污泥處理存在的問題范文

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污泥處理存在的問題

篇1

關鍵詞:電力企業;逆向物流管理;問題;對策

中圖分類號:F272文獻標識碼:A文章編號:1009—0118(2012)11—0221—02

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一、逆向物流的產生和含義

近年來,物流和供應鏈管理的研究在我國方興未艾。其中物流作為企業提升競爭力的手段和新的利潤源,已經為有遠見的企業所認同,并被逐漸提高到戰略管理的層面。而在實際生活中,我們更多關注的是正向物流,而沒有重視逆向物流管理存在和使用價值。隨著人們對環境的要求不斷提高,環保意識的逐漸增強。相關環保法規約束力度的加大,以及其經濟價值逐步顯現。逆向物流越來越得到企業的重視,也迫使企業承擔起產品回收的責任,在強制的法律法規的約束下,企業不得不為此采取相應的措施,增強逆向物流管理的力度,以望滿足法律法規的相關要求。如今,逆向物流所帶來的經濟價值逐步受到各企業的重視,許多國外的大企業已經把“逆向物流”戰略當成強化自身競爭的優勢,提高企業的供應鏈的整體績效,增加顧客的價值重要手段。

狹義地講,對已丟棄的產品再進行制造、再生和物料的回收過程,就叫“逆向物流”,逆向物流是通過計劃、實施與控制物品從消費地向生產地的經濟性流動過程,已實現對逆向流動物品的適當處置和價值回收的目的。其主要包括:退貨產生的回收物流、有價值回收的再生資源物流、無價值的廢棄物物流。廣義地講,逆向物流還包括減少資源的使用,通過減少資源的使用來控制廢棄物的數量,而且還能使正向和逆向物流的效率更高。

二、電力企業逆向物流管理的概念及特點

我們都知道,電力企業是一個較為特殊的行業。這一行業的主要產品是能源產品,是一種特殊的商品。因其特殊性,使電力生產建設所需的設備物資和材料,更具有專業性、特殊性、復雜性。電力企業的生產特點決定了其物流主要是采購和供應物流,今天本文所談的電力企業物流,是指有形的實物,是對企業生產過程中所需各種物資的采購、運輸、儲備、供應等所進行的計劃、組織和控制的過程,而電力企業的逆向物流管理是企業物資管理中的重要一環,是對企業生產過程中剩余、退庫、閑置物資進行重新計劃、組織、分配和平衡利庫再利用的過程。搞好逆向物流管理,有利于合理化使用和節約物資,降低生產成本,加速資金周轉,提高企業利潤。電力企業作為裝備性工業,物資費用在電力生產成本和基本建設工程投資中都占有較大的比重,約占投資總量的60%—70%。此外,電力設備的通用性較低,針對性較強,從而對物資的選用和匹配比一般工業企業管理方法提出了更高的要求。因此,加強電力企業管理方法,穩步提高物資管理水平,盡可能減少逆向物資回流,對保證電力生產的安全經濟運行和基建工程的順利投產,提高全局的經濟運行效益和社會效益,都有著重大的意義。

逆向物流作為企業的價值鏈中重要的一環,其具有鮮明特點:如緩慢性、混雜性、分散性。(一)由于物資的回收利或報廢用要經過完整的物資管理程序,才能再將它們進行利用再出庫,歷時較長,所以會相對緩慢;(二)在回收物資的時候,由于產品種類繁多,狀況復雜,這就使逆向物流具有一定的混雜性;(三)又由于逆向物流產生的地點比較分散,可能是生產領域、流通領域或在庫物資等,所以相對來說,產品的逆向物流較為分散,基于這個特點,逆向物流中的回收產品就具有了很大的不確定性。

三、電力企業逆向物流產生的原因及管理存在的問題

在電力企業中,“逆向物流”其實早已存在,只是沒有將“逆向物流”名正言須罷了。電力企業產生逆向物流的原因是多方面的,在電力工程建設中有一定的剩余物資也是正常的:如生產、基建部門、設計部門、業主單位、物資采購供應單位與施工單位,在電力工程建設項目中,由于各自因職能范圍方面的原因造成了剩余物資,產生了逆向物流。表現的形式是:需求機動量過大、施工設計變更、或者物資采購決策失誤,電力單位采購缺乏計劃性、盲目訂貨等形成的,也有是被更為先進的設備物資更新換代所淘汰;以及科技進步需對原來的設備進行更新改造,工程建設項目設計存在不夠科學性,使得在工程施工過程中需改變設計,亦或者是備品備件重復儲備、損壞、更新換代等方面的原因。因此,在電力工程建設中,必須做好項目前期規劃,把握第一手資料,做到事無巨細、精打細算,并且保證工程所需設備物資的保障供應,也要加強對電力工程建設中剩余物資的利用與管理,做到合理控制使用工程物資,減少剩余物資回流。除此之外,在電力企業逆向物流管理中,還存在以下問題:

(一)物資管理體制模式的制約

在電力企業內部,由于電力企業物流經歷了三種物資管理模式:即計劃經濟時代的物資管理模式,搞活經營時代的物資公司管理模式,到如今正在實施的統一配送物流中心的管理模式。因此在某種程度上也影響了電力企業物流業的發展,所以在逆向物流管理中,與這三者也相互影響,有著緊密的關系。目前,電力企業物資管理正處于從傳統的物資供應向現代物流管理社會化轉換過程的起步階段,有著廣闊的發展前景和發展空間。

(二)物流意識淡薄,物流人才匱乏,現代化物資管理手段相對落后

多年來,在電力企業內部,不重視物流管理工作,沒有意識到物流管理的重要性,甚至對物資管理存在偏見,有些人認為:物資管理工作不外乎收收發發、進進出出,沒多大的技術含量。因此,造成物流人才匱乏,物資管理工作相對滯后,企業缺乏一批有知識、有專業才能的物流管理人員隊伍。由于物流意識淡薄,電力企業對物流“第三利潤源泉”的效益潛力認識不足,特別是企業自身對逆向物流的回收責任意識淡薄,認為逆向物流不僅不能帶來經濟效益,還會造成資源和時間的浪費,缺乏對逆向物流的回收和完善化管理,因此,不可避免地會造成資源的浪費。目前許多電力企業建立的信息系統尚處于初步的、業務型的、分散的計算機管理階段,網絡功能不強,信息管理層次多,管理系統不一致,造成信息交流不暢,資源不能共享,不能保證信息的及時性準確性和靈活性。這種“滯后的”物流控制現狀,往往使企業對環境變化反映“遲鈍”,企業的物流系統功能不能最大限度地有效發揮。

