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【關(guān)鍵詞】污泥處理;污泥處置;無害化;發(fā)展趨勢
1 前言
隨著我國污水處理廠數(shù)量和規(guī)模的日益增大,使得污泥處理處置的形勢十分嚴(yán)峻,當(dāng)前用于污泥處理處置的技術(shù)較多,如何根據(jù)污水處理廠自身的情況科學(xué)、合理的選擇,并致力于開發(fā)出處置高效、成本較低的污泥處置技術(shù),是我國污水處理行業(yè)需要研究的重點(diǎn)問題。
2 污泥處理處置的重要性
隨著工業(yè)的飛速發(fā)展以及城市人口的不斷增加,使得城市污水的排放量空前增加,在這樣的背景下污水處理廠的發(fā)展正方興未艾,目前在我國城市污水處理廠的數(shù)量已經(jīng)突破2000座,年污水處理量比十五期間增加了一倍以上,在污水處理工藝運(yùn)行過程中,工藝產(chǎn)生的污泥一部分回流作為生物反應(yīng)的反應(yīng)物,而剩余的污泥要排出到系統(tǒng)之外,這些剩余污泥的量是驚人的,其含水率較高、體積龐大、易腐爛、氣味惡臭且含有大量的重金屬、病菌等有毒有害物質(zhì),因此如果不經(jīng)過科學(xué)的處理處置就直接排放到外界環(huán)境中就會(huì)對地面水體、土壤、地下水和空氣造成極大的污染,對人體健康造成不利影響,因此必須要對污泥進(jìn)行無害化、減量化、穩(wěn)定化的處理,并妥善處置,以免給環(huán)境造成二次污染。
3 污泥處置技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
污泥處置是作為污泥處理的后續(xù)工序,以達(dá)到對處理后的污泥妥善的消化最終處于穩(wěn)定的過程,在污泥處置過程中,要把握安全處置、因地制宜、節(jié)能降耗、循環(huán)利用的原則,目前污泥處置的技術(shù)有焚燒、衛(wèi)生填埋、海洋傾倒、土地利用、制造建筑材料等等。
3.1 污泥焚燒
在污泥經(jīng)過充分的脫水處理后,可將其置于焚燒爐中充分焚燒,使污泥中大量的有機(jī)物、細(xì)菌等轉(zhuǎn)化為無機(jī)物,當(dāng)前污泥焚燒處置的方式有單獨(dú)焚燒處置和與工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒處置兩種,污泥經(jīng)過焚燒之后基本上達(dá)到了無害化和減量化的目的,并且焚燒過程中發(fā)出的熱量可用于供熱的發(fā)電,有利于促進(jìn)污泥的循環(huán)利用,即資源化處置,但污泥在焚燒過程中可能會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化硫、二惡英等有害氣體,對大氣產(chǎn)生污染,因此如何避免或減少在污泥焚燒過程中產(chǎn)生有害氣體避免二次污染成為人們需要重點(diǎn)考慮的問題,并且焚燒處置的運(yùn)行成本較高,需要科學(xué)的操作和管理,因此只能適用于大型污水處理廠中大量污泥的量化處理,而在中小型污水處理廠中不適宜應(yīng)用。
3.2 土地利用
由于污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)和微量元素,可以給植物的生長提供必需的養(yǎng)分因此可將經(jīng)過處理后的污泥用作農(nóng)用田、城市綠地的肥料,可達(dá)到污泥資源化處置的目的,無論是用作農(nóng)田還是城市綠地,污泥都必須要經(jīng)過無害化和穩(wěn)定化的處理,污泥的泥質(zhì)必須要滿足相關(guān)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)要求,從而避免有毒有害物質(zhì)對土壤產(chǎn)生污染,在將污泥土地利用之時(shí),要首先對施用環(huán)境進(jìn)行評價(jià),充分考慮應(yīng)用場合的土質(zhì)以及植物的習(xí)性,從而科學(xué)制定污泥施用的方案,包括用量、施用時(shí)間段等等。
3.3 污泥衛(wèi)生填埋
將經(jīng)過處理的污泥進(jìn)行填埋是一種操作簡便、成本低的處置方式,傳統(tǒng)的污泥填埋就是在垃圾填埋場與城市垃圾和工業(yè)垃圾一起進(jìn)行填埋處理,但是要防范污泥產(chǎn)生濾液滲入土層,從而對地下水體造成污染,并且如果填埋不當(dāng)可能會(huì)使污泥產(chǎn)生甲烷等可燃?xì)怏w,遇明火可能發(fā)生爆炸,因此在對污泥進(jìn)行衛(wèi)生填埋時(shí),要首先對污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理,使其滲濾液能夠達(dá)標(biāo),并在填埋場設(shè)置沼氣利用裝置,一方面使填埋達(dá)到安全的要求,另一方面有利于廢物的資源化利用。
3.4 污泥制作建筑材料
將污泥進(jìn)行無機(jī)化處理后,經(jīng)過加工可用作水泥的添加料、輕質(zhì)骨料、路基材料以及制成磚等,但要建立在污泥無害化處理的前提之上,避免在生產(chǎn)和使用過程中造成二次污染問題,當(dāng)前,我國已經(jīng)頒布了將污泥制磚的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),使污泥制磚行業(yè)得到了不斷的規(guī)范和發(fā)展,將污泥制作成建筑材料是近年發(fā)展起來的較為新穎的處置方式,目前還只是處于試驗(yàn)、試生產(chǎn)的階段,距離大規(guī)模的應(yīng)用還有一段距離。
4 污泥處置技術(shù)的發(fā)展趨勢
4.1 源頭污泥減量化技術(shù)
