(guó)內(nèi)污泥處理利用技術(shù)還比較落后,人們對(duì)污泥處理處置必要性認(rèn)識(shí)還不夠,許多問(wèn)題亟待解決。根據(jù)我國(guó)國(guó)情,將經(jīng)過(guò)堆肥穩(wěn)定化后的污泥進(jìn)行土地利用,應(yīng)該是國(guó)內(nèi)污泥處置利用較有發(fā)展前景的一種途徑,同時(shí)積極發(fā)展其它污泥資源化利用方法。為了解決國(guó)內(nèi)污泥處理處置中存在的問(wèn)題,充分利用污泥資源,必須大力發(fā)展污泥處理處置和利用的各種技術(shù),建立與完善污泥處理處置相關(guān)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)政策,制定污泥處理處置過(guò)程中相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)。鼓勵(lì)污泥處理處置的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步,積極開發(fā)應(yīng)用新工藝、新材料和新設(shè)備。參考文獻(xiàn):

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      Policy analysis for sludge treatment and disposal in municipal wastewater treatment plant

      CEN Chao-ping, ZHANG De-jian, HAN Qi South China Institute of Environmental Sciences SEPA, Guangzhou 510655, China

      Abstract: The techniques for sludge treatment and disposal in municipal wastewater treatment plant are introduced, the advice for sludge industrial development policy is indicated.It is pointed out that land application is one of the appropriate approaches for sludge disposal in China.Sludge treatment technologies include minimization, thickening, dewatering, digestion and compost.Whereas, Sludge disposal technologies include incineration, land filling, land application and building materials.The principle of sludge treatment and disposal is to be minimum, steady and innocuous and resourceful use is advocated.The arrangement and design scale of establishments for sludge treatment and disposal should be suitably confirmed.The preferential policy of revenue and fee should be established for sludge treatment and disposal.The operational expenses of sludge treatment and disposal should be definitely comprised in the charge of sewage water discharge.And the scientific compensatory mechanism of price should also be established.Government plays an important role in the development of sludge treatment and disposal industry, which includes service and supervise, that is promise, guarantee and correspond.Key word: municipal wastewater treatment plant;sludge;treatment and disposal;policy

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      第四篇:城市污水處理廠污泥處理處置的探討

      關(guān)于城市污水處理廠污泥處理處置的探討

      楊芳 湖北省襄陽(yáng)市城市污水治理公司

      湖北 襄陽(yáng)

      441000

      摘要:城市污水處理廠如何合理地進(jìn)行污泥處理處置的方法 探討及相應(yīng)的技術(shù)分析。

      關(guān)鍵詞:城市污水處理廠污泥處理處置

      近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我省和全國(guó)各地一樣都在進(jìn) 一步貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),加速資源節(jié)約型和環(huán)境友 好型社會(huì)的建設(shè)。隨著污水處理設(shè)施的普及,處理率的提高和處理程 度的深化,污水處理廠的污泥產(chǎn)量將有較大的增加,由此,引起的二 次污染問(wèn)題不容忽視。目前,我市已建成的污水處理廠如何合理地進(jìn) 行污泥處理處置已成為當(dāng)務(wù)之急?,F(xiàn)就城市污水廠污泥處理處置與同 行共同探討。

      1、污泥處理處置現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

      1.1 現(xiàn)狀 目前,我國(guó)城市水污染控制普遍存在的問(wèn)題是“重污水處理而輕

      污泥處理處置”。同我國(guó)大部分城市一樣,襄陽(yáng)市已建成的污水處理 廠在原有設(shè)計(jì)方案中未考慮污泥穩(wěn)定、無(wú)害化處理,污水處理廠污泥 經(jīng)重力濃縮機(jī)械脫水后形成泥餅外運(yùn)處置。

      襄陽(yáng)地區(qū)污泥在外運(yùn)處置上主要采用以下幾種方法:(1)填埋、運(yùn) 至當(dāng)?shù)乩幚韽S或就近填埋。(2)農(nóng)場(chǎng)棄置及隨意堆放,也有將污 泥堆放在廠區(qū)內(nèi)。(3)部分污泥不知去向。