(三)企業職能部門對生產建設項目工作缺乏前瞻性、科學性、準確性

在電力工程建設中,從最初工程項目的報建、預算、審批、要經過各相關部門的勘查、設計,確定最初的設計方案,這就要求生產技術部門和設計部門,真實、準確、有效地核準、做好工程項目概算,科學、準確地掌握第一手資料,報送設備物資采購需求。然而由于對工程項目缺乏前瞻性,往往因設計的變更和計劃需求失準造成工程物資的剩余,是產生逆向物流最主要的原因,因此,要把握控制好對生產建設項目物資需求計劃,對工程項目立項要做到前瞻性、科學性、準確性。

(四)對閑置資金利用率不夠,內部管理矛盾頗多

由于工程結余、拆舊換新等原因,電力企業一般存在一定量的閑置物資,通常這些物資都存放在企業的倉庫。近年來,一直提倡通過平衡利庫,減少倉庫閑置物資資金占用,但是很多電力企業卻發現雖然很努力地利庫,閑置的物資卻還是不斷增多,然而倉庫的庫容量是有限的,迫使電力物資的倉儲管理漸入困境。顯然倉庫閑置物資沒有得到妥善利用,導致企業物資越積越多,缺乏規范化管理,安全隱患大,需付出更多的人力、物力、財力去加強管理。而在企業內部各項考核指標等管理體制規范要求下,眾多考核指標縱橫交錯地落到基層單位頭上,最終令物資使用基層單位,寧愿花更多的錢去買新的物資設備以達到各考核指標,也不愿使用已經存在的閑置物資。一方面企業物資管理制度上要求減少閑置物資,要求零庫存,甚至要求杜絕閑置物資的產生,另一方面為了讓基層一線能代表企業的先進水平,企業在工程建設制度、生產運行制度、財務管理制度上又給基層單位設置了資金完成率、項目達標率、技術先進率等一系列考核指標,一旦基層單位使用了倉庫長時間閑置著的物資,就難以滿足各方面指標的要求。這就大大制約了閑置物資的再利用,無形中增加了電力物資管理的難度。

(五)缺乏先進的管理手段和技術支撐

由于電力物資產品的特殊性,回流產品的質量差異大,對產品的回收處理,較其它行業具有更高的技術要求,而使在逆向物流管理的在操作上,存在許多困難。當這些物資經使用過后,退回到庫存,有些還具有相應的使用價值,這時候就要對這些物資進行技術的評估鑒定和平衡利庫后再行使用,對沒有使用價值的物資,就要進行報廢處理。如現階段,電力企業在處理逆向物流的技術、手段上還不夠先進、電力產品再制造的市場需求量不明確以及逆向物資的處置程序比較繁瑣等,因此,造成運行效率不高,經濟效益不好。

四、解決電力企業逆向物流管理問題的對策

(一)電力企業要加大對物流管理投入的力度,重視逆向物流管理對企業提高經濟效益的意義。加大逆向物流科技投入,積極推進企業逆向物流相關技術創新,不斷挖掘潛力,降低逆向物流回流費用,嚴格控制逆向物流成本。

(二)制定逆向物流管理規章制度,開展逆向物流的入口控制。建立和完善有關物流管理各項規章制度,嚴格按照逆向物流實施細則及操作手冊和工作要求,加強對逆向物資的在庫管理和現場管理。

(三)建立暢通的逆向物流渠道,實現行業資源共享。電力企業要建立暢通的逆向物流渠道,整合企業資源,實現行業資源共享。通過資源共享、互通有無、調制調劑,充分發揮逆向物資的使用效率,不斷提高電力企業的逆向物流管理的能力,從而實現企業經濟效益新的增長點。

(四)構建信息化管理系統,實現科學管理信息共享。建立有效的物流管理系統和逆向物流信息網,加強信息共享,實現科學管理,是現代企業物流管理的必然要求。由于物資管理系統本身的復雜性和繁瑣性,所包含的物資種類眾多,要讓物資管理工作提高到一定的層次,做到系統化、規范化和網絡化,必須采用信息化手段,把物資計劃、采購、倉儲、配送、供應商等的管理納入網絡管理之中,有效地利用共享信息資源,改善企業管理環節,實施有效控制與全程管理。作用于電力企業的物資管理,由于其管理的好壞直接影響到企業的安全、穩定、經濟等生產經營活動及經濟效益,再加上現代物流管理理念及技術在物資管理工作中的應用,物資管理信息化必然成為企業信息化管理的重要且不可缺少的組成部分。

(五)加強工程建設物資管理措施。做好電力工程建設的設計、概算及物資采購管理環節。加強物資計劃管理,強化物資需求控制。在宏觀上,應根據企業年度生產建設投資總量測算材料消耗,把計劃貫穿于物資的采購、發放、消耗、儲備的全過程,突出計劃的嚴肅性和實效性,物資的采購按計劃運行,實行預算定額控制,用計劃約束采購,用計劃控制消耗。對工程回退的剩余物資,要根據物資種類和屬性區別處理,加強對回流物資的保管保養,不斷提高工程建設剩余物資的經濟性、適用性和有效性,充分平衡利庫再利用、減少資金占用。

(六)設立合法的檢測評定機構。

目前電力企業內部設立的電力試驗研究院,是具有行業專屬性質的電力設備檢測評估機構,專門從事對電力設備的實驗和技術檢測評估,但它并不能代表國家權威機構的認定,因此,應盡快設立國家與企業聯合組成的,最具權威性質的合法的檢測評定機構,這樣才能更大限度發揮作用,有助于電力企業行業規范化發展。

五、結語

逆向物流管理是物流配送管理中不容忽視的重要一環,而在實際運作中,不同企業的逆向物流活動又具有不同的特點,因此,各企業在進行逆向物流實施過程中,企業管理者需要把逆向物流提到企業戰略的角度進行實施管理,在政策制度、回收方式、回收渠道以及配套機制等方面制定相應的決策并配備專門的團隊和管理人員開展實施,并根據自身企業的情況,認真分析企業逆向物流存在和出現的問題,并制定針對性的實施策略,這樣才能使逆向物流在不斷的發展完善中成為企業新的利潤提升空間。

