城市污泥资源化利用资料.docVIP

城市污泥资源化利用 1.城市污泥概念和组成 城市污泥是指城市生活污水工业废水处理过程中产生的固体废弃物，污泥是包含水、泥沙、纤维、动植物残体及各种絮体、胶体、有机质、微生物、病菌、虫卵等的复杂多相体系。中国的污水处理厂多采用二级生化处理工艺污泥主要产自初沉、二沉及其他固液分离工序含水率高(98%)体积庞大有机质含量约为40～50%总氮含量4～5%磷(P2O5)含量1～5%钾(K2O)含量0.5～1%[2];对于生活污水和工业废水混排的场合污泥中还常含有激素类物质(E1、E2等)、毒性有机物(苯、氯酚等)、重金属(Cd、Cr等)以及各种无机盐[3]。研究表明:污泥污染物往往具有长期毒性和不可降解性若无序排放将成为危险的二次污染源通过大气、地下水、地表水和土壤等介质进入食物链造成严重的生态风险影响人类健康[4]。同时，由于污泥含有大量有机物、氮、磷等营养物质若经过适当处理可以作为优质的“二次资源”[5]。 污泥的不良环境效应要求在其排入环境前必须进行妥善处理，以降低其环境风险，因此传统污水厂在设计时均设置了污泥处理工艺。‘十一五’期间，我国城镇污水处理厂数量年均增长8%，截至2013年三季度末统计，已建设污水处理厂3501余座，城镇污水处理量已达到300多亿m3，并且在污水处理能力及效率增长的同时，污泥的产量迅速增加，产生的污泥量（按含水率80%）达3000万t左右。而‘十二五’期间以新增污水处理量运行负荷率为75%计算，污泥（含水率80%）年产量将以246万m3/年的速度递增，初步推算全国年干污泥产量为1200万t左右，湿污泥6000万t左右。 目前城镇污水处理厂的污泥总产量已达到2433万t/a，同时以年均12%.的速度增长。在地域分布上，污泥主要产于中东部地区。东部11个省（市）污泥产生量占全国污泥总量的64%，中部8省占全国总量的21%，西部12个省占全国污泥总量的15%。根据预测，2015年全国城镇污水处理厂污泥产生量将达到3560万t。 一般来讲，我国污泥处置的基建投资约占污水厂总投资的30%～50%，运行费约占污水厂总运行费的20%～50%[6]，而发达国家污泥处置的基建投资占污水厂总投资的50%～70%，因此从成本上分析，污泥已经成为直接影响污水厂正常运行的限制性因子[7]。传统卫生填埋和焚烧处置方法由于产生渗滤液/二嗯英/甲烷气、占地面积大以及工程建设投资高等问题已经不是污泥处置的主流技术[8，9];污泥海洋投弃威胁海洋生态系统和食物链，且未从根本上解决环境问题，上世纪末，国际上签署禁止排海公约，中国是该公约的缔约国[7]。而作为一种可再利用物质，目前资源化率不足10%，不仅没有从再利用角度弥补污水处理成本，反而造成了次生环境危害。降低污泥处理成本的有效手段之一是通过适当资源化处理使其获得附加经济效益，反补到污水处理总成本之中;而此过程的直接环境效益是避免了污泥二次污染。可以说，污泥资源化处理是未来污泥处理的主流发展方向。由于污泥资源化产品使用目的和场合不同，污泥有效利用的组分和形式也不同，因此污泥资源化处理在技术上具有多样性。 据了解，在我国污水处理厂建设过程中，长期以来存在“重水轻泥”的现象。目前城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化，但并未实现污泥的稳定化处理。据统计，虽然80%污水处理厂建有污泥的浓缩脱水设施，达到了一定程度的减量化，但约有80%的污泥未经稳定化处理，导致污泥中含有的恶臭物质、病原体、持久性有机物等污染物容易从污水转移到陆地，使污染物进一步扩散，也使已经建成投运的污水处理设施的环境减排效益大打折扣。 难题二：“上天”还是“入地”？污泥的最终归宿在哪儿？据悉，目前常用的污泥处置方式有填埋、焚烧、堆肥、建筑材料等。胡峻铭介绍，现在有31%的污泥采用土地填埋的方式处理；3.45%与垃圾混合填埋；还有约45%的污泥用来堆肥等土地利用领域，还有约3.45%的污泥进行焚烧处理。 3.污泥资源化分类 按照所获产品种类不同，可将污泥资源化技术分成:建材化技术，堆肥利用技术，能源化技术，材料化技术，污泥蛋白质利用技术。 3.1.污泥建材化技术 污泥建材化是污泥资源化技术的重要发展方向之一。污泥约含有机物70～80%，无机物(Al、Si、Fe、Ca)20%～30%，类似于常用建筑材料的原料成分，这为污泥建材化提供了可能和条件[13]。污泥建材化主要包括制造砖、水泥、陶粒、玻璃、生化纤维板等。 3.1.1污泥制砖 污泥砖在焙烧过程中病原菌可全部被杀灭， 重金属(As、Cd 、Cr 、Cu 、Pb 等)被固结， 实现无害化。污泥制砖的前提是其成分与传统制砖原料粘土具有相似性， 研究表明 :生活污泥燃烧产物和粘土的化学成分基本接近 ，在适当调整以及混入适量添加剂后，完全可以制备建筑用砖[ 14-16]。西方国家