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污泥處理處置的技術(shù)發(fā)展的有效途徑
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作者:admin
發(fā)布時(shí)間:2020-04-16
目前，污泥處理的主要方式有填埋、堆肥、焚燒和協(xié)調(diào)焚燒。而國(guó)內(nèi)外研究表明，污泥脫水后炭化制成污泥炭更能符合穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化的污泥處置發(fā)展方向。
借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，未來污泥處理處置的技術(shù)發(fā)展主要有以下四條路徑：
1、提高后續(xù)處理的效率并減少后續(xù)處理能耗。
通常認(rèn)為厭氧反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化。通過厭氧反應(yīng)，污泥中有機(jī)物去除40%-60%，有害病菌減少。此外，厭氧消化提高污泥脫水穩(wěn)定性，讓焚燒等后續(xù)處理減少35%以上的能耗。
2、厭氧消化成本較低。
根據(jù)韋伯咨詢統(tǒng)計(jì)，單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日)，由于不用鼓風(fēng)曝氣等，節(jié)約了成本，單純厭氧消化運(yùn)行費(fèi)用約為60-120 元/噸(含水率80%，不包括濃縮和脫水)，而好氧發(fā)酵運(yùn)行費(fèi)用為120-160 元/噸。
歐美50%以上的污泥采用厭氧消化處理，產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)化為電能可滿足污水廠所需電力的33%～100%。但污泥厭氧消化在我國(guó)應(yīng)用的并不順暢。我國(guó)建設(shè)的約50 座污泥厭氧消化設(shè)施中，可以穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的只有20 余座。主要原因是由我國(guó)污泥泥質(zhì)差、處理廠運(yùn)行管理水平低。我國(guó)污泥含砂量較高、有機(jī)物含量較低、污泥可生化性差，消化設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和產(chǎn)沼氣率等指標(biāo)普遍未達(dá)到國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。此外，我國(guó)缺乏沼氣利用的激勵(lì)機(jī)制，設(shè)備的投資費(fèi)用高，系統(tǒng)運(yùn)行較為復(fù)雜不易掌握。
不過采用堿解處理、熱處理、超聲波處理、微波處理等方法對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，可以提高污泥水解速率，改善污泥厭氧消化性能。并通過項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的積累，企業(yè)也逐步掌握了較為全面的操作技能。污泥厭氧消化技術(shù)會(huì)是未來的一個(gè)主流方向。
二、土地利用為主的好氧發(fā)酵技術(shù)路線
好氧堆肥是在有氧情況下，通過微生物的發(fā)酵作用，將污泥轉(zhuǎn)變?yōu)榉柿系倪^程。其中有機(jī)物料代謝為二氧化碳、水和熱。
好氧堆肥的優(yōu)點(diǎn)包括：
1、發(fā)酵效率高，穩(wěn)定化時(shí)間相對(duì)短；2、臭味少，實(shí)現(xiàn)滅菌；3、含水率可降到40%；4、污泥成品主要用于修復(fù)鹽堿地、城市綠化、垃圾場(chǎng)覆蓋以及建筑等方面用土；5、并衍生出蚯蚓生物堆肥等來強(qiáng)化堆肥效果，比如興蓉環(huán)境和綠山的合作。
堆肥的難點(diǎn)主要包括：
1、能量?jī)糁С?，通風(fēng)能耗費(fèi)用占比80%；2、需對(duì)好氧堆肥運(yùn)行的不同階段的合理通風(fēng)量加強(qiáng)研究；3、缺少C/N 等控制因素的理論研究，致使存在調(diào)理添加劑使用過多的情況
污泥經(jīng)發(fā)酵后轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，可限制性農(nóng)用、園林綠化或改良土壤，從而實(shí)現(xiàn)污泥中有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素的高效利用，設(shè)備投資少、運(yùn)行管理方便。但占地面積大、發(fā)酵產(chǎn)品存在重金屬污染等缺點(diǎn)使得好氧發(fā)酵技術(shù)在我國(guó)較難發(fā)展。
目前污泥好氧發(fā)酵工程可采用高效、快速、穩(wěn)定、集約化的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)模式，可實(shí)現(xiàn)占地面積的大幅縮??；此外，研究表明我國(guó)城市生活污泥的重金屬超標(biāo)比例約5%，污染風(fēng)險(xiǎn)較小，不應(yīng)該成為限制污泥發(fā)酵產(chǎn)品土地利用的主要障礙。