參考文獻:

篇2

關鍵詞:污泥處理處置 管理 污水處理

污泥是污水處理的副產物。在污水處理過程中產生的污泥含有重金屬、致病菌和寄生蟲(卵)等有毒有害成分,處理處置不當存在對生態環境和人類健康構成威脅的隱患。長久以來,實現污泥處理處置的減量化、穩定化、無害化成為城鎮污水處理和污泥處理處置管理的重要目標之一。[1]近年來,學者和管理者試圖從技術、政策、管理幾個角度引導污泥處理處置的規范化管理,然而大部分建議仍停留在宏觀層面或理論層面,欠缺具體的優化建議及實踐驗證。

1.城鎮污水處理廠污泥處理處置管理現狀

1.1管理思路及主體單位任責不清

城鎮污水處理廠污泥處理處置是污水處理事業的重要組成部分。污泥處理處置管理涉及污水處理廠、污泥運輸單位、污泥處置單位等主體。在我國城鎮污水處理廠管理運營模式多樣化發展的背景下,污泥處理處置管理總體思路不清晰、不規范等問題凸顯。目前,污泥運輸、儲存、處置等不同環節的實施和管理辦法存在較大差異;主體單位責任與職責劃分不夠明確。

1.2管理重水輕泥、處置能力不足

近年來,“節約用水”、“污水處理與回用”等理念已逐漸深入人心,這得益于國家及相關部門的高度重視與有力宣傳。然而,政府及相關部門卻沒有給予污泥處理處置足夠的重視和準確的定位。以北方某城市為例,2010年全市污泥產量127萬t,而污泥處理廠或無害化處理設施僅6座,年處理量不足污泥總量的50%。長期以來,受“重水輕泥”傾向的影響,許多城市存在污泥處理處置設施相對滯后且嚴重不足等問題。[2]

1.3欠缺過程化管理

眾多管理者將防治污泥污染的監測重心放在污泥處置及應用環節。然而目前,各污水處理廠污泥產生量測量方法及周期不盡相同,甚至有些水廠仍在采用估算方法確定泥量;從污泥運輸單位的招、投標,到污泥的聯運都欠缺有效的管理及規范的制度;污泥產生、運輸、處置等不同環節的管理相對獨立;不能準確收集各環節的信息,無從考察產生泥量與處理處置量的平衡關系。污泥處理處置是一個過程性、連續性的問題,應對其全過程進行管理,尤其是問題集中存在的環節,更應加倍地投入監管力度。

1.4泥、水管理脫節

污水和污泥是對解決城市水污染問題同等重要又密切關聯的兩個系統。為規范管理,相關部門逐年加大對城鎮污水處理廠運行監管力度,然而,污泥處理處置卻沒有成為監管的重點。污泥是污水處理的副產物,其屬性與污水處理廠進水及運行有著千絲萬縷的關系。目前,大多城市污泥處理處置管理呈現了泥、水管理脫節的現象。研究單位及高校開展的相關研究也多以污泥處理處置管理作為一個獨立的研究對象,欠缺與污水處理廠運行狀況的相關性研究。

2.污泥處理處置管理優化

污泥處理處置是一個涉及多承擔主體和環節的復雜問題。建立清晰的管理路徑和有效的管理模式,實現對污泥產生、運輸、處理處置全過程的管理是污泥處理處置有效管理的必然要求。

2.1污泥處理處置全過程鏈式管理模式

結合污泥處理處置流程具有相對固定的特點,以其為依據,建立全過程鏈式管理模式實現管理最為有效和便捷。所謂鏈式管理模式,是指在理清企業內部各考評單元的基礎上,建立考評單元之間相互關聯、相互監督、相互激勵的企業管理運行機制。即采用一條“無形”的鏈將各考評單元連接在一起,使企業管理實現真正意義上的人人參與。[3]

如圖1所示,污泥處理處置全過程鏈式管理模式將管理全過程劃分為污水處理、污泥運輸、污泥處理處置三個階段,每個階段均與其承擔主體相對應,且包含主體在該階段負責的主要工作。利用污泥聯運單使三個獨立的管理階段形成連貫、完整的管理鏈條。污泥聯運單涉及信息包括污水處理廠污泥處置方式、污泥產生量、污泥含水率,污泥運輸量、運輸去向、運輸車輛信息,污泥處理處置方式、最終處理處置污泥量等。在管理模式執行過程中,承擔主體有義務和責任對產生數據進行備案,對其他相關主體的操作與管理進行監督與指正,定期對備案數據進行核查,并按規定將數據信息上報。 [4-6] 全過程鏈式管理模式具有清晰便捷性、連貫完整性、責權明確性、監督互查性等特點。

2.2建立污泥處理處置數據平臺

以污泥聯運單為抓手,全過程鏈式管理模式同時具有對各階段、環節數據進行收集的功能,以滿足信息上報制度的要求。因此,有必要建立污泥處理處置數據平臺配合全過程鏈式管理模式執行,收集數據信息。從近期管理角度出發,這對于準確分析污泥處理處置現狀,查找、追蹤問題等具有重要意義;從長遠管理角度看,它能夠實現利用累積數據信息為管理方向提供參考依據,進一步實現污泥處理處置優化管理。

如圖2所示,污泥處理處置數據平臺收集從污水處理廠進水到污泥處理處置最終環節的各項數據,其中包括水廠預測、產生、運輸、處理處置泥量等。預測泥量是根據污水廠進水水質、處理工藝等預測的,可實現公式計算。作為產生污泥量的考察比較對象及污泥處置能力考察、調整的一項重要指標,預測泥量成功將泥、水管理有效結合,擺脫管理脫節問題。

依托全過程鏈式管理模式,利用數據平臺收集的信息,可實現對污泥處理處置全過程管理及調節。如將水廠預測泥量與產生泥量相互驗證,得到結果一致或趨于一致則說明處理工藝相對合理,相差甚遠則需要對工藝進行推敲或調整。同理,將產生泥量與運輸泥量,運輸泥量與處理處置泥量相互驗證,亦可對管理工作進行核查,查找、追蹤問題原因,并依托鏈式管理模式問責對應承擔主體。同時,長期積累數據可用以驗證城市污泥處理處置能力是否滿足產生需求,指導優化污泥處理處置管理。待條件成熟,污泥處理處置數據平臺應定期向公眾進行公開,成為社會監管污泥處理處置管理的有效載體,從根本上促進污泥處理處置的減量化、穩定化、無害化目標實現。

3.結論

3.1污泥處理處置全過程鏈式管理模式可以實現對污水處理廠污泥產生、運輸、處理處置全過程的管理,具有清晰便捷性、連貫完整性、責權明確性、監督互查性等特點。

3.2污泥處理處置數據平臺收集從污水處理廠進水環節到污泥處理處置最終環節的各項數據,包括污水廠預測、產生、運輸、處理處置泥量等信息,是一個短期可以用于管理運行,查找、追蹤問題,長期可以用于指導規劃、調整能力的有效途徑。

參考文獻:

[1]李亞峰,晉文學,等.城市污水處理廠運行管理[M].北京:化學工業出版社,2010.

