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学术之窗  
佳木斯市城镇污泥利用的可行性分析
点击次数:2436 更新时间:2013-12-5 9:36:02

牟学军,李健,李永亮(佳木斯市环境保护监测站 佳木斯 黑龙江 154004

摘要:污泥是一种资源,本文从污泥的资源化方面论述佳木斯市污泥利用的可行性。土地利用、焚烧、建材等方面对污泥资源化利用的影响,并对利用的安全性进行了分析,提出了利用过程中应该注意的事项。

关键词:污泥、利用、资源化、可行性

The Jiamusi City urban sludge utilization of feasibility analysis

Mu Xuejun ,Li Jian,Li Yongliang(Jiamusi Environmental Monitoring Station,Heilongjiang Jiamusi154003)

Abstract: Sludge is a resource, this paper discusses the feasibility of Jiamusi City sludge utilization from the resources of the sludge. Land use, incineration, building materials and other aspects of the impact of the Sludge resource utilization, on the use of security analysis, the proposed use of the process should pay attention to.

Keywords: Sludge, Utilization of resources, Feasibility

污泥是指处理废水时利用化学法、物理法、物理化学法和生化法等产生的沉淀物、颗粒物和漂浮物。其成分复杂,处理困难。按照来源可以分为工业污泥和城镇污水污泥。佳木斯市污泥主要为城镇污水污泥。污泥的最终处理方法有卫生填埋、综合利用和焚烧等。由于污泥中含有重金属和致病菌等,并可以通过食物链传递和积累,影响污泥的综合利用。

2011年,佳木斯市城镇污水处理厂产生污泥15839.72吨,其中佳木斯龙江环保水务有限公司产生量为11121吨,全部临时贮存。实现污泥的减量化、资源化和无害化,是污泥利用的最终途径。

1城镇污泥的组成

城镇污泥主要是在沉淀、厌氧消化等过程中产生,主要由有机残片、细菌菌体、无机颗粒和胶体等,成分及其复杂。乔显亮等[1]研究发现,由于污泥来与和处理过程不同,但其pH都在6.4-7.7之间;有机质、氮、磷、钾的含量有所差异,但污泥平均富含有机质355g/kg,高氮24.9 g/kg,磷27.7 g/kg,低钾14.0 g/kg,其养分含量高于一般的家畜粪便,矿化度也高于农家肥[2],经适当处理后,是一种优质的农用肥料。

污泥中也含有重金属,主要来源于工业废水的汇入,其主要为铜、铬、镉、铅、汞等对环境影响较重的重金属,总体数值相对较低,远低于美国、加拿大、欧盟等农用标准中的限值。但由于其具有富集性和传递性,对城镇污水污泥的综合利用有重要的影响。

2城镇污泥的危害

污泥中有许多污染物,污染物有害健康。但污泥中污染物的类型、浓度、致病机理、污染途径、对人类健康和自然环境的损害如何,目前尚不为大众所知。污泥危害更隐蔽、直接、且难治理消除。污水中的污染物绝大部分被浓缩在污泥中大量病原菌、寄生虫(卵)以及铬、汞等重金属和多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质。

污泥常常被大规模弃置在河湖、堤岸、沟壑、田地中。高含水率的特点,使得污泥中的污染物可能被雨水冲入水体,通过土壤污染地下水,散发的气味和挥发性有机物会污染周边空气,同时还会造成局部土壤的污染物浓度提高。从这个角度看,较之垃圾,污泥对环境所产生的危害看似更为隐蔽,实则更直接、更难治理消除。

3、污泥的综合利用

3.1焚烧发电

城镇污泥中有机物含量较高,其中活性污泥有机质含量可达60%-70%[3],经能量置换后,6t污泥含有的能量相当于1t煤炭,因此可利用污泥燃烧发电。主要有以下几种方式:一种是利用污泥厌氧发酵发酵产生沼气,燃烧沼气发电;一种是将污泥与煤炭、生活垃圾、农林固体废弃物混合后,燃烧发电;另一种是将污泥进行脱水压缩\干燥,在沸腾炉里燃烧产生蒸汽发电。陈红英等[4]将污泥作为粘结剂,生产型煤,降低灰渣中剩余的碳,使之充分燃烧。目前,科研人员正研究在脱水污泥中加入引燃剂、催化剂和固硫剂,提高燃烧效率。可用于工业生产和社会生活,实现污泥的合理利用和减量化、资源化。