      1.2 存在問(wèn)題 從襄陽(yáng)地區(qū)污泥處理處置的情況來(lái)看,脫水污泥填埋、棄置帶來(lái) 如下問(wèn)題:(1)污泥含水率高會(huì)帶來(lái)運(yùn)輸費(fèi)用高,大量占用填埋空間,影響垃 圾壓實(shí)操作等系列問(wèn)題。

      (2)襄陽(yáng)地區(qū)雨量較充沛,棄置及簡(jiǎn)易填埋,易使污泥受雨水沖刷,漫流到地表水體或滲入地下引起污染。

      (3)露天堆放的污泥易產(chǎn)生惡臭、滋生蚊蠅,嚴(yán)重影響周邊環(huán)境衛(wèi) 生。

      隨著規(guī)劃中污水處理廠的陸續(xù)建成,污泥量將越來(lái)越多,污泥的 處理處置將成為襄陽(yáng)地區(qū)污水處理行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

      2、要進(jìn)一步提高對(duì)城市污水處理廠污泥處理處置的必要性與重要 性的認(rèn)識(shí)

      當(dāng)前我市污水廠由于種種原因,缺乏必要的、科學(xué)的、合理的污 泥處理處置,造成再次污染環(huán)境的局面,如何強(qiáng)化污泥處置工程的建 設(shè)與管理,進(jìn)一步提高污泥處理處置的必要性與重要性認(rèn)識(shí),是決定 污泥處理處置工作能否有效開展的一個(gè)決定因素。

      2.1 污泥處理處置是污水治理工程系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分

      污水廠污水處理,污泥處理和污泥處置是三個(gè)獨(dú)立又相互緊密聯(lián) 系的組成部分,是一個(gè)完整的體系。污水處理是通過(guò)“物化”和“生 化”處理手段,把污染物從污水中分離出來(lái)成為原生污泥。污泥處理 是把原生污泥進(jìn)行“減量化”(污泥“濃縮”與“脫水”)和“穩(wěn)定化” 處理(通過(guò)“生化”處理減少污泥中有機(jī)物含量),污泥處置即“無(wú)害 化”處置(把污泥中有害物質(zhì)變成無(wú)害)和“資源化”處置(把污泥中 潛在資源進(jìn)行再生開發(fā)利用)。因此,污水處理和污泥處理是搞好污 泥處置的前提和基礎(chǔ),污泥處置是污水治理工程最終目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的保 證。污泥“減量化”、“穩(wěn)定化”、“無(wú)害化”、“資源化”缺一不 可。只有這樣才能保證污水治理系統(tǒng)工程真正達(dá)到保護(hù)環(huán)境,造福人 類的目的。2.2 污泥綜合利用和有效處理處置(1)污泥中含有大量有機(jī)物,污泥經(jīng)適當(dāng)干化后,可作為輔助燃料

      燃燒,節(jié)約燃煤資源,例如用于垃圾發(fā)電廠。(2)污泥替代粘土的利用 污泥中含有粘土相類的化學(xué)成分,在一定條件下有可能替代部分

      粘土生產(chǎn)水泥或制磚。這對(duì)保護(hù)土地資源,發(fā)展可持續(xù)經(jīng)濟(jì)具有重大 意義。

      (3)污泥中有機(jī)養(yǎng)分利用 污泥中含有大量的氮、磷、鉀、鈣和有機(jī)物,以及多種植物所必

      須的微量元素。因此,把城市污水廠污泥作為一種生物肥源進(jìn)行利用,可以減少“化肥”施用量,降低農(nóng)業(yè)成本和“化肥”對(duì)環(huán)境的污染。

      (4)污泥中有用物質(zhì)的回收與利用 處理工業(yè)廢水為主的城市污水廠,可在原生污水和污泥中回收大量的 有用物質(zhì),如印染廢水中堿液的回收,造紙廢水中廢紙漿堿的回收。