[2]崔小浩,李五勤,謝文征,等.北京市污水處理廠污泥處理與處置探討[J].給水排水,2010,36(6): 17-20.

[3]百度百科.什么是鏈式管理模式[EB/OL].省略.2010.

[4]黃文平.城鎮污水處理廠污泥環境監管對策研究――以江蘇省為例[J].環境科學,2011,24(5): 67-69.

篇3

關鍵詞:污水污泥處理處置 污泥處理工藝 污泥土地利用 污泥堆肥

表1 國內已建城市污水處理廠污水污泥處理工藝

序號

污泥處理流程

應用比例

1

濃縮池 最終處置

21.63%

2

雙層沉淀池污泥 最終處置

1.35%

3

雙層沉淀池污泥 干化場 最終處置

2.70%

4

濃縮池 消化池 濕污泥池 最終處置

6.76%

5

濃縮池 消化池 機械脫水 最終處置

9.46%

6

濃縮池 濕污泥池 最終處置

14.87%

7

濃縮池 兩相消化池 濕污泥池 最終處置

1.35%

8

濃縮池 兩級消化池 最終處置

2.70%

9

濃縮池 兩級消化池 機械脫水 最終處置

9.46

10

初沉池污泥 消化池 干化場 最終處置

1.35%

11

初沉池污泥 兩級消化池 機械脫水 最終處置

1.35%

12

接觸氧化池污泥 干化場 最終處置

1.35%

13

濃縮池 消化池 干化場 最終處置

1.35%

14

濃縮池 干化場 最終處置

4.05%

15

初沉池污泥 濃縮池 兩級消化池 機械脫水 最終處置

1.35%

16

濃縮池 機械脫水 最終處置

14.87%

17

初沉池污泥 好氧消化 濃縮池 機械脫水 最終處置

2.70%

18

濃縮池 厭氧消化 濃縮池 機械脫水 最終處置

1.35%

注:表中未注明的污泥均為活性污泥。

表2 幾種濃縮方法的比能耗和含固濃度

濃縮方法

污泥類型

濃縮后含水率(%)

比能耗

干固體(Kw·h/t)

脫除水(Kw·h/t)

重力濃縮

初沉污泥

90~95

1.75

0.20

重力濃縮

剩余活性污泥

97~98

8.81

0.09

氣浮濃縮

剩余活性污泥

95~97

131

2.18

框式離心濃縮

剩余活性污泥

91~92

211

2.29

無孔轉鼓離心濃縮

剩余活性污泥

92~95

117

1.23

從表中可以看出,初沉污泥用重力濃縮法處理最為經濟。對于剩余污泥來說,由于剩余活性污泥濃度低,有機物含量高,濃縮困難,采用重力濃縮法效果不好,而采用氣浮濃縮、離心濃縮則設備復雜,費用高,也不適合中國國情。所以,目前國內推行將剩余活性污泥送回初沉池與初沉污泥共同沉淀的重力濃縮工藝,利用活性污泥的絮凝性能,提高初沉池的沉淀效果,同時使剩余污泥得到濃縮。國內污水廠對此進行了試驗研究,表明這種工藝的初沉池出水水質好于傳統工藝[4]。因此,國內當前將重力濃縮法作為主要的污泥濃縮方法,圖1為國內污水廠所采用的污泥濃縮方法情況。

由于國內經濟狀態和資金短缺,且污泥中有機物含量低,所以重力濃縮法仍然將是國內今后主要污泥減容手段。

1.1.3 污泥穩定

國內目前常用的污泥穩定方法是厭氧消化,好氧消化和污泥堆肥也有部分被采用,并且污泥堆肥正處于不斷研究階段,而熱解和化學穩定方法或者是由于技術的原因或者是由于經濟、能耗的原因而很少被采用[5]。圖2為上述幾種污泥穩定方法在國內所占的比例。

1.1.4 污泥脫水

國內現有的污泥脫水措施主要是機械脫水,而干化場由于受到地區、氣候條件的限制很少被采用。圖3為幾種污泥脫水技術在國內所占的比例。

1.2 國內城市污水污泥處理中存在的問題

國內城市污水污泥的處理起步較晚,其中也存在許多問題,主要表現在以下幾個方面:

1.2.1 污泥處理率低、工藝不完善

我國存在著重廢水處理,輕污泥處理的傾向。很多城市未把污泥的處理作為污水廠的必要組成部分,往往是污水處理廠建成后,相當長的時間后才建污泥處理系統,造成我國城市污水污泥處理率很低。從表1的工藝中也可以看出,國內城市污水廠的污泥處理工藝是很不完善的。污泥經過濃縮、消化穩定和干化脫水處理的污水廠僅占上述城市污水廠的25.68%。這說明我國70%以上的污水廠中不具有完整的污泥處理工藝。不具有污泥穩定處理的污水廠占55.70%,大量未經過穩定處理的污水污泥將對環境產生嚴重的二次污染。不具有污泥干化脫水處理的污水廠約占48.65%。污泥經濃縮、消化后,尚有約95%~97%含水率,體積仍然很大。這樣龐大體積的污泥如果不經過污泥的干化脫水處理,將為運輸及后續處置帶來許多不便。

1.2.2 污泥處理技術設備落后

當前我國有些污水處理廠所采用的污泥處理技術已經是發達國家所擯棄的技術,其水平還停留在發達國家的70、80年代的水平,有的甚至是國外的60年代的水平。而且有些污泥處理技術根本不合乎國內的污水污泥特性,對所采用的技術缺乏必要的調查研究。污泥處理設備也比較落后,性能差、效率低、能耗高,專用設備少,未能形成標準化和系列化。因此,限制了我國污泥處理技術的提高和發展。

