污泥資源化利用現(xiàn)狀-郭冠超

我國城市污泥資源化利用途徑及方法匯報(bào)人：郭冠超2023年3月15日1、我國城市污泥情況簡介3、城市污泥資源化利用方法2、傳統(tǒng)的城市污泥處理處置方法4、總結(jié)與展望目錄城市污泥定義及成分一種由細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、有機(jī)殘片、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體城市污泥是指城市污水處理過程中產(chǎn)生的絮狀體污泥中易降解的有機(jī)物:水溶物(7.45%),半纖維素(20%),粗蛋白質(zhì)(18.44%)難降解的有機(jī)物:粗脂肪(12.24%),纖維素(1.31%),木質(zhì)素(23.75%)總氮總磷總鉀平均含量為3.03%、1.52%、0.69%，還含有少量Ca、Mg、Zn等元素有害物質(zhì)種類多，成分復(fù)雜，例如重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、難降解有機(jī)物、病菌寄生蟲等我國城市污泥特點(diǎn)和排放現(xiàn)狀全國污水處理場已經(jīng)超過2000座，處理能力達(dá)到500億t，相應(yīng)地，污泥產(chǎn)量在500~1500萬t左右，并且逐年增加。污泥排放量日益增加010203污泥有效利用率低目前我國城市污泥資源化利用率缺乏10%，大多采取傳統(tǒng)填埋等方法處理，既浪費(fèi)資源，又給環(huán)境帶來很大壓力。成分復(fù)雜危害較大含有各種污染物或潛在污染物、重金屬、細(xì)菌病原體等，成分十分復(fù)雜，假設(shè)不加以良好處理和合理利用，會造成很大危害。傳統(tǒng)的城市污泥處理處置方法污泥填埋污泥填海污泥焚燒

傳統(tǒng)的污泥處理處置方法，主要包括污泥填埋、污泥焚燒和污泥填海等方法，這些方法雖然能夠解決城市污泥的處理處置問題，但是每一種方法均具有其明顯的優(yōu)缺點(diǎn)，技術(shù)較為簡單，尚未符合環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的原則。污泥填埋污泥填埋簡介優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)污泥填埋是指將城市污泥進(jìn)行脫水、干燥等處理之后通過填埋的方式進(jìn)行處置的方法。污泥填埋是目前最常用的一種方法，技術(shù)簡單，處理時間短，成本較低，操作方便。但是其具有非常明顯的弊端：1.需要大面積的土地；2.污泥中含有的營養(yǎng)物質(zhì)使大量病原菌繁衍，導(dǎo)致污泥霉變，污染環(huán)境，其降解、無害化的過程會釋放出甲烷氣體，若收集不當(dāng)，既污染大氣，又可能成為安全隱患；3.填埋過程中產(chǎn)生的有害浸出液，可能會通過雨水夾帶和滲漏作用污染地下水環(huán)境，污染土壤，使土地毒化、酸化、堿化。污泥填海污泥填海是指一些沿海國家或者城市，將城市污泥進(jìn)行簡單處理之后，傾倒入海洋之中。在一些沿海國家和沿海城市，以前普遍采用海洋傾倒的方法對污泥進(jìn)行處理，這種方法操作相當(dāng)簡單，但是會引起嚴(yán)重的海洋污染，目前已經(jīng)遭到世界各國的強(qiáng)烈反對，其中美國等西方國家已經(jīng)從法律上進(jìn)行了規(guī)定，嚴(yán)禁將污泥向海洋中傾倒。污泥燃燒污泥的焚燒處理法是比較徹底的方法，是將污泥脫水焚燒或脫水干化后再焚燒。焚燒處置可以很大程度上使污泥減量化，還能達(dá)到殺滅病菌的目的。我國目前污泥焚燒所采用的工藝技術(shù)為干化焚燒、與生活垃圾混合進(jìn)行焚燒、利用水泥爐窯摻燒、利用燃煤熱電廠摻燒等。但是污泥焚燒處理的成本高,基礎(chǔ)設(shè)施投資和運(yùn)行費(fèi)用高昂,能耗大，目前僅適用于大城市及土地資源緊張的地區(qū)。污泥焚燒產(chǎn)生的尾氣如SO2、NOX、HCl、HF以及金屬鹽類的氣溶膠,重金屬蒸氣、二噁英類物質(zhì)等會造成二次污染。城市污泥資源化利用方法傳統(tǒng)方法容易造成二次污染高成本、能耗，占地大不符合可持續(xù)發(fā)展科學(xué)高效變廢為寶城市污泥資源化利用方法污泥建材化利用污泥堆肥農(nóng)業(yè)資源化其他綜合利用方式污泥能源化污泥資源化污泥經(jīng)堆肥化后，病原菌、寄生蟲卵等幾乎全部被殺死，重金屬有效態(tài)的含量也會降低，營養(yǎng)成分有所增加，污泥的穩(wěn)定性和可利用性大大增加，并且由于污泥中富含氮磷鉀等農(nóng)作物生長必須的

