隨著城(cheng)市(shi)的(de)(de)(de)快速發(fa)展,污(wu)水(shui)量(liang)不斷增加(jia),污(wu)水(shui)廠提標改造進度持(chi)續(xu)加(jia)快,導致污(wu)泥(ni)產(chan)量(liang)大大增加(jia),污(wu)泥(ni)處(chu)(chu)置(zhi)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)問題必(bi)須引起重視(shi)。本文探討了歐洲和日本的(de)(de)(de)污(wu)泥(ni)處(chu)(chu)理處(chu)(chu)置(zhi)方(fang)法,分析了我國(guo)污(wu)泥(ni)處(chu)(chu)理處(chu)(chu)置(zhi)的(de)(de)(de)現(xian)狀和問題,并(bing)結合(he)國(guo)外(wai)經驗,提出(chu)了未來(lai)的(de)(de)(de)發(fa)展趨勢(shi)。 0 前言(yan) 污(wu)水(shui)廠的(de)建設運行(xing)伴隨著大量(liang)(liang)剩余(yu)污(wu)泥(ni)(ni)的(de)產生(sheng),污(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)通常(chang)含有人類致病菌(jun)、重金(jin)屬等有害物質,將(jiang)對環境(jing)造成二次污(wu)染(ran)并威(wei)脅人類健康。2016 年底,全國(guo)處(chu)理(li)污(wu)水(shui)量(liang)(liang)達(da)到(dao) 1.5 億(yi) m3/d,污(wu)泥(ni)(ni)產生(sheng)量(liang)(liang)以含水(shui)率 80%計,總(zong)量(liang)(liang)近 3000 萬噸,隨著水(shui)量(liang)(liang)增加和污(wu)水(shui)廠提標改(gai)造,預計 2020 年我國(guo)的(de)污(wu)泥(ni)(ni)產量(liang)(liang)將(jiang)突破 6000 萬噸(含水(shui)率 80%)。因(yin)此必須采用(yong)對環境(jing)安全的(de)方式(shi)進(jin)行(xing)污(wu)泥(ni)(ni)的(de)處(chu)理(li)處(chu)置。 1 國外污泥處(chu)理處(chu)置 目前日本的污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處理方法一般有濃縮、脫水、厭氧(yang)消化、堆(dui)肥(fei)、焚(fen)燒和熔融等。焚(fen)燒指(zhi)在 800—900℃的高溫下燃燒污(wu)(wu)泥(ni)(ni)。污(wu)(wu)泥(ni)(ni)焚(fen)燒技術實現了污(wu)(wu)泥(ni)(ni)最(zui)大程度的減量化,但弊端主(zhu)要(yao)有兩點,一是焚(fen)燒過程中會產生二惡英,呋喃和重金屬等害(hai)物(wu)質;二是能(neng)耗較(jiao)高,投資運行成本高。 但是(shi)為了(le)有效(xiao)減輕填埋場的(de)壓力,干(gan)化焚燒(shao)是(shi)日本最(zui)普遍的(de)污泥(ni)處理方(fang)式。熔(rong)融則是(shi)在(zai) 1300—1800℃下(xia)燃燒(shao)污泥(ni)。相比而(er)言,熔(rong)融的(de)優(you)勢在(zai)于以下(xia)幾點:1)由于在(zai)高溫下(xia)結晶,因此 產生較少的(de)二惡英;2)爐(lu)渣可循環(huan)利用;3)大量減少了(le)干(gan)物(wu)質(zhi)體積。但是(shi)由于熔(rong)融法建(jian)設運行費用較高,近(jin)年來(lai)主要應用于工業廢棄(qi)物(wu)含(han)量較高的(de)污泥(ni)。 焚燒是日本(ben)最主要的(de)污泥(ni)處理方式。 日(ri)本的(de)污(wu)泥處置方式有填(tian)(tian)埋、農(nong)田和綠(lv)化利用、焚(fen)燒(shao)后的(de)灰渣生(sheng)產水泥或制(zhi)造(zao)其他(ta)建筑材料如混凝土骨材、道路基材等。其中填(tian)(tian)埋所占(zhan)的(de)比重逐年下降,絕(jue)大多(duo)數作(zuo)為建材利用,其次為土地利用等。從(cong)日(ri)本的(de)經濟實力、技術水平和空(kong)間資源的(de)限制(zhi)性來看,焚(fen)燒(shao)處理后灰渣處置的(de)技術路線是合適的(de)。而水泥窯內溫度超(chao)過 1000℃,加之(zhi)窯內的(de)堿性環境,可以有效(xiao)抑制(zhi)表面二惡英的(de)產生(sheng),因此日(ri)本政府鼓勵(li)污(wu)泥和焚(fen)燒(shao)灰渣進入水泥廠系(xi)統焚(fen)燒(shao)。 