      綜上所述,開發(fā)污泥中潛在的資源,變“廢”為“寶”,即充分 利用資源,又達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。

      3.污泥處置方法

      污水處理行業(yè)對(duì)污泥的處置已有 60 多年的歷史。國(guó)外大多數(shù)

      國(guó)家的污泥處置采用焚燒、填埋、堆肥農(nóng)用等實(shí)用性方法,如美國(guó)的 污泥利用已代替填埋,重心從簡(jiǎn)單的污泥處理發(fā)展到把污泥變“害” 為“利”,進(jìn)行綜合利用。歐洲的盧森堡、葡萄牙、西班牙、英國(guó)、瑞典、荷蘭、比利時(shí)等大多數(shù)國(guó)家的污泥處置主要用于農(nóng)業(yè);希臘、德國(guó)、意大利等國(guó)家主要采用填埋;日本、奧地利等國(guó)家主要采用焚 燒。

      無(wú)論是“無(wú)害化”還是“資源化”進(jìn)行污泥處置,減小體積,提 高干度都是必須的重要環(huán)節(jié),但生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益也應(yīng)兼顧。我國(guó) 和發(fā)達(dá)國(guó)家在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上還有差距,污泥的性質(zhì)也不盡相 同。因此必須尋求適合我國(guó)具體情況的污泥處置方法。

      4.襄陽(yáng)地區(qū)污泥處置的途徑 結(jié)合襄陽(yáng)市污泥處置的現(xiàn)狀與實(shí)際,采用厭氧消化工藝對(duì)污泥進(jìn)

      行無(wú)害化處理,消化產(chǎn)生的污泥經(jīng)凈化提純后作為車用 CNG(壓縮天 然氣)使用;消化后的污泥經(jīng)脫水后,再進(jìn)行干化焚燒處理,使污泥 的含水率降低到 40%,達(dá)到國(guó)家填埋標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)我市污水處理廠的有 關(guān)協(xié)議,進(jìn)行綜合利用或填埋,從而實(shí)現(xiàn)了我市污泥處置的“減量化”、“穩(wěn)定化”、“無(wú)害化”、“資源化”的目的。

      總之,城市污水處理廠污泥處置應(yīng)該從實(shí)際出發(fā),根據(jù)當(dāng)?shù)?/p>

      特點(diǎn)與污水處理廠條件,因地制宜地確定處置方法,全面貫徹污泥處 置“無(wú)害化”、“資源化”雙贏方針,使污泥處置工程方案做到:安 全可靠,經(jīng)濟(jì)合理,管理方便。

      第五篇:城市污水處理廠污泥的處理處置

      城市污水處理廠污泥的處理處置

      方法探究

      城市污水處理廠污泥的處理處置方法探究

      引言

      水環(huán)境污染問(wèn)題是我國(guó)的大環(huán)境問(wèn)題之一,為了減少污染物的排放,對(duì)城市生活污水、工業(yè)廢水等必須經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后才能排放進(jìn)入水體,而城市污水處理廠在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的污泥。近年來(lái),為了改善污水處理現(xiàn)狀,在全國(guó)范圍內(nèi)有許多大規(guī)模的污水處理廠投入使用,許多新的污水處理項(xiàng)目也在規(guī)劃和建設(shè)中,這使得城市的污水處理能力有了進(jìn)一步的提高,隨之污泥的產(chǎn)生量也在不斷的增大。污泥中含有大量的有機(jī)物、豐富的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬、多氯聯(lián)苯以及致病菌和病原菌等。這些污泥未及時(shí)處理或者隨意堆放、拋棄都會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。因此,要根據(jù)“無(wú)害化、資源化、穩(wěn)定化、減量化”的原則,對(duì)污泥處理處置的過(guò)程實(shí)行全面管理,綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素的影響,采用切實(shí)的污泥處理處置技術(shù),對(duì)污泥進(jìn)行綜合利用,回收和利用污泥中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。