因此，在《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處理技術(shù)指南(試行)》中，“好氧發(fā)酵+土地利用”也被列
為推薦技術(shù)路線。該技術(shù)在相對(duì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，應(yīng)用前景較大。
三、污泥干化-焚燒技術(shù)路線
長(zhǎng)期以來，國(guó)人對(duì)污泥干化焚燒工藝存在誤讀，普遍認(rèn)為它是一種高能耗工藝和高碳排放工藝。實(shí)際上，國(guó)際上污泥焚燒能量可以達(dá)到自給，不同工藝能耗來看，焚燒工藝(～100kW/t)與堆肥工藝(>100kW/t)相當(dāng)。
焚燒實(shí)現(xiàn)徹底處理和處置，而堆肥后續(xù)需要考慮儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)饶芎?。而且，污泥中的有機(jī)質(zhì)焚燒是碳中性的。此外，人們還誤認(rèn)為污泥焚燒特性與垃圾相同是二噁英排放源。
干化焚燒工藝的設(shè)備投資較大，焚燒產(chǎn)生的煙氣污染嚴(yán)重，還需建立完善的煙氣處理系統(tǒng)，這也加大了污泥的處理費(fèi)用。因此干化焚燒工藝一般適用于用地緊張且經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)。
隨著對(duì)碳減排和污泥生物質(zhì)資源認(rèn)識(shí)的不斷加深，干化焚燒工藝在國(guó)外的應(yīng)用范圍開始減少。然而現(xiàn)階段，在我國(guó)污泥厭氧消化和好氧發(fā)酵技術(shù)還未成熟的情況下，污泥干化焚燒在一定時(shí)期內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，尤其是工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒的方式。
四、建材利用為主的污泥高干脫水處理技術(shù)路線
大家對(duì)污泥高干脫水技術(shù)的普遍認(rèn)知還停留在投加大量化學(xué)藥劑，導(dǎo)致減容不減量；且藥劑對(duì)后續(xù)污泥焚燒、土地利用、建材利用等產(chǎn)物影響；是臨時(shí)性、應(yīng)急污泥處理處置技術(shù)路線等。
目前采用的高干脫水工藝，投加大量藥劑未達(dá)到減量效果，且未與后續(xù)處置相結(jié)合，將阻礙污泥處理技術(shù)發(fā)展，導(dǎo)致劣幣驅(qū)除良幣的現(xiàn)象。
借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，未來污泥處理處置的技術(shù)發(fā)展主要有以下四條路徑：
一、沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術(shù)路線
厭氧消化具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、提高后續(xù)處理的效率并減少后續(xù)處理能耗。
通常認(rèn)為厭氧反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化。通過厭氧反應(yīng)，污泥中有機(jī)物去除40%-60%，有害病菌減少。此外，厭氧消化提高污泥脫水穩(wěn)定性，讓焚燒等后續(xù)處理減少35%以上的能耗。
2、厭氧消化成本較低。
根據(jù)韋伯咨詢統(tǒng)計(jì)，單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日)，由于不用鼓風(fēng)曝氣等，節(jié)約了成本，單純厭氧消化運(yùn)行費(fèi)用約為60-120 元/噸(含水率80%，不包括濃縮和脫水)，而好氧發(fā)酵運(yùn)行費(fèi)用為120-160 元/噸。
歐美50%以上的污泥采用厭氧消化處理，產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)化為電能可滿足污水廠所需電力的33%～100%。但污泥厭氧消化在我國(guó)應(yīng)用的并不順暢。我國(guó)建設(shè)的約50 座污泥厭氧消化設(shè)施中，可以穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的只有20 余座。主要原因是由我國(guó)污泥泥質(zhì)差、處理廠運(yùn)行管理水平低。我國(guó)污泥含砂量較高、有機(jī)物含量較低、污泥可生化性差，消化設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和產(chǎn)沼氣率等指標(biāo)普遍未達(dá)到國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。此外，我國(guó)缺乏沼氣利用的激勵(lì)機(jī)制，設(shè)備的投資費(fèi)用高，系統(tǒng)運(yùn)行較為復(fù)雜不易掌握。