歐洲(zhou)(zhou)污泥(ni)(ni)處(chu)理(li)方法有厭(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)、好氧(yang)(yang)消化(hua)、脫水、干化(hua)等(deng)。目(mu)前(qian)德國(guo)基本實(shi)現污泥(ni)(ni)全(quan)部(bu)經厭(yan)氧(yang)(yang)消化(hua)處(chu)理(li),不但(dan)降低了近一半的(de)污泥(ni)(ni)體(ti)積(ji),使污泥(ni)(ni)達到穩定化(hua),消除惡臭并可產生(sheng)沼氣(qi)作為(wei)能源(yuan)循環(huan)利(li)用(yong)(yong)(yong)。大多數的(de)歐洲(zhou)(zhou)污水處(chu)理(li)廠采用(yong)(yong)(yong)機械脫水的(de)方式(shi),最常用(yong)(yong)(yong)的(de)依次為(wei)離心脫水,帶式(shi)壓濾(lv)和板框壓濾(lv)。污泥(ni)(ni)干化(hua)場的(de)數量已從 1995 年的(de) 110 座增長到1999 年的(de) 370 座,到 2009 年已有 450 座 [4]。從歐洲(zhou)(zhou)目(mu)前(qian)的(de)污泥(ni)(ni)處(chu)置(zhi)方式(shi)及未來(lai)的(de)預測(ce)來(lai)看,填埋所占的(de)比重將(jiang)繼(ji)續下降,而(er)焚燒后(hou)資(zi)源(yuan)利(li)用(yong)(yong)(yong)則呈現上升趨勢(shi)。土地利(li)用(yong)(yong)(yong)(直接利(li)用(yong)(yong)(yong)或(huo)堆肥后(hou)利(li)用(yong)(yong)(yong))及焚燒后(hou)資(zi)源(yuan)利(li)用(yong)(yong)(yong)將(jiang)是未來(lai)兩種(zhong)主(zhu)要的(de)處(chu)置(zhi)方式(shi)。 2 我國污泥處理處置 2.1 我國(guo)的污泥處(chu)理方(fang)式(shi) 我國目前(qian)主要的污泥處理(li)方式(shi)包括濃縮、調(diao)理(li)、脫水(shui)、穩定(ding)、干化等。尤(you)其以濃縮、調(diao)理(li)和脫水(shui)為主,干化率(lv)很(hen)低。 濃(nong)縮,主要(yao)(yao)有(you)(you)重力(li)濃(nong)縮、浮選濃(nong)縮和機械濃(nong)縮等(deng)。濃(nong)縮后污泥(ni)的含水(shui)率通常在 95% 左右(you),還(huan)需(xu)要(yao)(yao)進一(yi)步(bu)脫(tuo)(tuo)水(shui)。為了提(ti)高(gao)污泥(ni)的脫(tuo)(tuo)水(shui)性(xing)能,需(xu)要(yao)(yao)添加化學藥劑進行調理,最(zui)常用(yong)的有(you)(you)無機絮凝劑或有(you)(you)機聚合物(wu)電解質,如聚丙(bing)烯酰(xian)胺、鋁(lv)鹽、亞鐵鹽和石(shi)灰等(deng)。大(da)中(zhong)型污水(shui)廠(chang)多采用(yong)帶式(shi)應用(yong)技術脫(tuo)(tuo)水(shui),隨著中(zhong)國(guo)(guo)對(dui)脫(tuo)(tuo)水(shui)污泥(ni)含水(shui)率的要(yao)(yao)求越來越嚴,板框脫(tuo)(tuo)水(shui)及新型高(gao)干(gan)度污泥(ni)脫(tuo)(tuo)水(shui)的比例逐年(nian)上(shang)升。目前,我國(guo)(guo)污泥(ni)穩定化程(cheng)度還(huan)處(chu)在較低水(shui)平,到(dao) 2010 年(nian)全國(guo)(guo)正(zheng)常運行的厭氧(yang)消(xiao)化設(she)施僅有(you)(you)不(bu)到(dao) 20 座。 2.2 我(wo)國的污(wu)泥處置方式 污泥(ni)(ni)處(chu)置是指污泥(ni)(ni)經處(chu)理后的(de)(de)最終去(qu)向(xiang)。中國目前主(zhu)要的(de)(de)污泥(ni)(ni)處(chu)置方法有衛(wei)生填埋、土(tu)地利用(yong)、焚燒后建(jian)材利用(yong)等,其(qi)中衛(wei)生填埋是最常用(yong)的(de)(de)方式,有關標準越(yue)來(lai)越(yue)嚴格,比如(ru)要求進填埋場(chang)的(de)(de)污泥(ni)(ni)含水率不能超過 60%。 