國(guó)內(nèi)外污泥處理和處置現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).doc

精品文檔固體廢物資源化結(jié)課報(bào)告國(guó)內(nèi)外污泥處理與處置現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)外污泥處理與處置現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)摘 要 隨著污泥產(chǎn)生量日益增加，其對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響也逐漸引起全世界的關(guān)注。本文從現(xiàn)階段污泥處理、處置方法入手，介紹了國(guó)內(nèi)外污泥處理處置現(xiàn)狀、主流技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展，并對(duì)污泥處理處置的發(fā)展趨勢(shì)做了展望。關(guān)鍵詞 污泥 處理處置方法 現(xiàn)狀 進(jìn)展AbstractWith the increase of sludge production increasingly, the negative effects on the environment also gradually the attention all over the world. This article obtains from the current sludge treatment and disposal methods, this paper introduces the current situation, the mainstream sludge disposal technology at home and abroad and the application progress, and the developing trend of sludge disposal were discussed.KEYWORDS: sludge, disposal method, the status quo, progress引言隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展, 城市污水處理廠正如雨后春筍般的在全國(guó)各城市建成并投入運(yùn)行, 這固然對(duì)防治我國(guó)的水污染問(wèn)題起到了積極作用, 但一個(gè)潛在的問(wèn)題隨之產(chǎn)生, 即污泥的處置與處理問(wèn)題。污泥是污水處理后的附屬品, 由于污水處理量的增加, 必然導(dǎo)致污泥數(shù)量的增加, 而污泥處理和處置技術(shù)在我國(guó)還剛剛起步, 并且污泥中含有大量的有害物質(zhì)( 重金屬) 及細(xì)菌、各種寄生蟲卵、大量的病原微生物等。因此, 了解國(guó)內(nèi)外污泥研究現(xiàn)狀及進(jìn)展,對(duì)尋找合理的污泥處理、處置方式, 并充分利用污泥中的資源, 使之達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化1具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1 污泥處理與處置技術(shù)從目前國(guó)際上已建成運(yùn)行的污泥處理處置項(xiàng)目來(lái)看，常見(jiàn)的污泥處理方式有好氧發(fā)酵( 堆肥) 、厭氧消化、干化、焚燒。污泥處置方式有土地利用、填埋、綜合利用。由于國(guó)情不同，各國(guó)采用的處理方式和技術(shù)也各不相同。1.1 好氧發(fā)酵污泥好氧發(fā)酵技術(shù)是利用污泥中的微生物進(jìn)行發(fā)酵的一項(xiàng)新的生物處理技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中可以達(dá)到無(wú)害化、減量化、資源化的效果，并且具有經(jīng)濟(jì)、實(shí)用不需外加能源、不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者針對(duì)堆肥過(guò)程中的條件控制、重金屬控制、保氮技術(shù)以及技術(shù)工藝方面進(jìn)行了大量的研究，取得了很多有價(jià)值的成果2 7。污泥好氧發(fā)酵技術(shù)經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，取得了很大的進(jìn)步，但在技術(shù)理論和工藝上還存在一些瓶頸，如需要大量輔料、臭氣控制難、存在人畜健康安全風(fēng)險(xiǎn)等，好氧發(fā)酵技術(shù)仍有很大的提高潛力。