1.2.3 污泥處理管理水平低

很多已建成的污泥處理設施不能正常運行,除技術水平外,管理水平低也是重要因素。大部分污水廠的管理人員和操作人員的素質較差,缺乏管理經驗,不能有效地組織生產,加上技術人員少,各個專業不配套,所以一旦生產上出現問題,不知如何處理,有的污水處理廠的污泥處理系統只好長期停止運行。提高污水廠的管理水平,早日實現科學管理是保證污水廠污泥系統長期運轉的關鍵所在。

1.2.4 污泥處理設計水平低

我國排水事業有很大發展,積累了較為豐富的污水處理設計經驗,并培養了大批設計人材。但在污泥處理方面,我國還缺乏實踐經驗和設計經驗,尤其是污泥處理系統的整體水平還比較低,從已建成的污水處理廠的污泥處理裝置看,運行工況不佳,不能保證長期運行,很多廠的裝置建成后,又進行較大的技術改造,造成人力、物力和財力的極大浪費。

1.2.5 污泥處理投資低

國內污泥處理投資只占污水處理廠總投資的20%~50%,而發達國家污泥處理投資要占總投資的50%~70%。

1.3 我國城市污水污泥處置的狀況及分析

城市污水污泥的處置途徑包括土地利用、衛生填埋、焚燒處理和水體消納等方法,這些方法都能夠容納大量的城市污水污泥,但因國家的不同而應用情況有所不同。我國自80年代初第一座污水處理廠天津紀莊子污水處理廠建成投產后,污泥即由附近郊區農民用于農田。其后北京高碑店等污水處理廠的污泥也均用于農田。隨著城市污水污泥產生量和污水處理廠的逐漸增多,目前我國已開始將污水處理廠污泥用于土地填埋和城市綠化,并將污泥作基質,制作復合肥用于農業等。但在國內,總的狀況還是以污泥土地利用的形式為主,將污泥用于農業。可由于國內在污泥管理方面對污泥所含病原菌、重金屬和有毒有機物等理化指標及臭氣等感官指標控制的重視程度還不夠高,因此限制了對污泥的進一步處置利用,圖4為幾種污泥處置技術在國內所占的比例。

國內的污泥處置,即最終出路存在嚴重問題,從上圖可以看到仍有13.79%的污泥沒有任何處置,這將為環境污染帶來巨大危害。污泥散發的臭氣污染空氣,病原菌對人類健康產生潛在威脅,重金屬和有毒有害有機物污染地表和地下水系統。造成這種現象的原因可以歸納如下:由于國內污泥處理處置的起步較晚,許多城市沒有將污泥處置場所納入城市總體規劃。造成很多處理廠難以找到合適的污泥處置方法和污泥棄置場所;我國污泥利用的基礎薄弱,人們對污泥利用的認識存在嚴重不足,對污泥的最終處置問題缺乏關注,給一些有害污泥的最終處置留下了隱患;污泥的利用率不是很高,仍有一部分的污水廠污泥只經貯存即由環衛部門外運市郊直接堆放,尤其是國內一些南方城市很多采用這種方式。這樣的處置方式既影響了污水廠的正常運行,同時污泥的隨意堆放又可能產生二次污染,也造成污泥資源的浪費。因此,我國當前面臨的問題是盡快發展污泥處置技術來解決不斷增長的污水污泥。

2 我國城市污水污泥處理處置對策

2.1 我國城市污水污泥處理途徑

從國內今后的發展趨勢來看,其城市污水處理將形成以國家投資的大型污水處理廠為主,各地區根據經濟發展狀況投資興建的不同規模污水處理廠并存的局面,因此對污水廠污泥的處理應根據污水廠所處的環境位置、處理規模、資金來源、經濟技術水平來確定適合中國國情的工藝方法和技術設備等。

污泥處理的目的是使污泥減容化、穩定化、無害化及綜合利用。對于國內城市的各類污水處理廠來說,應該不斷完善其污水污泥處理工藝,選擇包括污泥濃縮、厭氧消化、脫水等較完善的污泥處理工藝,并積極開發性能良好的、國產的污泥濃縮、穩定和脫水的裝置和機械,以提高污泥的含固率,使后續的污泥處置和綜合利用能順利進行。就選擇污水污泥濃縮技術來說,由于國內城市污水污泥中有機物含量低,所以采用重力濃縮仍然是一種經濟、有效的污泥減容方法。污泥脫水的方法主要包括自然干化和機械脫水,而自然干化由于受到氣候、地區的限制而很少被采用。污泥的機械脫水能有效降低污泥體積,為污泥的后續處置打下良好基礎。現在常用的機械脫水技術有板框壓濾脫水、帶式壓濾脫水和離心脫水等,在實際運行中各有其優缺點,同時污泥的性質對脫水效果影響很大,因此對機械脫水方法的選擇應根據污水廠工藝、運行的特點和污泥處理處置的要求而定。污泥處理時采用不同的穩定方法對整個污水處理的工藝選擇和技術經濟比較有舉足輕重的影響,典型的穩定方法有厭氧消化、好氧消化和堆肥等的生物穩定法及投加石灰的化學穩定法。對目前國內現有的情況來說,應考慮采用基建投資少、運行管理費用低、簡易高效的污泥穩定方法。污泥的中溫厭氧消化法為國內的部分污水處理廠所采用,它不僅能將污泥中的有機物降解,同時殺死部分病原菌和寄生蟲(卵),從而使污泥達到穩定化以及部分無害化,而且消化產生的沼氣還可作能源回收。不過該法投資大,操作管理嚴格,對工藝技術及安全運行的要求也較高,這對國內大型的污水處理廠來說是可行的,而對于國家缺乏技術經濟優勢的小型污水處理廠,采用污泥厭氧消化作為污泥穩定、無害化措施是不可行的。筆者認為,對于小型污水處理廠,一是在選擇污水處理工藝時,可選擇延時曝氣法(如采用氧化溝),由于該工藝產生的污泥隨著泥齡的增長,有機物分解趨于完善,揮發分含量隨之減少,其能量也逐漸降低,污泥趨于穩定。當污泥齡足夠長時,其好氧穩定的結果與厭氧消化穩定的結果很接近[6]。二是采用生污泥直接脫水后進行好氧堆肥的方法,好氧堆肥是利用微生物的作用,將污泥轉化為類腐殖質的過程,可消除污泥惡臭,堆肥后污泥穩定化、無害化程度高,是經濟簡便,高效低能耗的污泥穩定化無害化替代技術。