如果污泥的產(chǎn)生量大幅度減少,就會(huì)從源頭上解決污泥處理處置的負(fù)荷,使污泥處理、處置的量大大減少,降低污泥處置所需的人工、設(shè)備、投資,因此在源頭上使污泥減量化應(yīng)當(dāng)是一項(xiàng)非常有前途的技術(shù),并且必將成為未來污泥處理處置的發(fā)展方向。在源頭上促使污泥減量化可采用超聲波破碎、微生物吞噬等等技術(shù),當(dāng)前這些技術(shù)的運(yùn)行狀態(tài)還無法達(dá)到低成本運(yùn)行或穩(wěn)定運(yùn)行的目的,還大多處于理論和實(shí)驗(yàn)室的研究階段,因此也給研究人員提出了一定的挑戰(zhàn)。
4.2 污泥處置過程的節(jié)能降耗
當(dāng)前很多污水處理廠還處于重水輕泥的狀態(tài)中,因此在污泥處置中無論是技術(shù)還是相應(yīng)的設(shè)備都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到成熟的地步,而能耗高也是很多污泥處置技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用瓶頸,而隨著人們對污泥處理處置重視程度的不斷提高,使得污泥處置過程的節(jié)能降耗成為未來的發(fā)展趨勢。
4.3 防止二次污染
在對污泥進(jìn)行處置的過程中,很多處置方式都有對水體、大氣、土壤等造成污染的隱患,導(dǎo)致產(chǎn)生二次污染的原因歸根結(jié)底還是由于對污泥二次污染重視程度的不夠,相信隨著社會(huì)的進(jìn)步以及人們認(rèn)識(shí)程度的提高,五河方式污泥處置后造成的二次污染問題應(yīng)當(dāng)會(huì)得到足夠的重視。
4.4 提高循環(huán)利用率
當(dāng)前,在污泥的處置技術(shù)中有一些技術(shù)已經(jīng)體現(xiàn)出了污泥資源化處理的要求,如土地資源化處置技術(shù)、建材利用技術(shù)、焚燒放熱等,但無論是哪種技術(shù),尚且存在循環(huán)利用率不高的缺點(diǎn),在自然資源日益缺乏的今天,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)成為這個(gè)時(shí)代的主旋律,因此如何提高污泥的循環(huán)利用率,使其最大程度地在不同領(lǐng)域應(yīng)用從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是未來污泥處理處置的發(fā)展方向之一。
5 結(jié)束語
對于污水處理廠來說污泥的合理處理和處置具有重要的意義,當(dāng)前的污泥處置技術(shù)有很多,各污水處理廠應(yīng)充分結(jié)合自身的規(guī)模、污泥成分等實(shí)際情況選擇合理的污泥處置方式,并且要不斷從源頭上對污泥進(jìn)行減量化處理、降低處置過程的能耗、防止二次污染、提高污泥循環(huán)利用率等,以使污泥的處置更加科學(xué)、合理。
參考文獻(xiàn):
[1]鄒寶華,王宏斌.污水污泥處理處置現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J].價(jià)值工程,2012(13).
【論文摘要】:作為聲學(xué)研究領(lǐng)域的重要組成部分,超聲在現(xiàn)代分離技術(shù)中的研究也取得了一定進(jìn)展。已日益顯示出其在各分離領(lǐng)域的重要性。
超聲技術(shù)是一種新興的、多學(xué)科交叉的邊緣科學(xué),在化工、食品、生物、醫(yī)藥等學(xué)科的研究開拓了新領(lǐng)域,并從應(yīng)用上對上述工業(yè)產(chǎn)生重大影響。作為聲學(xué)研究領(lǐng)域的重要組成部分,超聲在現(xiàn)代分離技術(shù)中的研究也取得了一定進(jìn)展。已日益顯示出其在各分離領(lǐng)域的重要性。
1. 超聲波技術(shù)機(jī)理
超聲波防垢器主要是利用超聲波強(qiáng)聲場處理流體,使流體中成垢物質(zhì)在超聲場作用下,其物理形態(tài)和化學(xué)性能發(fā)生一系列變化,使之分散、粉碎、松散、松脫而不易附著管壁形成積垢。超聲波的防垢機(jī)理主要表現(xiàn)在:
(1) "空化"效應(yīng)
超聲波的輻射能對被處理液體介質(zhì)直接產(chǎn)生大量的空穴和氣泡,也就是把液體拉裂而形成無數(shù)極微小的局部空穴,當(dāng)這些空穴和氣泡破裂或互相擠壓時(shí),產(chǎn)生一定范圍的強(qiáng)大的壓力峰,這一強(qiáng)壓力峰能使成垢物質(zhì)粉碎懸浮于液體介質(zhì)中,并使已生成的垢層破碎使其易于脫落。根據(jù)理論和實(shí)踐測算,用20KHz、50W/cm2的超聲波對1cm3液體輻射時(shí),其發(fā)生空化事件的氣泡數(shù)為5×104/s,局部增壓峰值可達(dá)數(shù)百甚至上千大氣壓。
(2) "活化"效應(yīng)
超聲波在液體介質(zhì)中通過空化作用,可以使水分子裂解為H·自由基和HO·自由基,甚至H+和OH-等。而OH 與成垢物質(zhì)離子可形成諸如CaOH 、MgOH 等的配合物,從而增加水的溶解能力,使其溶垢能力相對提高。也就是說,超聲波能提高流動(dòng)液體和成垢物質(zhì)的活性,增大被水分子包裹著的成垢物質(zhì)微晶核的釋放。
(3) "剪切"效應(yīng)
水分子裂解產(chǎn)生的活性H 自由基的壽命比較長,它進(jìn)入管道后將產(chǎn)生還原作用,可以使生成的積垢剝落下來。而且因超聲波輻射在垢層和管壁上,加熱管上的吸收和傳播速度不同,產(chǎn)生速度差,形成垢層與管壁界面上的相對剪切力,從而導(dǎo)致垢層產(chǎn)生疲勞而松脫。
