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污泥能源化的前景探讨-医院地埋式污水处理设备报价
浏览: 发布日期:2018-03-17

摘要:着重探讨了污泥资源化利用中的能源化技术。综述了国内外目前对污泥能量利用的现状及研究进展。分析了各类能源化技术自身的特点,并比较了其优势与不足。最后,提出了适合我国污泥能源化的技术方法。
关键词:污泥;资源化;能源
污水处理过程中产生的沉淀物质以及从污水表面漂出的浮沫中所得的残渣称为污泥(Sewage sludge),属于一种固体废弃物。目前,我国每年排放干污泥约为5×106t[1],且在不断增加。污泥成分极其复杂,其中虽然含有大量氮、磷等多种大量元素、微量元素和有机质等可利用成分,但也含有有毒、有害、难降解的有机物、病原菌、寄生虫(卵)及重金属等[2]。污泥的主要特性是含水率高(可高达99%以上),有机物含量高,容易腐化发臭,并且颗粒较细,比重较小,呈胶体液状,如果处置不当将会对生态环境和人类造成很大的危害。因此,如何合理处置污泥越来越受到各国的广泛关注。为此,笔者探讨了污泥能源化的前景。
1污泥处置方法的选择
关于处理后污泥的处置,通常有2种观点。一种观点认为对经过处理后的污泥进行填埋、投海、焚烧、堆肥、热解、制建材等均可视为“处置”;另一种观点认为只有填埋或海排才是真正意义上的“处置”,其他如堆肥农用、焚烧、热解及制建材等可被认为是污泥的资源化利用[2]。但不管哪种观点更为正确,因该文重点讨论污泥资源化中能量的利用,故将当前国内外污泥的3种主要处置方法(卫生填埋,污泥焚烧,污泥投海)[3]与资源化利用进行简要比较。
1.1卫生填埋
该方法操作简单,投资费用较小,处理费用较低,适应性强,但是其侵占土地严重,而且如果防渗技术不够,将导致潜在的土壤污染和地下水污染[4]。随着污泥量的日益增加,其产生的问题也更加突出,易造成二次污染,加重渗滤液收集处理系统和市政污水处理系统的负荷,另外,大量污泥直接堆积使得填埋作业面形成沼泽[5]。
1.2污泥焚烧
污泥中含有一定量的有机成分,经脱水干燥的污泥可用焚烧加以处理,从而使有机物全部碳化,杀死病原体,最大限度地减少污泥体积。该方法的缺点在于处理设施投资大,处理费用较高。另外,有机物焚烧也会产生有毒物质[6]。
1.3污泥投海
该方法是一种操作简单的处理方法。但是,随着生态环境意识的不断加强,人们也越来越多地关注污泥投海对海洋生态环境可能造成的影响。美国于1988年已禁止污泥海洋倾倒,并于1991年全面加以禁止。日本对污泥的海洋投弃作了严格的规定。中国政府规定:1994年2月20日起不再在海上处置工业废物和污水污泥[7]。
1.4污泥的资源化利用
该方法可以解决污泥处置中的难题,避免城市生态环境的污染,节约处置费用,变废为宝,使之具有良好的生态效益、环境效益、经济效益和社会效益,是城市实现可持续发展以及实现循环经济的必然要求。因此,从经济发展、资源开发利用、城市生态环境保护等方面来考虑,城市污泥处置的理想出路应该是资源化利用[8]。
2污泥的能源化
污泥资源化利用的方法较多,如污泥农用,污泥园林化利用,污泥堆肥利用,污泥生产建材制品,污泥能源化等。该文重点讨论污泥的能量利用,首先分析国内外污泥能源化的现状,通过国内外目前所研究的一些新技术及研究开展状况,探讨其在国内污泥能量利用中的应用前景。
2.1国内外污泥能量利用现状
2.1.1国外。国外发达国家的污泥能源化技术发展相对比较成熟,也是从污泥的处理技术中逐渐探索形成的。目前较成型的技术有:①污泥发酵产沼气发电;②污泥燃烧发电;③污泥热解与制油技术;④还处在研究试验阶段的污泥制氢技术[9]。
2.1.2国内。我国在城市污泥处理、处置及资源化方面的技术才刚刚起步,目前仍然采用以土地利用为主,其他利用方式为辅的资源化方式,形式比较单一而且利用率也不高,与国外先进国家相比尚有较大差距[10]。目前,我国正面临着巨大的能源与环境压力,矿物能源和资源日益耗尽,开发并生产各种可再生能源,替代煤炭、石油和天然气等化石燃料是今后解决能源紧缺的一种有效途径。因此,我国也逐渐开始重视对能量的回收利用,特别是污泥中含有大量的有机质,为其能源利用提供了必要的物质基础。虽然国内污泥能源化技术还没有完全成型,与国外相比也还没有广泛的实际应用,但是国外所研究的一些回收污泥中能量的前沿技术,国内同样也在开展试验,旨在为日后的工程实践提供指导。
2.2污泥发酵产沼气发电技术
2.2.1传统产沼气发电技术。共分为2个阶段:第1步将污泥厌氧消化,即污泥在厌氧条件下,由兼性菌和专性厌氧菌(甲烷菌)降解有机物,分解最终产物为二氧化碳和甲烷;第2步是燃烧甲烷气使发动机转动,将消化气的能量转变为轴动力,然后用发电机使之转化为电能。

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