元素，因此具有很高的利用價(jià)值。污泥堆肥堆肥是利用污泥中的微生物進(jìn)行發(fā)酵的過程，在污泥中加入一定比例的膨松劑和調(diào)理劑（如秸稈、稻草、木屑或生活垃圾等），利用微生物群落在潮濕環(huán)境下對多種有機(jī)物進(jìn)行氧化分解并轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性較高的類腐殖質(zhì)。城市污泥資源化利用方法污泥堆肥除可施用于農(nóng)田、園林綠化、草坪、廢棄地等外，還可用作林木、花卉育苗基質(zhì)，能降低育苗本錢，有較好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。相比傳統(tǒng)污泥處理處置方法，污泥堆肥具有其明顯的優(yōu)勢和先進(jìn)性，但同時，污泥堆肥過程也涉及到人力物力本錢，易受到污泥成分影響，如果能夠克服其弊端，將取得更好的效果。城市污泥資源化利用方法

好氧堆肥

厭氧堆肥其他新型堆肥技術(shù)在有氧條件下，好氧菌對廢物進(jìn)行吸收、氧化、分解。微生物通過自身的生命活動，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物，同時釋放出可供微生物生長活動所需的能量，而另一部分有機(jī)物則被合成新的細(xì)胞質(zhì)，使微生物不斷生長繁殖，產(chǎn)生出更多生物體的過程。工藝流程主要是：前處理～主發(fā)酵～后發(fā)酵～后處理～貯存。目前世界各國普遍采用的堆肥工藝有靜態(tài)和動態(tài)堆肥兩種，如自然堆肥法、圓柱形分格封閉堆肥法、滾筒堆肥法、豎式多層反應(yīng)堆肥法以及條形靜態(tài)通風(fēng)等堆肥工藝，還有人采用“污泥－風(fēng)干脫水－高溫脫水滅菌－化學(xué)脫水－投配無機(jī)肥－破碎篩選－造粒－烘干－冷卻篩選－成品”工藝流程研發(fā)生產(chǎn)的污泥－化肥復(fù)合肥，具有顯著優(yōu)越性厭氧堆肥是在無氧條件下有機(jī)物料的分解，厭氧分解最后的產(chǎn)物是甲烷、二氧化碳和許多低分子量的中間產(chǎn)物，如有機(jī)酸等。厭氧堆肥于好氧堆肥相比較，單位質(zhì)量的有機(jī)質(zhì)降解產(chǎn)生的能量較少，而且厭氧堆肥通常容易發(fā)出臭氣。由于這些原因，幾乎所有的堆肥工程系統(tǒng)都采用好氧堆肥。城市污泥資源化利用方法污泥用作飼料由于污泥中含有大量的粗蛋白、纖維素、脂肪酸等有機(jī)質(zhì)。污泥當(dāng)中的粗蛋白主要以氨基酸的狀態(tài)存在，并且這些氨基酸都是家畜必需的。當(dāng)污水來源是生活污水和工廠的有機(jī)廢水時，剩余污泥中含有大量細(xì)菌類和原生動物，能作為魚、蟹、家禽類等的飼料。污泥經(jīng)過滅菌等過程，制成飼料，將成為養(yǎng)殖業(yè)的豐富的飼料來源。將污泥制作成動物飼料，是一件切實(shí)可行的事情。這樣一方面可以大量消化污泥，同時還可以節(jié)省大量的資金。污泥農(nóng)業(yè)資源化利用城市污泥資源化利用方法生態(tài)水泥污泥粘土其他建材污泥中含有的硅、鋁、鐵、鈣等無機(jī)物與許多建筑材料常用的原料成分相近，可作為替代原料制造建筑材料。利用城市污泥、工業(yè)污泥和粉煤灰作為原料，生產(chǎn)玻璃態(tài)集料、輕集料、陶等技術(shù)也得到相應(yīng)研究，獲得合格的生產(chǎn)成品。黏土是燒結(jié)磚的傳統(tǒng)原料，研究結(jié)果顯示，生活污泥與黏土的組成根本接近，對污泥燃燒產(chǎn)物作適當(dāng)調(diào)整，混合必要的添加劑，便可生產(chǎn)出質(zhì)量完全符合標(biāo)準(zhǔn)的建筑用磚。有人將含水率為15%的污泥粉代替局部水泥研發(fā)得到混凝土，日本利用下水道污泥燃燒灰制造陶瓷透水磚等等。