土(tu)(tu)(tu)(tu)地利(li)(li)用(yong)的(de)(de)(de)定義較為寬泛,包括園(yuan)林綠(lv)化(hua)、土(tu)(tu)(tu)(tu)壤改良修復使用(yong)、農業利(li)(li)用(yong)等。目(mu)前我(wo)國有關(guan)污(wu)泥土(tu)(tu)(tu)(tu)地利(li)(li)用(yong)的(de)(de)(de)政策(ce)法規還(huan)不(bu)(bu)夠完善,真正意義上的(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)(tu)地利(li)(li)用(yong)比例很低。然而隨著我(wo)國耕地土(tu)(tu)(tu)(tu)壤有機質的(de)(de)(de)不(bu)(bu)斷下(xia)降,怎樣將處理后(hou)的(de)(de)(de)污(wu)泥作為有機土(tu)(tu)(tu)(tu)回歸土(tu)(tu)(tu)(tu)地,是需要繼(ji)續探索的(de)(de)(de)一個課題。 污泥(ni)焚(fen)燒的方(fang)式包(bao)括利(li)用(yong)(yong)(yong)現(xian)有垃圾焚(fen)燒爐焚(fen)燒,利(li)用(yong)(yong)(yong)工(gong)業用(yong)(yong)(yong)爐焚(fen)燒,利(li)用(yong)(yong)(yong)火力(li)發電廠焚(fen)燒爐焚(fen)燒,利(li)用(yong)(yong)(yong)水(shui)泥(ni)窯摻燒和單獨(du)焚(fen)燒等。其優點主要有較(jiao)大程度地實現(xian)污泥(ni)減量化、安全(quan)穩定化和無害化。在水(shui)泥(ni)窯焚(fen)燒的產物(wu)可以直(zhi)接以水(shui)泥(ni)的形式被利(li)用(yong)(yong)(yong),而以其他方(fang)式焚(fen)燒產生的灰渣可作為建材的補充(chong)。 2.3 我國(guo)的(de)污(wu)泥處理處置路線 由(you)于我國的農(nong)業準入許(xu)可十分嚴格,且周邊輔(fu)料(liao)供應存在不穩定性,脫水(shui)(shui)污(wu)泥作(zuo)為(wei)農(nong)用的可能性不大,土地(di)利用主要考慮園林綠(lv)化(hua)利用等方(fang)式,還需注重產銷平(ping)衡等問題(ti)。衛(wei)生填(tian)埋(mai)的方(fang)式不可持續,不受政策鼓勵,目前填(tian)埋(mai)廠對(dui)(dui)污(wu)泥進場的要求也(ye)越來越高,我國土地(di)資(zi)源(yuan)的嚴重緊缺(que)也(ye)限制了(le)其未(wei)來的發展。污(wu)泥焚燒后(hou)建材利用如灰渣制磚、制水(shui)(shui)泥等實(shi)現了(le)污(wu)泥處置的資(zi)源(yuan)化(hua),是(shi)一(yi)種相對(dui)(dui)安(an)全穩定的出路。 目前,上(shang)海市(shi)(shi)(shi)的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)理處(chu)置路線以深(shen)度(du)脫水(shui)(shui)后衛(wei)生填(tian)埋(mai)(mai)為(wei)主。截止到 2016 年(nian)底,全(quan)(quan)市(shi)(shi)(shi)日(ri)(ri)均處(chu)理污(wu)水(shui)(shui)量達 712.22 萬 m3,污(wu)泥(ni)(ni)(ni)產量為(wei) 856.3噸干(gan)泥(ni)(ni)(ni) / 日(ri)(ri),其中約(yue)(yue)(yue)有(you) 65.7% 衛(wei)生填(tian)埋(mai)(mai),焚(fen)燒(shao)(shao)僅占約(yue)(yue)(yue) 15.8%(包括(kuo)單獨焚(fen)燒(shao)(shao)和混燒(shao)(shao)等)絕大部分灰渣也進入到填(tian)埋(mai)(mai)場填(tian)埋(mai)(mai),建材和土地(di)利用比例(li)很低,僅有(you)約(yue)(yue)(yue) 8%。到 2040 年(nian),全(quan)(quan)市(shi)(shi)(shi)規(gui)劃污(wu)水(shui)(shui)量約(yue)(yue)(yue)為(wei) 1075-1150 萬 m3/d,考慮到污(wu)水(shui)(shui)廠出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質標準的(de)(de)提升及設備維修護檢修,預測 2040 年(nian)全(quan)(quan)市(shi)(shi)(shi)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)產量約(yue)(yue)(yue)為(wei) 2200 噸干(gan)泥(ni)(ni)(ni) / 日(ri)(ri)。