不過采用堿解處理、熱處理、超聲波處理、微波處理等方法對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，可以提高污泥水解速率，改善污泥厭氧消化性能。并通過項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的積累，企業(yè)也逐步掌握了較為全面的操作技能。污泥厭氧消化技術(shù)會(huì)是未來的一個(gè)主流方向。
二、土地利用為主的好氧發(fā)酵技術(shù)路線
好氧堆肥是在有氧情況下，通過微生物的發(fā)酵作用，將污泥轉(zhuǎn)變?yōu)榉柿系倪^程。其中有機(jī)物料代謝為二氧化碳、水和熱。
好氧堆肥的優(yōu)點(diǎn)包括：
1、發(fā)酵效率高，穩(wěn)定化時(shí)間相對(duì)短；2、臭味少，實(shí)現(xiàn)滅菌；3、含水率可降到40%；4、污泥成品主要用于修復(fù)鹽堿地、城市綠化、垃圾場(chǎng)覆蓋以及建筑等方面用土；5、并衍生出蚯蚓生物堆肥等來強(qiáng)化堆肥效果，比如興蓉環(huán)境和綠山的合作。
堆肥的難點(diǎn)主要包括：
1、能量?jī)糁С?，通風(fēng)能耗費(fèi)用占比80%；2、需對(duì)好氧堆肥運(yùn)行的不同階段的合理通風(fēng)量加強(qiáng)研究；3、缺少C/N 等控制因素的理論研究，致使存在調(diào)理添加劑使用過多的情況
污泥經(jīng)發(fā)酵后轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，可限制性農(nóng)用、園林綠化或改良土壤，從而實(shí)現(xiàn)污泥中有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素的高效利用，設(shè)備投資少、運(yùn)行管理方便。但占地面積大、發(fā)酵產(chǎn)品存在重金屬污染等缺點(diǎn)使得好氧發(fā)酵技術(shù)在我國(guó)較難發(fā)展。
目前污泥好氧發(fā)酵工程可采用高效、快速、穩(wěn)定、集約化的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)模式，可實(shí)現(xiàn)占地面積的大幅縮??；此外，研究表明我國(guó)城市生活污泥的重金屬超標(biāo)比例約5%，污染風(fēng)險(xiǎn)較小，不應(yīng)該成為限制污泥發(fā)酵產(chǎn)品土地利用的主要障礙。
因此，在《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處理技術(shù)指南(試行)》中，“好氧發(fā)酵+土地利用”也被列
為推薦技術(shù)路線。該技術(shù)在相對(duì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，應(yīng)用前景較大。
三、污泥干化-焚燒技術(shù)路線
長(zhǎng)期以來，國(guó)人對(duì)污泥干化焚燒工藝存在誤讀，普遍認(rèn)為它是一種高能耗工藝和高碳排放工藝。實(shí)際上，國(guó)際上污泥焚燒能量可以達(dá)到自給，不同工藝能耗來看，焚燒工藝(～100kW/t)與堆肥工藝(>100kW/t)相當(dāng)。
焚燒實(shí)現(xiàn)徹底處理和處置，而堆肥后續(xù)需要考慮儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)饶芎?。而且，污泥中的有機(jī)質(zhì)焚燒是碳中性的。此外，人們還誤認(rèn)為污泥焚燒特性與垃圾相同是二噁英排放源。
干化焚燒工藝的設(shè)備投資較大，焚燒產(chǎn)生的煙氣污染嚴(yán)重，還需建立完善的煙氣處理系統(tǒng)，這也加大了污泥的處理費(fèi)用。因此干化焚燒工藝一般適用于用地緊張且經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)。
隨著對(duì)碳減排和污泥生物質(zhì)資源認(rèn)識(shí)的不斷加深，干化焚燒工藝在國(guó)外的應(yīng)用范圍開始減少。然而現(xiàn)階段，在我國(guó)污泥厭氧消化和好氧發(fā)酵技術(shù)還未成熟的情況下，污泥干化焚燒在一定時(shí)期內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，尤其是工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒的方式。
四、建材利用為主的污泥高干脫水處理技術(shù)路線
大家對(duì)污泥高干脫水技術(shù)的普遍認(rèn)知還停留在投加大量化學(xué)藥劑，導(dǎo)致減容不減量；且藥劑對(duì)后續(xù)污泥焚燒、土地利用、建材利用等產(chǎn)物影響；是臨時(shí)性、應(yīng)急污泥處理處置技術(shù)路線等。
目前采用的高干脫水工藝，投加大量藥劑未達(dá)到減量效果，且未與后續(xù)處置相結(jié)合，將阻礙污泥處理技術(shù)發(fā)展，導(dǎo)致劣幣驅(qū)除良幣的現(xiàn)象。
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