(4) "抑制"效應(yīng)
通過超聲波的作用,改變了污水的物理化學(xué)性質(zhì),縮短了污泥的成核誘導(dǎo)期,刺激了微小晶核的生成。新生成的這些微小晶核,由于體積小、質(zhì)量輕、比表面積大,懸浮于液體中,生成比壁面大得多的界面,有很強(qiáng)的爭奪水中離子的能力,能抑制離子在壁面處的成核和長大,讓既定結(jié)構(gòu)的晶粒長大,因此減少了粘附于換熱面上成垢離子的數(shù)量,從而也就減小了積垢的沉積速率。實(shí)驗(yàn)研究表明,當(dāng)污水的過飽和系數(shù)一定時(shí),在同一超聲波參數(shù)下,超聲波作用時(shí)間越長,則污泥的成核誘導(dǎo)期越短。
2. 超聲波對污泥絮體尺寸的影響
用超聲波對活性污泥的物理、化學(xué)和生物特性分別進(jìn)行了研究。采用的超聲波頻率是20 kHz,作用時(shí)間是20~120 min 不等,未處理以前污泥絮體的平均粒徑是98.9μm。在0.11 w/mL 的聲能密度下,絮體尺寸幾乎沒有發(fā)生任何變化; 在0.22 w/mL 的聲能密度下絮體粒徑明顯減少; 在0.33w/mL的聲能密度下作用20 min 后絮體粒徑迅速減至22 μm, 經(jīng)120 min 減至4 μm; 在聲能密度為0.44 w/mL時(shí),經(jīng)20 min 后絮體直徑減至不足3μm,再延長時(shí)間則變化很小。分別考察了聲能密度為0.11 w/mL 和0.33 w/mL的2種情況下超聲波對污泥絮體尺寸的影響。發(fā)現(xiàn)在0.11 w/mL 聲能密度下,絮體尺寸經(jīng)60 min由31μm 減至20μm,尺寸減小了35 %;在0.33 w/mL聲能密度下,不到20 min,絮體尺寸減至14μm。
3. 超聲波對不同細(xì)菌的影響
在0.33 w/mL 聲能密度下, 經(jīng)40 min超聲波處理后,異養(yǎng)菌減少了82 %,而大腸桿菌減少了99 %以上,并且溶解性COD 經(jīng)60 min作用后提高了12 倍;而在0.11 w/mL 聲能密度下,作用時(shí)間較短時(shí), 異養(yǎng)菌和大腸桿菌變化不大, 只有在60 min以上才有明顯減少,而且不管作用時(shí)間長短,溶解性COD 幾乎保持不變,這種現(xiàn)象揭示在較高聲能密度作用下,超聲波可以把細(xì)菌分解,并使相當(dāng)一部分固態(tài)COD 轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)。同時(shí), 在0.11 w/mL和0.33 w/mL 之間存在一個(gè)閾值,超過此閾值,細(xì)菌的分解才會(huì)發(fā)生。 轉(zhuǎn)貼于
目前,超聲波應(yīng)用于污泥處理及減量存在的主要問題是超聲處理運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化、超聲效率有待提高以及超聲反應(yīng)器的合理設(shè)計(jì)等。而且在進(jìn)一步研究中應(yīng)注意與污水處理工藝的合理組合,這樣才能發(fā)揮超聲波的特點(diǎn),并為其在實(shí)際工程的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
4. 超聲波分解污泥引起溫度上升的現(xiàn)象
在聲能密度為0.44 w/mL 時(shí),2 min 內(nèi)污泥溫度超過了55 ℃。為了考察溫度對污泥分解的影響,他們把反應(yīng)器的溫度控制在15 ℃左右,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示聲能密度為0.11 w/mL 時(shí),沒有出現(xiàn)固態(tài)COD 轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鉅顟B(tài);如果不進(jìn)行溫度控制,大約有2% 固態(tài)COD 轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)。這種效應(yīng)在聲能密度為0.33 w/mL 時(shí)更為明顯。為此他們考慮了究竟是超聲波還是超聲波引起的熱效應(yīng)對溶解性COD 釋放的作用。結(jié)果表明單獨(dú)在溫度高的情況下,不足以破壞絮體結(jié)構(gòu),所以他們認(rèn)為超聲空化和由此引起的溫度上升對于污泥分解是同樣重要的。
5. 結(jié)語
綜上所述,在不同聲能密度、不同作用時(shí)間下,超聲波對其作用后的污泥分解程度、污泥絮體尺寸變化,以及伴隨污泥分解,溶解性COD 釋放情況和相應(yīng)的溫度上升現(xiàn)象等研究,為掌握超聲波分解污泥的機(jī)理提供了研究基礎(chǔ)。超聲波功率一定時(shí),頻率低、作用時(shí)間長,去污效果較好;超聲波頻率一定時(shí),功率大、作用時(shí)間長,去污效果較好。同時(shí),超聲波去污效果還與流體的流量與壓力、液體的粘度與溫度、超聲波電源發(fā)生器與超聲波換能器的距離(即傳輸電纜長度)、原已生成積垢的程度等因素有很大的關(guān)系。尤其是經(jīng)超聲作用后的污泥,顆粒態(tài)COD 轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)COD, 可充分利用這一特點(diǎn)并將其結(jié)合到污泥處理工藝中,提高污泥厭氧消化的能力;或結(jié)合到不同污水處理工藝中,形成微生物的隱性生長以達(dá)到污泥減量的目的,其推廣價(jià)值在環(huán)保節(jié)能、提高工效、降低成本等諸方面具有廣泛的意義。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】污泥;處置方式;研究進(jìn)展