日本從1994年起就開始了以污泥、垃圾燃燒灰作為原料生產(chǎn)“生態(tài)水泥〞的研究，2001年在千葉縣建成世界上第一條生態(tài)水泥生產(chǎn)線。近年來上海新型建材研究開發(fā)中心分別在濕法回轉(zhuǎn)窯和四級預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯水泥廠進(jìn)行了屢次工業(yè)試驗(yàn)，將污泥從窯尾、窯頭、窯中參加進(jìn)行比較，共處理污泥500多t，生產(chǎn)水泥4000多t。城市污泥資源化利用方法熱解制油合成燃料制取氫氣制取沼氣污泥能源化技術(shù)城市污泥資源化利用方法在無氧或低于理論氧氣量的條件下，將污泥加熱到一定溫度（600~1000℃），利用溫度驅(qū)動污泥有機(jī)質(zhì)熱裂解和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使固體物質(zhì)分解為油、不凝性氣體和炭3種可燃物，部分產(chǎn)物作為前置干燥與熱解的能源，其余當(dāng)能源回收。污泥熱解制油技術(shù)0102污泥合成燃料技術(shù)在污泥中含大量有機(jī)物，熱值較高，將污泥按一定比例與煤粉和其它添加劑混合制成污泥型煤，既可以作為型煤的粘結(jié)劑，又可以充分利用污泥的熱值。城市污泥資源化利用方法產(chǎn)氫產(chǎn)酸是污泥厭氧消化過程中的一個中間階段，在污泥厭氧消化過程中，通過條件控制，從污泥中可獲取碳源和氫。將污泥添加到超臨界水氧化反應(yīng)器中，在650℃25MPa的條件下反應(yīng)，生成以H2和CO2為主的氣體。通過設(shè)在反應(yīng)器內(nèi)的H2分離器將生成的H2分離并輸出收集。污泥制取氫氣0304污泥制取沼氣污泥中含有大量的厭氧菌群，可以在無氧環(huán)境下將污泥進(jìn)行消化分解并最終生產(chǎn)沼氣，同時還可以殺死各種病原菌以及寄生蟲卵。我國北京市的高碑店污水處理廠等就是采用比較完善的污泥厭氧消化處理系統(tǒng)，產(chǎn)生的沼氣用于消化池?cái)嚢韬桶l(fā)電，實(shí)現(xiàn)了熱電聯(lián)供和資源的綜合利用城市污泥資源化利用方法轉(zhuǎn)化為吸附劑制備活性炭提取到聚羥基烷酸（PHA）污泥材料化技術(shù)合成多種復(fù)合多孔、優(yōu)質(zhì)的新型材料城市污泥資源化利用方法污泥經(jīng)過適當(dāng)處理，可以加工生產(chǎn)為多種復(fù)合材料。污泥熱解產(chǎn)生的衍生物具有吸附性，控制一定的熱解條件和經(jīng)過化學(xué)處理，可以把污泥轉(zhuǎn)化為有用的吸附劑。任愛玲等以天津市東郊污水處理廠污泥為研究對象探討了城市污泥制備活性炭的綜合利用新技術(shù)，并對其制備原理、影響因素、活性炭表征以及活性炭用于水處理等進(jìn)行了研究。活性污泥是富含微生物與有機(jī)物的聚集體，可以從活性污泥中提取到聚羥基烷酸（PHA），PHA是具有良好加工性能和廣泛應(yīng)用前景的新型熱塑材料。張召述等以污泥和改性后的廢塑料為基體材料，研發(fā)出聚合物復(fù)合材料及多孔材料。這種材料表現(xiàn)出混凝土的剛度和聚合物的韌性，具有木材的很多性能，是一種使污泥高附加值利用的有效方法。王慧萍等利用粉煤灰和污泥為原材料，生產(chǎn)出了堆積密度為800級、筒壓強(qiáng)度達(dá)到7．10MPa、吸水率為7％的高強(qiáng)優(yōu)質(zhì)輕集料。城市污泥資源化利用方法各類環(huán)保材料樹脂、纖維板作為碳源等營養(yǎng)源蛋白質(zhì)泡沫滅火器其他資源化途徑總結(jié)與展望城市污泥既是污染物又是一種資源，污泥的處理、處置與資源化利用相結(jié)合才是其最好的出路。污泥在利用前需穩(wěn)定或去除其中的有害物質(zhì)，或在資源化利用過程中到達(dá)消除污泥中有害物質(zhì)對環(huán)境的二次污染，才能最