      1、國(guó)內(nèi)外污泥處理處置的基本情況

      城市污水處理過(guò)程必然產(chǎn)生污泥,而隨著城市污水處理率的不斷提高,污泥的產(chǎn)生量也在不斷的增大。據(jù)了解,目前我們國(guó)家每年的污泥產(chǎn)生總量約為900萬(wàn)噸,在城市污泥處理處置的方法中,污泥的農(nóng)用約占44.8%,污泥的衛(wèi)生填埋約占31%,其他處置約占10.5%,沒(méi)有處置的約占13.7%。但這些污泥處理或者處置的數(shù)據(jù)都是在特定的條件下進(jìn)行估算得出來(lái)的,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)會(huì)有較大的變動(dòng)。資料統(tǒng)計(jì)顯示,我國(guó)的污泥處理處置投資在污水處理廠總投資中所占的比例為20%-50%,可以看出,污泥的處理處置處于嚴(yán)重的滯后狀態(tài)。

      對(duì)于解決城市水污染問(wèn)題來(lái)說(shuō),污水處理和污泥處理處置是兩個(gè)緊密關(guān)聯(lián)又同等重要的系統(tǒng)。在國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家,污泥的處理處置是極為重要的環(huán)節(jié),其投資在污水處理廠總投資中所占比例為50%-70%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出國(guó)內(nèi)投資力度。在國(guó)外,污泥的處理處置方法也包括污泥衛(wèi)生填埋、焚燒、土地利用和填海等。但由于填海造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題,各國(guó)也基本都遵從國(guó)際海洋法廢止了。相比較而言,污泥焚燒所需要的技術(shù)難度較大,其投資成本也較高,并且還有尾氣等有害氣體產(chǎn)生 ;污泥衛(wèi)生填埋存在地下水污染的風(fēng)險(xiǎn),土地利用存在重金屬和病原菌污染的風(fēng)險(xiǎn),也不容小覷,但二者從技術(shù)難度和投資成本來(lái)說(shuō)還是有一定優(yōu)勢(shì)的。因此,不同的國(guó)家和地區(qū)要根據(jù)本國(guó)的具體情況采用合適的污泥處理處置方法,使污水處理能夠畫上一個(gè)完滿的句號(hào)。

      2、污泥處理處置方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析 2.1污泥的土地利用

      污泥中含有有機(jī)物和豐富的氮、磷、鉀、鈣等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可以應(yīng)用于農(nóng)田、果園、草地、市政綠化、林地等,而且污泥直接利用投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、能耗低等優(yōu)點(diǎn),是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ奶幹梅绞???茖W(xué)合理的土地利用,可以使污泥作為一種資源從而減少其帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng),而市政綠化、林地的污泥使用不會(huì)引起食物鏈的污染成為污泥土地利用的一種有效方式。盡管污泥的土地利用有循環(huán)經(jīng)濟(jì)、能耗低、養(yǎng)分回收利用等優(yōu)點(diǎn),但是污泥中重金屬(如:銅、鋅、鉻等)、病原菌等有害物質(zhì)的存在,使其在土地使用時(shí)還有一定的危險(xiǎn)性。因此農(nóng)用污泥重金屬濃度標(biāo)準(zhǔn)及單位面積徒弟污泥的應(yīng)用量各國(guó)政府都做了嚴(yán)格的限制。