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)和生活污水的排放量日益增加,在我國節(jié)能減排政策與積極財(cái)政的作用下,城鎮(zhèn)污水處理發(fā)展迅速,水環(huán)境治理取得顯著成效。在污水處理時(shí)產(chǎn)生大量污泥沒有得到及時(shí)有效處理處置,對環(huán)境造成極大的危害,同時(shí)造成了資源浪費(fèi)。
1.國內(nèi)污泥處理現(xiàn)狀及存在問題
1.1 處理現(xiàn)狀
污泥處置至今都是難題,尚未得到有效處置。截止到2011年底,全國已有3100多座污水處理廠投入運(yùn)營,處理能力達(dá)到1.39 億m3/d,污泥產(chǎn)率達(dá)2000萬t/d[1]。只有少部分污泥通過衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒、建材利用等方式進(jìn)行處置,大部分都是隨意填埋或者堆放,對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。
1.2 存在問題
當(dāng)前污泥處置工藝所帶來的問題比較多,產(chǎn)生了一系列問題,如焚燒處置產(chǎn)生的二英氣體,堆肥處置產(chǎn)生有害病菌、病毒,填埋處置消耗大量的土地資源并產(chǎn)生的滲濾液滲透問題等等,導(dǎo)致目前污泥處理處置受到限制。
2.目前污泥處置方式
2.1 堆肥
生活污水處理廠產(chǎn)生的有機(jī)污泥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)及氮、磷和微量元素等植物所需養(yǎng)分,是一種良好的有機(jī)肥料和土壤改良劑。堆肥技術(shù)是污泥農(nóng)用的主要手段。但污泥中也會(huì)含有一定量的重金屬、有毒有機(jī)物等有害成分及高含水率,有惡臭,不便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用等特點(diǎn)。
由于好氧堆肥具有發(fā)酵周期短、無害化程度高、衛(wèi)生條件好、易于機(jī)械化操作等特點(diǎn),故國內(nèi)外用垃圾、污泥、人畜糞尿等有機(jī)廢棄物制肥的工廠,絕大多數(shù)都采用好氧堆肥[2]。好氧堆肥是在富氧條件下,在好氧菌作用下進(jìn)行的[3]。該過程可使污泥中有機(jī)物轉(zhuǎn)化成富含植物營養(yǎng)物的腐殖質(zhì),反應(yīng)的最終代謝物是CO2、H2O和熱量,大量的熱量使物料維持持續(xù)高溫,降低物料的含水率,有效地去除病原體、寄生蟲卵和雜草種子,使污泥達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化目的。另外,也有采用干污泥和回流污泥為調(diào)理劑,以樹葉粉和木屑調(diào)節(jié)碳氮比,用強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)發(fā)酵裝置對污泥進(jìn)行堆肥化處理,利用該方法也可使使污泥穩(wěn)定化及無害化[4]。
2.2 填埋
污泥消化后經(jīng)脫水再進(jìn)行填埋是目前國內(nèi)眾多污水處理廠常采用的方式。該方法操作相對簡單,處理費(fèi)用不高。由于污泥消化裝置工藝復(fù)雜,一次性投資大,運(yùn)行操作難度大,實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明往往難以達(dá)到預(yù)期效果。脫水污泥一般含水率都在80%,而普通垃圾衛(wèi)生填埋場要求含水率為30%,脫水污泥的含水率大大高于普通生活垃圾填埋場的要求。污泥填埋會(huì)產(chǎn)生高濃度有機(jī)污水,必須集中加以處理,污泥填埋場四周應(yīng)設(shè)置圍欄,并采取相應(yīng)的防蚊蠅、防鼠措施,未經(jīng)干化處理的污泥宜小規(guī)模分層處理,污泥層厚度應(yīng)小于0.5 m,泥層上面鋪砂層0.5 m,彼此交替進(jìn)行填埋[5]。
由于填埋是一種對土地資源以及污泥自身資源的嚴(yán)重浪費(fèi),一些國家開始限制污泥的直接填埋。但綜合考慮各種處置方法的成本、對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響及目前我國的實(shí)際情況,污泥填埋處置也是我國一種適合的處置方式。
2.3 建材利用
污泥含有大量無機(jī)質(zhì),在處理后也可以作為建材的原料,可以實(shí)現(xiàn)資源化,同時(shí)將其中的有毒有害物質(zhì)分解或固化,具有顯著的優(yōu)勢。污泥建筑材料利用方式主要有制磚、制水泥、制纖維板等[6]。污泥制磚方法有兩種:一種是用干化污泥直接制磚;另一種是用污泥灰渣制磚。污泥可用作制水泥,污泥中的無機(jī)物可以替代水泥生產(chǎn)中的粘土,有機(jī)物可替代部分燃煤,日本等發(fā)達(dá)國家利用廢棄物生產(chǎn)生態(tài)環(huán)保水泥已有成熟的經(jīng)驗(yàn),而在國內(nèi),污泥制生態(tài)水泥研究工作開展較晚。污泥可用作制纖維板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白與球蛋白,在一定條件下制成活性污泥樹脂,與經(jīng)漂白、脫脂處理的廢纖維(主要是棉、毛紡廠的下腳料)壓制成板材,即生化纖維板。
2.4 焚燒