3.2建筑材料

2012年,佳木斯市粘土制砖企业将关闭,大量的市场需求使得城镇污泥制砖成为可能。目前城镇污泥制砖主要有两种途径:一种是利用污泥焚烧后的灰渣制砖,一种是利用经压缩脱水后的干化污泥直接制砖。由于干化污泥成分不确定,在制砖时应对污泥的成分进行调整[5]。目前,重庆等地已将水泥生产与污泥处理联合起来,利用水泥窑处理污泥。利用含有的有机质做为辅助燃料,降低水泥生产中所需要的燃料量。由于水泥烧成温度较高,使污泥中的致病菌、重金属得到消灭和固化。污泥燃烧过程中产生的二恶英由于较高的燃烧温度和较长的停留时间也被彻底分解。即解决了污泥处理的难题也节省了生产成本。

3.3生产吸附剂

将污泥高温裂解或者添加化学试剂,使之再活化,将城镇污泥转化成良好的吸附剂。经研究,火化后的污泥对重金属有较好的吸附性,其优先顺序为Hg()>Pb()> Cu()>Cr()[6]Robert Pietrzak[7]研究发,高温裂解后的污泥对二氧化氮具有固定作用,生成响应的盐类,减少二氧化氮的排放。

3.4生态景观与农业

城市污泥中含有丰富的有机质,适宜作物生长的氮、磷、钾等植物所必须的元素,可以利用污泥进行堆肥。黎青慧等[8]研究发现,单施用污泥可以使玉米增产10.58%,白菜增产8.76%,污泥与化肥配合使用,玉米、白菜增产率分别达到21.74%21.55%,与施用化肥肥效相当,且重金属含量均在安全范围之内,符合农产品品质要求。

城市景观也可将堆肥后的污泥作为肥料使用,按照每亩使用1吨计算,佳木斯市2010年共有绿化面积2 705.34hm2,如使用污泥肥料,则可消耗污泥肥料40580.1吨,佳木斯市城镇污泥则可全部消耗。

但由于污泥中含有较高的水分、病原菌、重金属及部分pops,且在食物链中可以富集,使用前应对其进行鉴定,判断其是否在容许范围内,可以应用于农业生产。在使用中,应遵循先景观后农业的方针。

3.5其它

将污泥中的蛋白质用作饲料,或从中提取维生素B12、维生素A、维生素B1等化学药物,利用污泥提取重金属。使用污泥经过干馏生产油、气等产品,工业前景好,能量利用高,是未来污泥利用的重点研究方向。

4结束语

目前,佳木斯市城镇污水污泥产生量较大,全部采用填埋和临时贮存的方式进行处理,占用大量的土地,且污染环境。由于人们对污泥利用的认识还不够,许多实际问题需要解决。佳木斯市农业基础较好,土地面积较大。应对佳木斯市城镇污水污泥进行鉴定和分类,利用堆肥技术对污泥进行处理,作为肥料应用于农业生产。同时应该大力发展城镇污泥应用于建材工业的研究。佳木斯市拥有中国建材北方水泥有限公司、松江水泥有限公司6条水泥熟料生产线,将城镇污水污泥应用于水泥熟料生产,即可提高污泥的利用率,又可节约煤炭,降低资源的消耗率,使其减量化、资源化。

参考文献

 [1]乔显亮,骆永明.我国部分城市污泥化学组成及其农用标准初探[J].土壤,2001,(04):205- 209.

[2]周立群,胡霭堂,胡忠明.厌氧消化污泥化学组成及其环境化学性质[J].植物营养与肥料学报,1997.3(2):176-181.

[3]刘亮,张翠珍污泥燃烧热解特性及其焚烧技术[M]:长沙,中南大学出版社,2006.

[4]陈红英,王红涛.城市污水处理厂污泥的资源化利用研究[J].浙江工业大学学报.2007,35(3):337-340.

[5][6]张培玉,刘晗.城市污水处理厂污泥的综合利用与资源化[J].环境科学与技术,2009.32(12):109-112,128.

[7] Robert Pietrzak,Teresa J Bandosz.Interactions of NO2 with sewage studge based composite adsorbents[J].Journal of Hazandous Materials,2008,154(1-3):946-953.

[8] 黎青慧,徐文华等.城市污泥农业利用研究[J].陕西农业科学,200111:24-26.

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