2.2 污泥堆肥是符合中國國情的污泥穩定技術

污泥農用前最好進行堆肥化處理,目的是經過生物降解作用,使植物養分形態更有利于植物的吸收,另一方面還可消除臭味、殺死病原菌和寄生蟲。

目前世界各國普遍采用的堆肥方法有靜態和動態堆肥兩種,如自然堆肥法、圓柱形分格封閉堆肥法、滾筒堆肥法、豎式多層反應堆肥法以及條形靜態通風等堆肥工藝,這些方法都在不斷發展和完善。

近年來,國內先后建成了一些機械化程度較高的堆肥廠,如無錫、杭州、武漢、上海等地的機械化堆肥技術包括較完整的前處理、發酵、后處理工藝和設備,其堆肥技術在產品質量、運行操作可控性、環境質量等方面的指標都達到了較高水平。天津市污水處理研究所在紀莊子污水處理廠進行的污泥高溫堆肥的試驗和研究中,探索出了一套少加甚至不加調節劑、簡單而便于操作管理的污泥堆肥工藝,同時提出了工藝流程和技術參數,為生產線的設計與建設提供了技術依據。以堆肥處理前、后消化污泥的提取液為試驗液,以草履蟲為試驗對象所進行的綜合毒性研究表明,兩者的半致死濃度相差近10倍,說明堆肥對毒性有機物的降解效果是顯著的[7]。

1997年北京市環境保護科學研究院總結多年研究成果,吸取國內外各類機械堆肥裝置的優點設計、研制了污泥動態發酵器,該裝置效率高、能耗低,便于操作管理和設備化。根據所研制的設備,提出以污泥動態發酵器為核心的污泥制復合肥新工藝路線,建成了1條年產5000t復合肥生產的裝置。生產線包括污泥動態發酵器、混合攪拌器、圓盤造粒機、烘干機、篩分機等組成,運行以后設備穩定可靠、經濟效益明顯。該研究提出的污泥動態發酵無害化及污泥制肥工藝,將在北京市高碑店等污水處理廠的污泥處理處置中得到應用,對于解決北京市的污水污泥處置問題,會起到很好的作用。可以說,該項技術的成果轉化和推廣應用已經有了良好的開端[8]。

2.3 污泥土地利用是符合中國國情的處置方法

一般來說,各國家對于污泥處置方式的選擇應兼顧到環境生態效益與處置成本、經濟效益之間的平衡。一種有效的、適合本國具體情況的污泥處置方法應該是在環境上衛生、社會上被接受及經濟上有效的方法。污泥土地填埋對污泥的土力學性質要求較高,需要大面積的場地和大量的運輸費用,地基需作防滲處理以免污染地下水,填埋場的廢氣可能污染環境等,近年來污泥填埋處置所占比例越來越小;焚燒法的技術和設備復雜、耗能大、費用較高,并且有大氣污染問題;污泥投海受到地理位置和國際海洋有關公約的限制以及對海洋生態系統和人類食物鏈已造成威脅,中國政府已于1994年初接受三項國際協議,承諾于1994年2月20日起不在海上處置工業廢物和污水污泥;污水污泥用作建材是近年處于研究階段的新課題,尚有許多技術難題需要解決。因此,上述幾種方法的使用在我國受到限制。

從污泥的成分看,其中有機物、氮、磷等的含量均高于一般農家廄肥,還含有鉀及其它微量元素[9]。若施用于土地中,對土壤物理、化學及生物學性狀有一定的改良作用。污泥中的有機物質可明顯改善土壤的結構性,使土壤的容重下降,孔隙增多,土壤的通氣透水性和田間持水量提高[10 11],從而改善土壤的物理性質。施用污泥也可提高土壤的陽離子交換量,改善土壤對酸堿的緩沖能力,提供養分交換和吸附的活性位點,從而提高土壤保肥性[12]。污泥中豐富的各種養分,明顯地增加土壤氮、磷養分,并能有效地向植物提供養分[11],減少化學肥料的施用量,從而可降低農業生產的成本。此外,污泥可以使土壤中微生物量增加和代謝強度提高而改變土壤的生物學性狀,所以污泥土地利用是適合我國目前的經濟發展狀況是一種積極的、生產性的污泥處置方法[13 14]。同時,我國是一個發展中的國家,又是一個農業大國,其廣闊的土地資源是發展污水污泥土地利用的天然優勢。因此,無論從經濟因素還是從肥效利用因素出發,污泥的土地利用特別是污泥的農用都是一種符合中國國情的處置方法。這種處置方法一方面可以為國內污水廠污泥找到一條根本出路,另一方面還可緩解我國農村資源的短缺。

2.4 污泥土地利用應注意的問題

2.4.1 加強病原菌和寄生蟲的控制

城市污水處理廠污泥中含有大量的病原微生物和寄生蟲,如不加以控制,則污泥在土地利用或使用過程中會對人畜的健康造成危害。因此污泥在處置或利用前進行高、中溫好氧法或厭氧法處理或采用輻射處理是不可或缺的環節。

2.4.2 重視對污泥中重金屬及有毒有機物的控制

污水污泥中的重金屬和有機污染物含量已成為污泥土地利用的重要限制因素,污泥中往往含有大量的銅、鎳、鎘、鉛、鋅、汞等重金屬和許多種有毒有機物,若農田中長期施用會導致土壤污染,它們被農作物吸收后又通過食物鏈進入人體,從而影響人體健康。盡管國內城市污水廠的污水以生活污水為主,但國內城市污水污泥中重金屬含量還是有部分超過農用標準[2 15]。因此,將污泥作土地利用時,應特別注意污水污泥中重金屬超標問題。污泥中有機污染物的研究工作已經在發達國家開展了很多年,但我們在這方面的研究工作還不是很多。然而,很少研究工作并不意味著我國的污水污泥中不含或少含有機污染物。北京高碑店污水處理廠的污泥中已經檢測到35種含氮芳香族化合物,并有7種已經定量化[16]。因此,在污水污泥中有機污染物與重金屬這兩個領域的研究工作還有很多要做,包括污泥中有機污染物和重金屬的表現形式以及污泥處理過程中它們的變化及對土壤-污泥系統的影響。這樣才可以很好地解決污泥中污染物對環境及人類健康造成的影響。然而,污泥質量根源于污水廠處理的污水的質量,因此也要從污染源著手,降低進入城市污水的重金屬及其它有毒物質的濃度,即必須使排入城市污水管道的工業廢水水質符合《污水排入城市下水道水質標準》(CJ18-86)。