焚燒處理技術(shù)利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥后,再進(jìn)行高溫氧化處理,使污泥中的有機(jī)物分解,最終獲得少量灰燼的過程[7]。目前,焚燒技術(shù)可大致分為兩類,即直接焚燒技術(shù)和混合焚燒技術(shù)。焚燒可將污泥中有機(jī)物全部碳化,殺死病原體,消除有害物,具有處理速度快、減少污泥體積和儲(chǔ)存時(shí)間、可以回收能量等優(yōu)點(diǎn),能夠最大程度減量化、最完全穩(wěn)定化和最徹底無害化。
但城市污泥在焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、二英等氣體而造成空氣污染,且其一次性投資和處理成本都高于其它處理污泥方式,中國經(jīng)濟(jì)尚不發(fā)達(dá),污泥焚燒處理所占比例很小。因此,開發(fā)新的焚燒工藝,努力降低焚燒系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本,將會(huì)是污泥焚燒領(lǐng)域努力的方向。
3.處置方式對比
污泥制出的肥料只能用于草土、林地、花卉等的生長,最好不要用于糧食作物的生長,目前國家對污泥制肥也沒有很明確的技術(shù)規(guī)范。污泥進(jìn)行填埋,技術(shù)簡單,雖然投資小,但填埋需要消耗大量土地資源,而且污泥中含有的有害成分可能嚴(yán)重污染地下水。污泥在建筑材料上的利用,可使資源循環(huán)利用,變廢為寶,是一種比較優(yōu)良的方式。污泥進(jìn)行焚燒,可使其中有機(jī)物全部碳化,處理速度快,減少污泥體積等優(yōu)點(diǎn),但是在焚燒過程產(chǎn)生大量的有毒氣體(二氧化硫、二英等)污染環(huán)境。因此,污泥最好的方式是用于建筑材料的制備,使資源循環(huán)利用,變廢為寶。
4.結(jié)論
污泥是一種固體廢棄物,盡管其中含有大量有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì),具有一定利用價(jià)值,但是污泥本身,以及處理處置過程中,會(huì)造成一些環(huán)境問題。因此,應(yīng)推行以最終安全處置為目標(biāo),而不是盲目追求資源化的目標(biāo),并在體現(xiàn)“減量化、穩(wěn)定化、無害化”的原則下,在堅(jiān)持“安全、環(huán)保”的原則下,實(shí)現(xiàn)污泥的綜合利用,回收和利用污泥的能源和物質(zhì)。
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污水處理廠在處理污水的生產(chǎn)過程中,排污處理機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程損耗大量的電能和燃料,處理項(xiàng)目歸類見圖所示,使運(yùn)營處理成本占到生產(chǎn)總成本的40%-80%,才能保證污水處理的出水質(zhì)量符合國家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,一立方米的污水需要消耗電能0.3度,大大超過其他發(fā)達(dá)國家的營運(yùn)成本,而且在污水提升、曝氣供氧等部位也占有很大的比例(見圖示),使得二氧化碳與污泥的排放指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo),影響到周邊環(huán)境。因此,采取有效措施,更新污水處理工藝,有的放矢地節(jié)能減排,降低能耗是污水處理廠急需解決的問題。
二、污水處理廠節(jié)能減排的途徑分析
在我國污水處理廠主要是對污水、污泥的處理,主要能耗就在對其的提升和輸送、生物處理的供氧和污泥的處理等方面,重點(diǎn)抓好這幾方面的工藝過程,配置高效的處理裝置,對節(jié)能減排,降低能耗,達(dá)到國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)起著決定性的作用。
1.從污水處理工藝角度達(dá)到節(jié)能。污水處理工藝對于整個(gè)運(yùn)營環(huán)節(jié)起著舉足輕重的作用。投資成本的大小因素就是由污水處理工藝來拍板。工藝程序的優(yōu)化,處理技術(shù)的先進(jìn),使污水排放量的減少,運(yùn)營成本降低,從而污水處理成本降低。主要分為一級處理工藝優(yōu)選和二級處理工藝優(yōu)選。
1.1一級處理工藝優(yōu)選。一級處理工藝的優(yōu)劣,對下一級處理工藝有一定的影響,以最終達(dá)到能耗的降低目標(biāo)。它的處理工藝投資小,成本低,用中和的處理方法,對泥砂和有機(jī)物進(jìn)行強(qiáng)化沉降、分離和絮凝處理。
1.2二級處理工藝優(yōu)選。二級處理工藝有多種工藝方式,主要是對一級處理工藝后的污水、污泥進(jìn)行再處理加工。使有的污水和污泥得到再利用或有效地回收。主要有以下幾種工藝:
1.2.1深井曝氣活性污泥法;這種工藝充氧能力強(qiáng),動(dòng)力效率高,而且處理設(shè)備簡單,又可以有效地減少占地面積,受氣候因素影響小,深度可達(dá)70~150米,用隔離墻將井分成內(nèi)、外兩部分,加快有機(jī)物的降解速度,設(shè)備能耗也較小。
1.2.2厭氧技術(shù)。在廢水中含有較多的有機(jī)物物料,對其采用厭氧分解工藝,主要分四個(gè)階段進(jìn)行:第一是水解階段;第二是酸化階段;第三是產(chǎn)乙酸階段;第四是產(chǎn)甲烷階段,每一個(gè)階段都對廢水中的不同有機(jī)物進(jìn)行降解。