1.2 厭氧消化污泥厭氧消化是指在無(wú)氧條件下，由兼性菌和厭氧菌將污泥中可生物降解的有機(jī)物分解成二氧化碳、甲烷和水等穩(wěn)定物質(zhì)，同時(shí)減小污泥體積，去除臭味，殺死寄生蟲卵，回收利用消化過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣的過(guò)程。污泥厭氧消化以其高效的能量回收和較低的環(huán)境影響是目前國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛的污泥穩(wěn)定化和資源化的處理方法。國(guó)際上眾多學(xué)者一直致力于厭氧消化技術(shù)8的研究，并使其獲得了廣泛的應(yīng)用和長(zhǎng)足的發(fā)展?？傮w來(lái)說(shuō)，污泥厭氧消化技術(shù)在我國(guó)尚未取得突破性進(jìn)展，關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備主要依靠進(jìn)口，投資相對(duì)較高，運(yùn)行效果較差，沼氣利用環(huán)節(jié)存在障礙，共同構(gòu)成了該技術(shù)在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用的限制因素。1.3 干化焚燒污泥焚燒9是指在空氣供給過(guò)量的條件下，將污泥加熱，并在高溫( 850 1100 ) 下氧化、熱解并徹底破壞其中的有機(jī)物和病原體等物質(zhì)的方式。焚燒裝置有多種型式，目前使用較多的有豎式多級(jí)焚燒爐、轉(zhuǎn)筒式焚燒爐、流化焚燒爐等。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，需要將污泥先干化，大幅降低其含水率后再進(jìn)行焚燒。因此，目前的污泥焚燒工程一般采用干化和焚燒聯(lián)用的處理工藝。1.4 土地利用土地利用是指將污泥直接或間接( 經(jīng)過(guò)好氧發(fā)酵或厭氧消化后) 用于農(nóng)田、菜地、果園、草坪、綠化以及土壤改良，或?qū)⑦_(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的污泥用作填埋場(chǎng)的覆蓋土。近年來(lái)，美國(guó)、加拿大及一些歐盟國(guó)家鼓勵(lì)采用土地利用技術(shù)將符合泥質(zhì)要求的污泥直接或好氧發(fā)酵后用于綠化、土地修復(fù)等。研究?jī)?nèi)容主要集中在污泥的穩(wěn)定化和無(wú)害化土地利用方法、污泥的肥效和對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)價(jià)值等方面，在污泥對(duì)土壤質(zhì)量、植物等的潛在影響以及污染控制方面也進(jìn)行了相關(guān)研究10-14。1.5 海洋傾倒海洋傾倒操作簡(jiǎn)單，對(duì)于沿海城市來(lái)說(shuō)其處理費(fèi)用較低，但是，隨著生態(tài)環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越多地關(guān)注污泥海洋傾倒對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境可能存在的影響。美國(guó)于1988年已禁止污泥海洋傾倒，從1998年底，歐共體城市廢水處理法令（91/271/EC）已經(jīng)禁止其成員國(guó)向海洋傾倒污泥。中國(guó)政府于1994年初接受3項(xiàng)國(guó)際協(xié)議，承諾于 1994年2月20日起不在海上處置工業(yè)廢物和污水污泥。1.6 衛(wèi)生填埋污泥衛(wèi)生填埋始于20世紀(jì)60年代，填埋操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、適應(yīng)性強(qiáng)污泥可單獨(dú)或與其他固體廢棄物（如城市垃圾等）一起填埋。但存在這樣一些問(wèn)題15：因污泥含水量高，且滲瀝水屬高濃度有機(jī)污水，必須收集處理以防止二次污染；填埋場(chǎng)壓實(shí)機(jī)械工作難度加大；填埋場(chǎng)的衛(wèi)生狀況惡劣。2 國(guó)內(nèi)外污泥處理現(xiàn)狀2.1 國(guó)外污泥處理與處置現(xiàn)狀國(guó)外的城市污水污泥處理與處置已經(jīng)有近 100 a的歷史, 無(wú)論是進(jìn)行有效利用還是進(jìn)行填埋處置, 污泥處理的目的與其他廢棄物的處理一樣, 皆是以減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化為目的。要達(dá)到這一目的, 必須通過(guò)各種機(jī)械和各種處理構(gòu)筑物的有機(jī)結(jié)合, 組成污泥處理、處置系統(tǒng)。