      2.2污泥衛(wèi)生填埋 污泥的衛(wèi)生填埋始于20世紀(jì)60年代,從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)在傳統(tǒng)填埋的基礎(chǔ)上, 經(jīng)過(guò)一系列科學(xué)選址和場(chǎng)地防護(hù)處理, 是一種具有嚴(yán)格管理制度的科學(xué)的工程操作方法。到目前為止, 已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的污泥處置技術(shù), 其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、易行、成本低,污泥不需要高度脫水,適應(yīng)性強(qiáng)等。但由于污泥填埋對(duì)污泥的土力學(xué)性質(zhì)要求較高,需要的場(chǎng)地面積較大和運(yùn)輸費(fèi)用較高,同時(shí)對(duì)地基還需要作防滲透處理以免產(chǎn)生的滲濾液進(jìn)入地下水層污染地下水環(huán)境等, 同時(shí)還要采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐巩a(chǎn)生的氣體發(fā)生爆炸或者燃燒。隨著人口的增加,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,使得土地資源越來(lái)越緊張,污泥填埋處置所占比例越來(lái)越小。美國(guó)環(huán)保局估計(jì), 今后幾十年內(nèi), 美國(guó) 6500個(gè)填埋場(chǎng)將有 5000個(gè)被關(guān)閉。與1984年相比, 歐盟國(guó)家污泥填埋量增加了4%, 但同期污泥總量卻增加了16%。這說(shuō)明,污泥填埋在發(fā)達(dá)國(guó)家正在減少。

      2.3污泥堆肥

      堆肥化技術(shù)是從60年代迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新興生物處理技術(shù)。7O年代以后由于污泥產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題和填埋技術(shù)的缺點(diǎn)日益突出,污泥堆肥技術(shù)引起了世界各國(guó)的廣泛重視,并成為環(huán)保領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn),這時(shí)人們開始考慮利用堆肥化技術(shù)取代部分傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法。污泥中含有大量的有機(jī)物,經(jīng)過(guò)一定的處理可以成為適合農(nóng)作物耕種的有機(jī)肥料,因此污泥的堆肥利用將成為污泥處理的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)。堆肥化是利用微生物在一定條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解的過(guò)程,因此根據(jù)微生物生長(zhǎng)的環(huán)境可以將堆肥分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。但通常所說(shuō)的堆肥化一般是指好氧堆肥,這是因?yàn)閰捬跷⑸飳?duì)有機(jī)物的分解速率緩慢,處理效率低,容易產(chǎn)生惡臭,其工藝條件也難以控制。

      污泥的消化降解,建設(shè)污泥厭氧發(fā)酵池,由于建設(shè)費(fèi)用高,運(yùn)行不安全且費(fèi)用高,再則厭氧后的污泥還需進(jìn)一步處理,以達(dá)到進(jìn)一步減量化和穩(wěn)定化的目的。因此,大、中型城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)優(yōu)先選用選用好氧堆肥處理工藝。通過(guò)污泥的好氧發(fā)酵,建陽(yáng)光大棚發(fā)酵池、靜態(tài)發(fā)酵池或使用立式發(fā)酵器、臥式發(fā)酵器,可以把含水率60%左右含量的污泥降到20%-30%,很好的達(dá)到減量的目的,且通過(guò)高溫發(fā)酵,分解內(nèi)部的高分子有機(jī)物、纖維素、木質(zhì)素,增加有機(jī)質(zhì)含量,對(duì)污泥中的細(xì)菌、病毒、蛔蟲卵進(jìn)行了高效滅活,起到了污泥穩(wěn)定化、無(wú)害化的處置目的。例如鄭州市污水凈化有限公司建設(shè)的八崗污泥處置廠,對(duì)城市污水廠污泥的處置進(jìn)行了積極大膽的探索,使污水處理后產(chǎn)生的污泥在處置后最終達(dá)到“減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化”的要求。其處理工藝采用高溫固態(tài)好氧槽式(翻拋加好氧堆肥)工藝。秸稈與污泥混合,增加了孔隙率,保證曝氣時(shí)有充足的氧氣進(jìn)行好氧堆肥。出槽的腐熟料大腸桿菌被消除,重金屬合格,近期用作生產(chǎn)回填料、廠內(nèi)綠化、實(shí)用實(shí)驗(yàn)等自身循環(huán)使用,部分試用于市政綠化和當(dāng)?shù)厝罕娀ɑ茉灾病⒅矘湓炝值?,以后按可研批?fù)的途徑加以廣泛利用。只要污泥中的重金屬不超標(biāo),利用好氧發(fā)酵堆肥法處置污泥,無(wú)論從污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化哪方面考慮。無(wú)異議是一種優(yōu)良的污泥處置方式。