1.2.3生物膜處理法。它屬于一種固定膜法,主要通過生物特性進(jìn)行去除廢水中溶解性和膠體狀的有機(jī)污染物。可以采用需氧生物處理和厭氧生物處理兩種處理類型。使用的處理設(shè)備主要是消化池,將有機(jī)污染物由懸浮狀轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)。這種處理工藝因簡單、適用而在污水處理工藝過程被廣泛運(yùn)用。1.2.4An/O工藝。這種工藝除了使有機(jī)污染物得到降解外,還具有一定的脫氮除磷的功效,是一種改進(jìn)的活性污泥法。主要有效率高、流程簡單、容積負(fù)荷高及耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。能夠在厭氧-缺氧-好氧之間循環(huán)運(yùn)行,不會(huì)發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象,保證了微生物的代謝作用,絮凝體的形成與絮凝沉淀性能凈化過程得到完成。
2.從污水處理設(shè)備角度推動(dòng)節(jié)能。在污水處理過程中,設(shè)備電能的消耗占總成本近半成。目前耗電設(shè)備主要是輸送泵、曝氣裝置及其他設(shè)備,從設(shè)施的性能、裝置等方面入手,對耗電設(shè)備進(jìn)行升級改進(jìn),則能達(dá)到節(jié)能減排的效果。首先,增加潛水推流器。在污水處理過程中,對污水進(jìn)行充氧、攪拌和推流。如果需氧量低于設(shè)計(jì)規(guī)定的常量,曝氣設(shè)備運(yùn)用的時(shí)間就地減少,引起污泥的沉淀,要達(dá)到污水處理效果,就必須開啟更多的曝氣設(shè)備,造成電耗浪費(fèi)。所以適當(dāng)增加推動(dòng)攪拌器,可以降低能耗;其次,在污水提升泵安裝變頻器。用變頻調(diào)速技術(shù)取代調(diào)節(jié)擋板或閥門,可以合理控制泵液流量,使工作泵在一定的頻率環(huán)境下工作,揚(yáng)程穩(wěn)定,從而達(dá)到節(jié)能的效果。第三,注意回流比的控制。在污水處理過程中,出泥桶保持順暢是回流泵正常運(yùn)行,出水質(zhì)量更好的保證。
3.從原料的角度促進(jìn)節(jié)能。藥劑原料的選擇原則是:無害、成本低且高效。在我國現(xiàn)有的污水處理藥劑很多,但有時(shí)因?qū)λ巹┑倪x擇使劑量的運(yùn)用超標(biāo),加上生物反應(yīng)池曝氣過度,造成極大的浪費(fèi)。所以要控制溶解氧,使充氧量降低,最終達(dá)到節(jié)能。對污泥處置技術(shù)采用了添加菌劑減量技術(shù),延時(shí)曝氣減量技術(shù)和水熱干化污泥處理技術(shù)等都能夠促進(jìn)污水處理過程中有機(jī)物的新陳代謝,有效合成細(xì)胞物質(zhì),實(shí)現(xiàn)污泥減量,降低生產(chǎn)能耗。
4.從產(chǎn)出物的角度發(fā)展節(jié)能。污水處理后,可利用的有機(jī)物在農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)等領(lǐng)域都有著不小的貢獻(xiàn)。如:污水處理后的污泥,含有豐富的有機(jī)質(zhì)和微量營養(yǎng)元素,屬于有機(jī)復(fù)合肥,對農(nóng)業(yè)植物的生長有促進(jìn)作用,不僅資源節(jié)約,而且保護(hù)環(huán)境;還有些污泥的有機(jī)物是制造活性炭和纖維板的原料,在建筑業(yè)廣泛得以應(yīng)用。污水處理廠將有機(jī)物分離后,進(jìn)行厭氧消化,產(chǎn)生的甲烷氣體是一種可再生的清潔能源,用于處理廠的照明、發(fā)電等能源使用,還可用于攪拌池的攪拌,實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供,降低了污水處理的生產(chǎn)成本和運(yùn)行成本。
5.從創(chuàng)新思維角度實(shí)現(xiàn)管理節(jié)能。依據(jù)我國現(xiàn)行的污水處理廠的管理模式,存在著政府多層領(lǐng)導(dǎo)的管理模式,雖說政府監(jiān)管到位,資源來源也較有保障,但是在污水處理廠仍需要配備專門的人力、物力和財(cái)力來配合,專業(yè)知識(shí)能力得不到保證,工作效率低下,造成管理資源的極大浪費(fèi),也使污水處理行業(yè)的發(fā)展受到一定的限制。現(xiàn)在推崇市場化和產(chǎn)業(yè)化,對污水處理廠的管理實(shí)施委托管理模式,即“建設(shè)-運(yùn)營-移交”模式或“移交-運(yùn)營-移交”等模式,可以減少人員的投入,充分挖掘有能力的專業(yè)人員參與生產(chǎn)管理,做到安全生產(chǎn),處理出水質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備設(shè)施的利用率過到最大化,降低各類風(fēng)險(xiǎn),提高整體的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)污水處理廠的市場競爭力,推動(dòng)企業(yè)向規(guī)模化、智能化管理發(fā)展。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞:城市污水;污水處理;問題;對策
中圖分類號(hào):U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