污泥處置的基本步驟為: 濃縮、脫水、干燥、焚燒等, 這些操作均能起到濃縮污泥的作用。通常情況下國(guó)外城市污泥處理系統(tǒng)工藝流程一般有下列 4 類16:(1)原污泥濃縮脫水處置脫水濾餅;(2)原污泥濃縮脫水焚燒處置灰分;(3)原污泥濃縮消化脫水處置脫水濾餅;(4)原污泥濃縮消化脫水焚燒處置灰分。根據(jù)日本對(duì) 318 個(gè)污水處理廠的統(tǒng)計(jì)17, 污泥處理方式(1)占 34%; 方式(2) 占 8.8%; 方式(3) 占 26%;方式(4) 占 5.7% 。日本污泥最終處置主要方法是焚燒, 約占污泥處置總量的 55% 。據(jù)美國(guó)環(huán)保署估計(jì), 自從 1972 年政府頒布水凈化條例以來(lái), 污泥量逐年快速地增加, 2010 年達(dá)到820 萬(wàn) t。在英國(guó), 根據(jù)資料18,19, 污水處理產(chǎn)生的污泥年產(chǎn)量為 110.7 萬(wàn) t 干污泥英 國(guó) 污 泥 最 終 處 置 的 主 要 方 法 是 農(nóng) 用 ( 占46.6%), 其次為污泥排海(占 33.5%)。隨著環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重, 歐共體在協(xié)定中規(guī)定污水污泥排海的最后期限為 1998 年 12 月 31 日, 這意味著英國(guó)將有33.5%的污泥轉(zhuǎn)向陸地處置。目前英國(guó)用于填埋所占比例較小, 只占污泥處理量的 8%, 從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來(lái)看, 將經(jīng)過(guò)厭氧消化、化學(xué)或熱處理、長(zhǎng)時(shí)間堆放等處理后的污泥回用于農(nóng)田, 是英國(guó)污泥處置的發(fā)展方向。目前, 世界范圍內(nèi)常用的污泥處置方法有農(nóng)用、填埋、投海、焚燒等。美國(guó)和英國(guó)以農(nóng)用為主, 西歐以污泥填埋為主, 日本以焚燒為主, 而澳大利亞以污泥填埋和投海為主。歐盟國(guó)家對(duì)污泥處置20的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜合分析,由于可使用土地面積、處理成本、越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)以及資源回收政策的普及, 同時(shí)考慮到未來(lái) 10 a到 20 a 間污泥性質(zhì)的巨大變化等因素, 2005 年歐盟各國(guó)采用污泥處置方式的比例為: 回收利用占 45%,焚燒占 38%, 填埋占 17%。2.2 國(guó)內(nèi)污泥處理處置現(xiàn)狀我國(guó)一些中小城市基本上沒(méi)有建造污水處理設(shè)施, 即使有污水處理廠的大中城市, 其污泥處理設(shè)施90%以上不配套。已建成的污水處理廠中, 污泥未經(jīng)任何處理就直接農(nóng)用的占 70%以上。既使在設(shè)有消化池的污水處理廠, 消化后的污泥也只是稍加脫水后就直接農(nóng)用, 很難符合污泥農(nóng)用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn), 污泥處置技術(shù)比發(fā)達(dá)國(guó)家較落后。污泥處理工藝從國(guó)內(nèi)已運(yùn)行的城市污水處理廠來(lái)看, 污泥處理工藝包括污泥濃縮、穩(wěn)定、脫水、最終處置 4 個(gè)主要過(guò)程。目前,我國(guó)已開(kāi)始將污水處理廠污泥用于土地填埋和城市綠化, 并將污泥作基質(zhì), 制作復(fù)合肥用于農(nóng)業(yè)等。但總的狀況還是以污泥土地利用的形式為主, 將污泥用于農(nóng)業(yè)。由于國(guó)內(nèi)在污泥管理方面對(duì)污泥所含病原菌、重金屬和有毒有機(jī)物等理化指標(biāo)及臭氣等感官指標(biāo)控制的重視程度還不夠高, 因此限制了對(duì)污泥的進(jìn)一步處置利用。國(guó)內(nèi)污泥處置技術(shù)所占的比例為:農(nóng)業(yè)利用占 44.83%, 土地填埋占 31.03%, 無(wú)污泥處置占 13.79%, 綠化占 3.45%, 焚燒占 3.45%, 與垃圾混合填埋占 3.45%。國(guó)內(nèi)的污泥有 13.79%沒(méi)有作任何處置, 這將對(duì)環(huán)境帶來(lái)巨大危害。污泥散發(fā)的臭氣污染嚴(yán)重, 病原菌對(duì)人類健康產(chǎn)生潛在威脅, 重金屬和有毒有害有機(jī)物污染地表和地下水系統(tǒng)。