2.4.3 污泥的施用量

污水污泥的農業利用,不僅可以消除污泥對環境的污染,也可使其資源化而提高作物產量。但是,不合理的施用污泥,很可能導致土壤中重金屬元素的積累,造成土壤資源的污染和危害人類的健康。一般來說某塊農田適用污泥數量有一定限度,當達到這一限度時,污泥的農用就應停止一段時間后再繼續進行。具體的污泥施用量應在調查研究的基礎上,根據氣候條件、地理環境、作物種類及土壤同化能力制定適合本地區特點的污泥施用額定負荷量,以確保污泥的農田施用安全。

2.4.4 制定完善標準和法律法規,推廣與普及環境知識

許多發達國家已對污泥的處置利用制定了法律法規,對污泥的標準、施用地點的選擇、水源的保護、病原菌的控制、重金屬的允許施入量、運輸等都作了相應的規定。目前,我國關于污泥施用的標準和法律法規還不健全,比如污泥農業利用中關于重金屬的控制標準只是在研究小麥的基礎上建立起來的,很明顯這樣會存在片面性,因此這樣的標準有待于在科學研究的基礎上進一步完善。另一方面是要向社會各界大力傳播環保知識。污泥土地中的一個重要問題是,要讓廣大的污泥用戶了解科學施用污泥的利益和盲目施用污泥的危害,自覺地遵守污泥土地利用的環境法律法規和科學施用技術規范。

3 結語

隨著我國工業和城市的發展,污水處理率的提高,其產生量必然越來越大。從目前情況來看,國內污泥處理利用技術還比較落后,污泥處理率還比較低,人們對污泥處理處置必要性認識還不夠,污泥的處理處置存在嚴重的不足,許多問題亟待解決。同時,我國是一個農業大國,將經過堆肥穩定化后的污泥進行土地循環利用,應該是國內污泥處置利用較有發展前景的一種途徑。為了解決國內污泥處理處置中存在的問題,充分利用污泥這種資源,減少環境公害,我國必須大力發展污泥處理處置和利用的各種技術。

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篇4

關鍵詞:污泥發酵產物;園林綠化;應用

1概述

近年來,隨著社會的發展,我國城市污泥的年產量不斷增加,不僅制約了城市的發展,對環境造成較大的污染,而且還威脅到了城市人民生活環境的健康。城市污泥的處理已經成為制約城市污水處理行業的關鍵因素,并受到了社會各行各業的廣泛關注。目前,對污泥進行處理的方法通常是通過無害化處理,將其轉化為有益的資源進行進一步循環利用。在對城市綠化建設十分重視的今天,對污泥進行好氧發酵后可將其產物用作城市園林綠化的肥料成為了處理污泥的行業共識,好氧發酵后的污泥與園林土壤混合后會使土壤肥力得到顯著的提升,增加植物的發芽率,提高園林作物的產量和品質。此舉不僅能夠“變廢為寶”,將污泥轉化為有益資源循環利用,提高土壤肥力,促進植被生長,而且污泥發酵產物在園林綠化領域的應用在改善人們生活環境的同時節約了城市綠化成本,進一步帶動了循環經濟的發展。

2污泥發酵產物在園林綠化領域應用的潛在需求和必要性

園林綠化通常對土壤肥力有著較高的要求。就人工草坪種植而言,根據相關數據統計,我國2009年的人工草坪種植面積高達6×104hm2,每年需要的有機肥料量大約為240×104t;而我國的另一項綠化工程-河道邊坡人工綠化,開發和建設規模不斷增加,對有機肥料的需求不斷擴大,以每千米綠化工程需要50t有機肥料計算,未來對有機肥料的你需求量高達50×104t;而在高速公路綠化帶和隔離帶的建設過程中,隨著我國境內高速公路通車里程不斷增加,以每千米施建3.4hm2綠化面積的比例來算,所需有機肥料的量約為108×104t;在城市綠化過程中,園林綠化面積不斷擴大,按照有機肥料使用量0.5t/hm2來計算,每年在城市綠化中施用的有機肥料的量也是巨大的。由此可見有機肥在園林綠化中的使用比例是加高的,大量的有機肥的使用必然會導致園林綠化成本的增加,而污泥發酵產物與園林土壤混合后會使土壤肥力得到顯著的提升,且在一定程度上降低了綠化的成本,故而污泥發酵產物在園林綠化領域應用的潛在需求是較大的。由國內外研究和實際經驗來看,污泥就含有較高的有機質,雖然其含水量較高,性質也不穩定,但是經過好氧發酵等工藝處理后得到的發酵產物含水量顯著降低,有機質的性質也較為穩定,腐熟度也得到提高,在園林綠化中使用能夠有效的提高土壤肥力,使土壤的物理結構得到改善,維持土壤一定的溫度和水分,在減少地表徑流、水土流失、雜草叢生的同時減少了水分的消耗和園林綠化的成本,進一步帶動了循環經濟的發展。當前,我國雖已有多家從事污泥資源化處理的企業,但企業在污泥發酵產物的生產方面的工藝程序不夠合理和嚴格,生產出的產品具有質量不穩定的缺陷,存在較多的銷量問題,且應用領域較窄,總體來說沒有使污泥的資源化利用發揮到其應有的程度,故而進一步提高污泥發酵產物的質量,拓寬應用領域對于污泥發酵產物在園林綠化領域更好的應用是十分必要的。

3污泥發酵產物在園林綠化領域應用過程中存在的問題及解決對策

隨著我國對環境問題的重視度不斷加強,園林綠化的面積和規模均逐年擴大,年增長率也較高。園林綠化對有機肥料的使用要求巨大,以污泥發酵產物與園林土壤混合提高土壤肥力的舉措不僅解決了綠化過程中對有機肥料的大量需求,同時也有利于降低園林綠化的成本。但是由于污泥發酵產物養分不高、有氣味等競爭劣勢,導致其在園林綠化領域應用一定的局限性。