從污染源排出的污(廢)水,因含污染物總量或濃度較高,達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)要求或不適應(yīng)環(huán)境容量要求,從而降低水環(huán)境質(zhì)量和功能目標(biāo)時(shí),必需經(jīng)過人工強(qiáng)化處理才能排出去,隨著我國城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,用水量的不斷增加,淡水作為一種資源顯得越來越珍貴,因此在這種情況下,研究、改進(jìn)、加強(qiáng)我國城市污水處理,實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用,對于改進(jìn)城市生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)城市的科學(xué)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、我國城市污水處理中存在的主要問題
1. 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入不夠
我國很多城市在發(fā)展過程中未能完全擺脫“先污染,后治理”的傳統(tǒng)發(fā)展道路,因而在污水處理上存在資金短缺、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緩慢等問題。雖然目前各大中型城市的污水處理系統(tǒng)已經(jīng)成為控制城市水污染、改善城市水環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)施,但是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍需要發(fā)展,然而資金投入力度不足,這個(gè)問題仍舊是限制我國城市污水處理發(fā)展的重要因素。目前,我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距,因此不可能完全照搬西方發(fā)達(dá)國家的污水處理模式,即使加大我國污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的資金投入,其高昂的維修費(fèi)用還是讓很多城市捉襟見肘,這就導(dǎo)致我國污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后或?qū)嶋H處理效率偏低。我國污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況是1/3 運(yùn)行正常、1/3 不正常、1/3 處于閑置狀態(tài),污水處理廠的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)率只能達(dá)到50%。我國污水的實(shí)際處理率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污水處理設(shè)施的處理能力。
2. 城市污水處理技術(shù)相對落后
從目前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)來看,污水處理技術(shù)已經(jīng)成為決定我國城市污水處理效率和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。但是我國城市污水處理技術(shù)的自主性不強(qiáng),與西方發(fā)達(dá)國家相比仍舊存在一定的差距,技術(shù)上存在著很多需要改進(jìn)和提高。污水處理技術(shù)的落后導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施維修費(fèi)用和維修頻率較高,污水處理效率和自動(dòng)化程度偏低,能耗較高,這在很大程度上影響了城市污水處理整體能力的提升。
3. 未能建立現(xiàn)代化的城市污水處理與管理體制
首先,由于城市污水處理系統(tǒng)和處理技術(shù)比較復(fù)雜,并處于不斷變化發(fā)展之中,而我國的技術(shù)人員與管理人員未能及時(shí)更新自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)和提高自身的綜合素質(zhì),因而也就很難保證現(xiàn)代污水處理企業(yè)的管理效率。其次,很多污水處理企業(yè)的設(shè)備和處理工藝比較落后,仍舊存在許多隱患,對污水處理設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)成威脅。再次,很多企業(yè)沒有建立現(xiàn)代化的應(yīng)急處理體制,沒有針對比較容易導(dǎo)致安全問題發(fā)生的隱患制訂應(yīng)急處理預(yù)案,一旦發(fā)生安全事故,不能及時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)急處理措施。
4.沒有對污水的污泥進(jìn)行有效處理,形成二次污染
污水經(jīng)過處理后,達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),才可以進(jìn)行排放。但在污水處理過程中產(chǎn)生的大量污泥,往往是許多污水廠極為頭疼的事情。目前很多污水廠由于技術(shù)和資金的原因,污泥不經(jīng)無害化處理就堆放在場外,有的地方直接用作農(nóng)肥,未考慮重金屬含量及有毒物質(zhì)是否超標(biāo)。現(xiàn)在大多數(shù)污水處理廠由于沒有污泥的最終處置途徑,給環(huán)境造成二次污染,對這個(gè)問題,急需環(huán)保部門加強(qiáng)監(jiān)管。
二、加快我國城市污水處理發(fā)展的有效對策