      2.4污泥焚燒

      污泥焚燒法目前采用了流化床焚燒爐,當(dāng)污泥的含水率達(dá)到38%以下時(shí)就可不需要輔助燃料直接燃燒。通過(guò)焚燒,使污泥達(dá)到最大程度的減容,徹底殺滅病菌、病原體,有毒有害物質(zhì)被氧化分解。雖然焚燒灰可用作建材,使一部分重金屬被摻混在材料中,但是,污泥中的一部分重金屬已經(jīng)先隨著燃燒產(chǎn)生的煙塵而擴(kuò)散到空氣中,況且,焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二噁英等空氣污染物。

      污泥焚燒最佳可行技術(shù)主要技術(shù)關(guān)鍵內(nèi)容為“干化+焚燒”技術(shù),同時(shí)包含污泥預(yù)處理過(guò)程、煙氣處理、煙氣余熱利用、廢水收集處理以及灰渣、飛灰收集處理環(huán)境管理實(shí)踐等相關(guān)內(nèi)容。污泥焚燒關(guān)鍵技術(shù)包含:干燥器、干污泥貯存?zhèn)}、焚燒爐、煙氣處理系統(tǒng)、煙氣再循環(huán)系統(tǒng)、廢水收集處理系統(tǒng)、灰渣、飛灰收集處理系統(tǒng)等。

      2.5污泥的其他處理處置方法

      國(guó)外對(duì)污泥的堿性穩(wěn)定化、低溫?zé)峤饧夹g(shù)、制動(dòng)物飼料、包埋處理、焚燒灰制磚等處置方法均有一定的研究。堿性穩(wěn)定化是在污泥中加入石灰或水泥窯灰等堿性物質(zhì),使污泥pH>12并保持一段時(shí)間,利用強(qiáng)堿性和石灰放出的大量熱能殺滅病原體、降低惡臭和鈍化重金屬,處理后的污泥可直接施用于農(nóng)田。

      3、污泥減量化分析

      根據(jù)污泥所在處理單元不同,采用的不同的方法達(dá)到污泥減量化的目的。在污水處理單元操作過(guò)程中產(chǎn)生的污泥通過(guò)減容、減量、穩(wěn)定以及無(wú)害化的過(guò)程稱為污泥處理。污泥處理工藝單元主要包括污泥濃縮、脫水、消化(厭氧消化和好氧消化)、堆肥、干化等工藝過(guò)程。

      3.1城市污泥處理的減量化方法

      調(diào)整污水處理工藝實(shí)現(xiàn)污泥減量化在污水處理過(guò)程中,可以通過(guò)調(diào)整污水處理工藝,增設(shè)污泥濃縮池或適當(dāng)增加污泥濃度和延長(zhǎng)污泥齡,使污泥自身氧化分解的能力增強(qiáng),減少微生物的數(shù)量,達(dá)到污泥減量化的目的。

      3.2利用膜處理裝置技術(shù)實(shí)現(xiàn)污泥減量化

      污水處理中的活性污泥微生物一般由細(xì)菌(菌膠團(tuán))、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等組成,其中以細(xì)菌為主,且種類繁多。微型動(dòng)物中以固著類纖毛蟲為主,如鐘蟲、蓋纖蟲、累枝蟲等原生動(dòng)物,以細(xì)菌為食料;后生動(dòng)物如纖毛蟲、線蟲、輪蟲等,以細(xì)菌、原生動(dòng)物為食料。采用填料裝置化設(shè)施.在氧化溝、二沉池中設(shè)置利于原生動(dòng)物和后生動(dòng)物寄生的生物膜,利用生物接觸氧化法技術(shù),減少污泥的產(chǎn)量。通過(guò)膜裝置化技術(shù)在氧化溝、二沉池中的應(yīng)用,使活性污泥中的微生物通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的生物鏈的物質(zhì)循環(huán),消化部分污泥,達(dá)到污泥減量化的目的。

