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中国污泥堆肥产业发展模式的探讨-污水处理厂污泥减量化技术-
浏览: 发布日期:2018-03-15

摘要:本文介绍了我国污泥堆肥产业现状、技术发展方向、相关标准规范;比较了污泥堆肥项目的建设运营与污水处理的不同之处;通过唐山西郊项目的成功运行,说明污泥堆肥项目在运作良好的情况下完全可以实现运营平衡,结合资源化处置的污染治理项目也有可能实现效益产出。
关键词:污泥堆肥;污水处理;建设运营
1我国污泥堆肥产业现状
随着国内污水处理行业的不断发展,污水处理规模不断扩大,污泥产量逐年增加。截至2006年,我国共有城市污水处理厂939座,日处理污水能力6370万吨,照此推算,每天产生含水率80%左右的市政污泥约4万多吨。由于脱水污泥含水率和有机物含量较高,如果不进行处理,就会造成严重二次污染。目前较为有效的污泥无害化处置技术主要有填埋、焚烧和堆肥,其中堆肥技术投资和运行费用相对较低,占地适中,能实现一定资源化目的,是适合我国国情的一种污泥处置方式。
我国从“八五”时期就开始着手开展污泥工业化堆肥技术研究,“九五”期间机械科学研究总院环保所、北京环科院等单位完成了唐山、秦皇岛和北京密云3项污水处理厂污泥堆肥示范工程,但目前保持正常运行的仅有唐山西郊污水处理厂污泥堆肥项目。国内虽然陆续建设了北京大兴、太原、烟台、洛阳等市政污泥堆肥工程,以及天津石化、山东晨鸣纸业等工业污泥堆肥项目,但目前正常运行的总数加起来不足20座,处置规模10~300t/d不等,但运行项目存在技术水平参差不齐、处理标准各异、产出物料用途不明确等问题,以及重金属、臭气排放等制约因素,严重影响了污泥堆肥产业的发展。
另外,经济因素也是制约污泥堆肥产业发展的瓶颈。国内污水处理厂污泥处理处置费用(包括污泥浓缩脱水)约占工程投资和运行费用的24%~45%,而美国及欧洲等发达国家的污泥处理投资已占污水处理厂总投资的50%~70%。由于污水处理厂污泥处理处置高昂的投资及运行费用,使得国内大部分污水处理厂未对污泥进行稳定处理或处理工艺的配套设施不完善,部分建有完善污泥处理设施的污水处理厂也因其运行费用较高而难以正常运行。
2污泥堆肥技术的发展方向
2.1污泥堆肥技术
目前污泥堆肥技术主要包括动态堆肥、静态堆肥和反应器堆肥三类,我国采用的主要是动态仓式堆肥工艺和动态条垛式堆肥工艺。
动态仓式堆肥技术以机科SACT堆肥工艺为代表,主要依靠机械系统实现物料自动进仓、翻倒、曝气,具有自动化程度高、安全可靠、出料质量高等特点,但系统较为复杂,设计水平要求较高,并且目前使用的设备处理量较小、处理效率较低。
动态条垛式堆肥技术以BACKHUS堆肥工艺为代表,主要依靠高效能的翻堆设备,高速、大量、连续对发酵物料进行翻倒充氧,具有系统简单、高效、处理量大的特点,但系统及物料占地面积较大,配套的除臭系统庞大、并且由于需要人工操作工程车辆进出仓和翻堆设备翻倒充氧,存在较大的人员安全隐患,需要增加防护装置。
随着污泥处置规模的不断扩大,要求的不断提高,未来污泥堆肥工艺技术的发展方向应着力于以下几点:
(1)处理高效化,适应大处理量需求,减少占地面积;
(2)系统模块化,适应不断增长的处理量需求,设计考虑远期规划;
(3)流程自动化,结合物料特征,开发包括自动出仓系统在内的专用半干物料输送系统;
(4)操作无人化,通过在线传感器控制现场设备,与污泥和外溢气体接触部位应实现无人操作。
2.2污泥堆肥的二次污染问题
污泥堆肥应用目前所面临的主要问题是二次污染问题,集中在重金属和臭气排放两个方面,这也是污泥堆肥应用推广的主要限制因素。
尽管污泥好氧发酵过程存在一定的重金属生物钝化作用,但作用效果不稳定,且效率较低。目前对于污泥重金属含量的监测是控制重金属流向的有效手段,重金属超标的污泥所生产的物料可用于填埋场覆盖土,重金属不超标的污泥所生产的物料可根据实际情况用于农业、林果业或园林绿化;未来开发多功能快速检测仪器是该领域技术的发展趋势。
污泥堆肥臭气的排放不仅污染环境,而且还威胁到作业人员的身体健康。目前中型以上堆肥项目无法做到系统全封闭,尤其是好氧发酵物料进出仓的自动化、无人化是整个系统全封闭的关键点和难点(国外也没有解决此类问题,尤其是出仓问题)。国内的科研单位和企业正在努力攻关,已开发出污泥专用的布料设备,在不久的将来,将最终实现污泥堆肥过程的全流程无人化、自动化,彻底解决臭气对操作人员和周围环境的威胁。
3污泥堆肥相关标准规范
相对于国外污泥处置标准,我国至今还没有一个较为健全科学的污水污泥处置标准体系,难以指导污泥处置工作的开展和污泥处置的工程实践,严重影响污泥的最终处置,污水处理厂污泥无序外运,随意丢弃的现象屡有发生。农用污泥堆肥参照执行《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84),《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的主要相关指标也是基于该标准制定的;而GB4284-84为1984年制订颁布的,距今已有二十多年,部分重金属指标甚至严于欧美等发达国家水平,与我国目前的实际情况存在较大出入,也极大地限制了污泥堆肥技术的推广。

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