為了更好地促進(jìn)我國城市的可持續(xù)發(fā)展,需要在如何做好城市污水處理上進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),針對我國城市污水處理過程中存在的問題,制定出切實(shí)可行、行之有效的發(fā)展我國城市污水處理事業(yè)的對策。在這個(gè)問題,需要注重以下幾點(diǎn):
1. 樹立現(xiàn)代化的污水處理觀念
隨著城市用水資源的日益緊張,相關(guān)部門和人員要徹底摒棄過去那種“污水即為廢水”的傳統(tǒng)觀念,充分認(rèn)識(shí)到城市污水處理的重要性,樹立現(xiàn)代化的污水處理觀念。對此,我們必須遵循水資源循環(huán)的客觀規(guī)律,重視對城市水環(huán)境的保護(hù),構(gòu)建循環(huán)型的城市用水系統(tǒng),加強(qiáng)對城市污水再生利用的力度,進(jìn)一步提高水資源的利用效率。
2.加大投入,加快城市污水處理基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)
針對我國目前城鄉(xiāng)污水處理力度偏低的現(xiàn)狀,相關(guān)部門必須加大投入,以進(jìn)一步緩解城市污水處理壓力較大的現(xiàn)狀。隨著我國城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快,城市用水量的不斷增加,對污水處理設(shè)施建設(shè)的投入必須持續(xù)增加,以便更好地滿足城市污水處理量不斷加大的需求。首先,要保證城市污水處理方面的財(cái)政投入,創(chuàng)造良好的政策環(huán)境,加快污水處理設(shè)施建設(shè)的步伐,進(jìn)一步改善城市的水環(huán)境;其次,必須保證投入資金的利用效率,避免重復(fù)建設(shè)或鋪張浪費(fèi)等行為,增強(qiáng)投資項(xiàng)目建設(shè)的針對性、科學(xué)性和有效性;再次,要對污水處理基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和合理布局,必須改變過去“大集中,大排放”的規(guī)劃布局,按照“統(tǒng)籌規(guī)劃,合理布局,就近處理,有利使用”的原則,對城市污水處理廠的規(guī)劃與布局進(jìn)行重新調(diào)整,完善城市污水處理的途徑和渠道,促進(jìn)城市污水的處理效率和再生利用程度。
3. 提高污水和污泥的資源化程度
城市污水經(jīng)過處理,達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)之后,就成為了資源,尤其是干旱、半干旱的缺水地區(qū),如果直接排入水體而不進(jìn)行有效利用,則是一種浪費(fèi)。因此,建設(shè)分類供水系統(tǒng),為實(shí)現(xiàn)中水回用建立基礎(chǔ),通過制定積極的政策措施,采取經(jīng)濟(jì)手段,鼓勵(lì)中水回用,防止浪費(fèi),是節(jié)約水資源、合理科學(xué)利用水資源的最佳方式。同樣,對于污泥回用,也要采取積極的經(jīng)濟(jì)政策來鼓勵(lì)和支持,加大對污泥處理的研究力度,保證污泥得到有效處理,不造成二次環(huán)境污染。同時(shí),還要加大有關(guān)部門的監(jiān)管力度,實(shí)現(xiàn)污泥利用的資源化、無害化。
4. 加強(qiáng)對城市污水處理的監(jiān)管和引導(dǎo)
在城市污水處理過程中,政府的作用未能得到充分體現(xiàn),存在監(jiān)督力度不夠、監(jiān)督手段落后、監(jiān)督手段單一等一系列問題,不利于城市污水處理工作質(zhì)量的提高。因此,政府必須充分發(fā)揮自身的監(jiān)管和引導(dǎo)作用,保證城市污水處理的工作的健康、可持續(xù)開展。首先,要打破傳統(tǒng)觀念的束縛,對城市污水處理給予充分重視;其次,在工作方法的選擇上,要對傳統(tǒng)的臨時(shí)抽查的方法進(jìn)行創(chuàng)新,建立全面、系統(tǒng)的監(jiān)管體系,通過先進(jìn)設(shè)備的配備和先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn),實(shí)現(xiàn)對城市污水處理的全稱監(jiān)控;再次,要通過有效的培訓(xùn)活動(dòng),提高城市污水處理中工作人員和監(jiān)管人員的綜合素質(zhì),全面提高城市污水處理的工作質(zhì)量和監(jiān)控水平。
5.現(xiàn)階段加強(qiáng)對我國城市污水的處理具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義,加強(qiáng)城市污水處理設(shè)施的建設(shè)與改進(jìn)對改善城市用水現(xiàn)狀和城市生態(tài)環(huán)境具有重要的作用。但是,由于我國的城市污水處理中仍舊存在管理體制不健全、污水處理技術(shù)有待改進(jìn)、資金投入有待進(jìn)一步提高等問題,在一定城市上限制了我國城市污水的處理質(zhì)量和水平。因此,相關(guān)部門和人員要加強(qiáng)對實(shí)際問題的分析與研究,逐步建立科學(xué)的現(xiàn)代城市污水處理體制,加大基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度,提高處理設(shè)施的利用效率,在推動(dòng)我國污水處理工作更好開展的同時(shí),為我國城市的現(xiàn)代化建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。