      3.3利用臭氧或超聲波技術(shù)實(shí)現(xiàn)污泥減量化

      利用紫外線高級(jí)氧化功能而發(fā)展起來(lái)的光化學(xué)氧化和光催化氧化都是近年來(lái)新興的水處理技術(shù)。光化學(xué)氧化法是在光的作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),采用臭氧或過(guò)氧化氫作為氧化劑。在紫外線的照射下使污染物氧化分解,從而達(dá)到水中污染物質(zhì)的高效降解。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑。能破壞存在于空氣中或水中的微生物的細(xì)胞壁。使微生物立刻死亡。通過(guò)在回流污泥中.利用臭氧發(fā)生器加入一定量的臭氧或紫外線照射,可使部分污泥分解再利用。達(dá)到污泥減量化的目的。超聲波使得污泥中的部分細(xì)胞體受熱膨脹而破裂。釋放出蛋白質(zhì)和膠質(zhì)、礦物質(zhì)以及細(xì)胞膜碎片,使部分污泥分解再利用,從而達(dá)到污泥減量化的目的。

      3.4采用污泥干化處理、污泥消化、污泥發(fā)酵技術(shù)實(shí)現(xiàn)污泥減量化 脫水后剩余污泥污泥的干化處理,一是通過(guò)晾曬蒸發(fā)水分.是最簡(jiǎn)單的減量方法,但所需場(chǎng)地大,且受天氣的影響太大,不適合大規(guī)模的處理污泥:二是在污泥產(chǎn)生量比較大,且難以有效利用其它熱源的情況下,采用干化焚燒方式可稱為可行技術(shù)。污水污泥干化,最好是利用回收的焚燒熱量,在裝置正常運(yùn)行工況條件下,通常不需要添加輔助燃料(如:在此情況下,除開機(jī)、停機(jī)和偶爾使用輔助燃料維持燃燒溫度)。

      4、污泥中重金屬的去除方法 4.1化學(xué)法 常用去除污泥中重金屬的化學(xué)方法主要有利用酸化法提取重金屬和加入改良劑使重金屬穩(wěn)定化兩種。酸化法去除重金屬是通過(guò)向污泥中投硫酸、鹽酸、硝酸等酸性化學(xué)物質(zhì),降低污泥的pH值,是污泥中大部分重金屬轉(zhuǎn)化為離子型態(tài)溶出;或者用EDTA、檸檬酸等絡(luò)合劑等通過(guò)氧化作用、離子交換作用、酸化作用、螯合劑和表面活性劑的絡(luò)合作用,將其中的重金屬分離出來(lái),達(dá)到減少污泥重金屬總量的目的。這種方法效果很好,而且所需要的時(shí)間較短,但處理中需消耗大量的酸,處理后需要大量的水和石灰來(lái)沖洗或中和污泥,同時(shí)儀器易被強(qiáng)酸腐蝕,使該工藝花費(fèi)較大,而且操運(yùn)煩瑣,使得化學(xué)法不能大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際之中。

      4.2電化學(xué)法

      在污泥中插入電極對(duì),在電極對(duì)上施加微弱直流電形成直流電場(chǎng),污泥內(nèi)部的礦物質(zhì)顆粒、重金屬離子及其化合物、有機(jī)物等物質(zhì)在直流電場(chǎng)的作用下,發(fā)生一系列復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng),通過(guò)電激發(fā)、電化學(xué)溶解、電遷移、自由擴(kuò)散等方式發(fā)生遷移,并富集到電極兩端,使重金屬以沉淀或金屬形式析出,加以回收。此方法首先將不同形態(tài)的金屬污染物轉(zhuǎn)變成可溶態(tài)進(jìn)入液相系統(tǒng),然后在電場(chǎng)作用下通過(guò)離子遷移和電滲定向遷移出土壤。該方法對(duì)可交換態(tài)或溶解態(tài)的重金屬去除效果較好,但是對(duì)于不溶態(tài)的重金屬首先需改變其存在狀態(tài)使其溶解再將其去除。因此重金屬的存在狀態(tài)對(duì)效果影響較大。