造成這種現(xiàn)象的原因有: 由于國(guó)內(nèi)污泥處、理處置的起步較晚, 許多城市沒(méi)有將污泥處置場(chǎng)所納入城市總體規(guī)劃, 造成很多污水處理廠難以找到合適的污泥處置方法和污泥棄置場(chǎng)所；我國(guó)污泥利用的基礎(chǔ)薄弱, 人們對(duì)污泥利用的認(rèn)識(shí)存在嚴(yán)重不足, 對(duì)污泥的最終處置問(wèn)題缺乏關(guān)注,給一些有害污泥的最終處置留下了隱患；污泥利用率不是很高, 仍有一部分的污水處理廠污泥只經(jīng)儲(chǔ)存即由環(huán)衛(wèi)部門外運(yùn)市郊直接堆放。污泥的隨意堆放很容易產(chǎn)生二次污染, 并造成污泥資源的浪費(fèi)。因此我國(guó)當(dāng)前面臨的問(wèn)題是應(yīng)盡快發(fā)展污泥處置技術(shù)來(lái)解決不斷增長(zhǎng)的污水污泥。3 污泥處理與處置技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，還出現(xiàn)了一些新興技術(shù)，如污泥的等離子體處理技術(shù)正逐漸應(yīng)用于城市有機(jī)廢棄物的處理，瑞典、美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)已建起了一定規(guī)模的等離子體處理廠，近年來(lái)在我國(guó)也有所發(fā)展21。新發(fā)展起來(lái)的超聲波污泥處理技術(shù)，由于聲能利用效率和能耗的問(wèn)題而沒(méi)有大規(guī)模使用，但與其他污泥處理工藝聯(lián)合使用具有廣闊的前景。污泥作為建材利用的多項(xiàng)技術(shù)在世界先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)相對(duì)成熟，其中建筑磚塊、輕質(zhì)材料以及水泥材料等技術(shù)，已經(jīng)在日本、德國(guó)等國(guó)家開(kāi)始進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用或正在計(jì)劃大規(guī)模生產(chǎn)再利用。污泥的其他處理處置方法如污泥改性制吸附劑、制活性炭、用作粘結(jié)劑、污泥油化、降解氯代化合物都有一定的研究，但還處于探索研究階段。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已形成了相對(duì)完善的污泥處理處置技術(shù)路線22，相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用也趨于成熟，相關(guān)的法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已比較完善。近年來(lái)，日本對(duì)污泥處理處置技術(shù)路線進(jìn)行了戰(zhàn)略調(diào)整，逐漸轉(zhuǎn)向了污泥資源化利用，污泥焚燒灰分也用于生產(chǎn)建筑材料。綜上，歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家污泥處理處置的總體思路是污泥的資源化利用，并將土地利用作為污泥處置的主要方式和鼓勵(lì)方向。因此，厭氧消化、好氧發(fā)酵、土地利用、建材制造等資源化處理處置技術(shù)將會(huì)是國(guó)際上污泥處理處置的研究重點(diǎn)，在保證污泥無(wú)害化的前提下，實(shí)現(xiàn)污泥的最大程度的利用已經(jīng)成為了國(guó)際污泥處理處置領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。4 結(jié)語(yǔ)目前，我國(guó)產(chǎn)生的污泥約 48. 28% 為土地利用、填埋 34. 48%、焚燒 3. 45%、13. 79% 未進(jìn)行合理處置，總體狀況以土地利用形式為主，大部分用于農(nóng)業(yè)23。仍有大部分的污泥沒(méi)有得到合理的處置，這將會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)潛在的危害。結(jié)合我國(guó)人口眾多、資源和能源相對(duì)匱乏的基本國(guó)情，污泥的再利用技術(shù)非常具有開(kāi)發(fā)價(jià)值?？梢?jiàn)污泥的資源化和能源化利用將是國(guó)內(nèi)污泥行業(yè)未來(lái)重要的發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)1 馬海濤. 城市污泥中重金屬形態(tài)分布及淋溶特性研究A.河海大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.2 Chiang K Y，Yoi S D，Lin H N，et a1. 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