上(shang)海市(shi)(shi)(shi)土地(di)資源緊缺,填(tian)埋(mai)(mai)廠的(de)(de)建造空間(jian)極為(wei)有(you)限,長期將衛(wei)生填(tian)埋(mai)(mai)作為(wei)主要(yao)的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)置方式是(shi)不(bu)科(ke)學也不(bu)現實的(de)(de)。而作為(wei)人口密度(du)高,經(jing)濟(ji)較為(wei)發達的(de)(de)城市(shi)(shi)(shi),上(shang)海與日(ri)(ri)本的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)理處(chu)置條件十分類似(si),因此適(shi)用的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)處(chu)理處(chu)置路線為(wei)干(gan)化(hua)焚(fen)燒(shao)(shao)后建材利用為(wei)主,好氧發酵(jiao)后土地(di)利用為(wei)輔,深(shen)度(du)脫水(shui)(shui)后衛(wei)生填(tian)埋(mai)(mai)將作為(wei)應急保底。這樣(yang)的(de)(de)處(chu)置路線與日(ri)(ri)本、歐洲等發達國(guo)家是(shi)相吻合的(de)(de)。 3 結論 從(cong)日本和歐洲等發(fa)(fa)達國(guo)家的(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)理處(chu)(chu)置(zhi)情況來看,污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)資(zi)(zi)源(yuan)化(hua)利(li)用是(shi)(shi)未(wei)來的(de)(de)(de)重點(dian)和發(fa)(fa)展(zhan)趨勢。尤(you)其(qi)是(shi)(shi)在(zai)上海、北京等人口密集(ji)的(de)(de)(de)大型城(cheng)市,衛生填埋已無法滿(man)(man)足(zu)可持續發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)要求,應(ying)積極吸(xi)取好的(de)(de)(de)經驗,結合(he)實際情況,實現污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)資(zi)(zi)源(yuan)化(hua)利(li)用,而非(fei)僅(jin)僅(jin)做(zuo)到污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)減量。與此同時,應(ying)明確污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)置(zhi)方式,而污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)理方案(an)必須滿(man)(man)足(zu)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)置(zhi)的(de)(de)(de)要求。目前,我國(guo)許多污(wu)(wu)水(shui)廠在(zai)建設(she)(she)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)(chu)理設(she)(she)施時并未(wei)考(kao)慮完善日后(hou)的(de)(de)(de)處(chu)(chu)置(zhi)路線(xian),造成處(chu)(chu)理后(hou)的(de)(de)(de)產(chan)物無處(chu)(chu)可去或(huo)無法得到有效利(li)用。在(zai)今后(hou)的(de)(de)(de)規(gui)劃(hua)建設(she)(she)中,應(ying)在(zai)充分考(kao)慮處(chu)(chu)置(zhi)路線(xian)的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)上選擇處(chu)(chu)理工藝,最終實現污(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)減量化(hua)、無害化(hua)、穩定化(hua)和資(zi)(zi)源(yuan)化(hua)。 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