      該方法對(duì)金屬的去除效果較好,所需的耗能也較低,去除過(guò)程中不需要添加任何對(duì)環(huán)境不利的物質(zhì),但此方法也有很大的局限性,對(duì)于滲透性高傳導(dǎo)性差的污泥不太適用。該技術(shù)還處于起步階段,還需進(jìn)行大量的研究試驗(yàn)。

      4.3重金屬固定技術(shù)

      就是通過(guò)加入藥劑將重金屬加以固定,降低其生物有效性或活性,以使污泥土地使用后重金屬難以被植物吸收利用且不宜遷移轉(zhuǎn)化,從而減少對(duì)人類健康和環(huán)境的危害。固定作用的工藝主要有堆肥、減性穩(wěn)定和熱處理等。2010年我們環(huán)保事業(yè)部承擔(dān)的中新天津生態(tài)城污水庫(kù)治理項(xiàng)目,就使用了重金屬固化中的減性穩(wěn)定技術(shù)。

      重金屬的固定作用在一定程度和一定時(shí)期內(nèi)能減輕重金屬的危害,但不能從根本上降低重金屬的含量,對(duì)人類健康和環(huán)境仍存在著潛在的威脅。

      4.4生物淋濾法

      生物淋濾法是指利用自然界的微生物的直接作用或其代謝產(chǎn)物的間接作用,產(chǎn)生氧化、還原、絡(luò)合、吸附或溶解作用,將固相中某些不溶成分(重金屬、硫及其它金屬)分離浸提出來(lái)的一種技術(shù),最初用于難浸提礦石或貧礦中金屬的溶出或回收。目前全世界正將此技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用到環(huán)境污染治理領(lǐng)域,并做了大量的研究、試驗(yàn)工作。

      污泥生物淋濾技術(shù)是通過(guò)向污泥中添加一定的底物使污泥中存在的特異化能自養(yǎng)型的嗜酸性硫桿菌獲得能量,加強(qiáng)催化、氧化作用,降低污泥體系的PH值,使難溶態(tài)的重金屬?gòu)墓滔嗳艹鲞M(jìn)入液相,再通過(guò)污泥脫水而達(dá)到去除污泥中重金屬的目的。此方法操作簡(jiǎn)單,去除效率較高,一般重金屬去除率達(dá)90%以上,成本費(fèi)用也較低。其主要優(yōu)點(diǎn)如下:

      ①生物淋濾不需要加酸對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)酸化,與化學(xué)瀝濾比可節(jié)省80%的耗酸量。

      ②啟動(dòng)迅速,瀝濾效益高、時(shí)間短,適用于處理任何污泥。③操作簡(jiǎn)單,運(yùn)行過(guò)程無(wú)需特殊控制,在10-37度范圍內(nèi)均能瀝濾重金屬(最佳溫度是25-30度),冬季也無(wú)需加熱,所用基質(zhì)S和FeSO4.7H2O容易保存和運(yùn)輸。④污泥經(jīng)生物淋濾后,脫水性能大幅度提高,脫水時(shí)不需要添加絮凝劑,有效節(jié)省污泥脫水成本。生物淋濾污泥脫水性比厭氧消化污泥提高38倍。

      ⑤污泥中病原微生物易造成疾病傳播,生物淋濾既能去除重金屬又能殺滅病原菌,并使VSS下降。

      通過(guò)比較上述幾種重金屬的去除方法,生物淋濾法去除重金屬較經(jīng)濟(jì)、有效、可行,它提高了污泥農(nóng)用的安全性,能使污泥變廢為寶,真正實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無(wú)害化和資源化。

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