3.1城市綠化對污泥發酵產物的氣味要求嚴格

園林綠化領域包括多個方面,包括人工草坪、城市公共設施綠化、道路橋梁綠化等,尤其是在城市綠化中有明確的要求有機肥料的使用必須滿足在較近距離的范圍內不會散發出較為明顯的嗅覺臭味,以免對人類生活環境造成進一步的不利影響。然而污泥是由工業垃圾、生活垃圾等堆積形成的,本身就有著較為刺鼻的氣味,污泥經過好氧發酵后,雖然氣味有所改善,但是仍不適合在城市等人類生存環境綠化中使用,在很大程度上制約了污泥發酵產物在城市園林綠化中的應用。應對這一問題就需要城市相關部門嚴格控制城市污水的排放和處理,做好生活垃圾的分類回收和處理,在污泥發酵過程中要進一步完善發酵工藝,尤其是對污泥發酵產物氣味的處理,盡可能的使污泥處理產物能夠符合城市園林綠化對有機肥料使用的要求。

3.2污泥發酵產物市場競爭力不足

污泥發酵產物在園林綠化領域中存在的另一個問題就是產品的市場競爭力不足。導致這一問題的主要原因是污泥發酵產物與其他商品化的有機肥料相比養分含量較低,盡管如此,污泥發酵產物的養分含量是符合綠化植物生長需求的。污泥發酵產物不僅有良好的保水性,能夠確保植物生長所需的水分和養分,而且具有前期釋放較快和后期釋放緩慢的特點,這些就意味著污泥發酵產物可以作為一種較為優良的園林綠化有機肥料。除此之外,污泥發酵產物在某些綠化如人工草坪中作為基質材料使用不僅可以有效的發揮其營養特性,增加移植成活率,而且有助于減少水土流失,節約地表資源,降低人工操作成本。通常情況下,園林綠化所需有機肥料的采購都是由政府部門通過固定渠道進行的,因此可以通過制定相關的政策扶持來增加污泥發酵產物的市場競爭力,對采用污泥發酵產物作為綠化有機肥料出臺相應的優惠政策,例如可以根據施用量或者施用面積來予以合理的購買費用補貼或者產品銷售稅的減免;對污泥發酵處理設置專項補助資金等。總的來說,對于污泥發酵產物應用于園林綠化政府部門應予以重點關注和更多的政策扶持。

4結束語

綜上所述,污泥發酵產物在園林綠化中可以作為有機肥料和基質材料使用,且具有提高土壤肥力,促進植被生長,減少水土流失,節約地表資源,降低綠化成本等優點,因此污泥發酵產物有著廣闊的應用前景,但是污泥發酵產物目前在園林綠化中的應用還存在一定的問題,需要進一步完善污泥處理工藝,增加政府采購政策支持和生產、銷售方面的資金補助。污泥發酵產物在園林綠化領域中的應用是當前土地利用較為容易突破的一個方向,同時也是促進資源循環利用的一項重要舉措,與國家可持續發展和低碳社會的理念相符合,因此積極探索污泥發酵的工藝技術難點,以更好的推動污泥發酵產物在園林綠化領域中的應用。

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篇5

【關鍵詞】 城市污水處理廠 污泥 污泥減量

隨著城市化水平的提高,污水處理廠不斷地建成和投入使用,很多未能得到妥善處置的污泥已成為負擔。如果僅是對污泥進行簡單的填埋,將會帶來嚴重的二次污染。如何將數量龐大、含水量高、成分復雜的污泥進行穩妥的安全的處理,達到污泥的無害化和減量化,最終達到資源化,成為各界關注的問題。

1 城市污水處理廠污泥處理現狀與問題

1.1 城市污水處理廠污泥處理現狀

據不完全統計,我國目前每年產生干污泥約1000萬噸,約占總垃圾量的0.4%,且每年以10%的速度遞增。面對如此巨大的污泥產生量及其高速增長趨勢,要求我們在處理污泥問題時要具備長遠的眼光和科學合理的規劃,污泥處理問題刻不容緩。

1.2 我國污水處理廠污泥處理存在的主要問題

我國的污水處理廠在污泥處理方面主要存在以下問題:第一,在污泥處理的規模化成熟技術方面仍存在較大不足,還不能實現對污泥的高效的能量回收和物質利用;第二,在污泥處理問題上,相應的法規、制度尚不健全,無法從市場機制、標準體系、技術政策等方面給予其必要的支撐;第三,污泥處理的責任主體不明確。

2 我國污水處理廠污泥處理的方法

2.1 填埋

對于污泥處理我們以往最常用的方法是在垃圾填埋場處理,這種方法幾乎沒有對技術上的要求,操作非常簡單。但是隨著時間的推移,在城市生產生活產生的垃圾量和污泥產量不斷增加的情況下,污泥中含有的有機物和一些微量元素將會影響到地下水的質量,由此產生的后果也不可估量。同時簡單的填埋處理還將占取大面積的垃圾場,故不能將其作為污泥處置的長久之計。

2.2 焚燒

污泥焚燒在我國污泥處理總量中占據比較小的比例。焚燒可以將污泥中的有機物釋放,能殺死其中的有害物質,而且具有時間快、可回收、減量化等特點。但是在焚燒污泥的過程中,會產生大量的污染性氣體,對空氣環境的影響較為嚴重,且污泥處理的經濟成本遠遠高于收益。

2.3 污泥農用

在我國大多數邊緣化地帶上,污泥農用的處理方式也是可以見到的。這種方式是基于污泥中的一些有機物和部分微生物菌體可以在一定程度上起到促進農作物生長的作用,將其作為一種很好的土壤改良劑。但是同時,污泥中的有害元素也會對農作物甚至土壤環境產生危害。世界上已經有一些國家對此采取措施,杜絕污泥摻雜到農作物的原料中,更不讓污泥在市場中出現。

3 城市污水處理廠污泥的綜合利用

3.1 能源與熱能利用

污泥制油技術可以由兩種工藝技術實現:一種是污泥熱解制油技術。其原理是在無氧或低于理論氧氣量的環境下,將污泥加熱到一定的溫度,利用高溫環境下,污泥的有機質熱裂解和熱化學轉化反應,使污泥中的固體物質分解為油、不凝性氣體和炭三種可燃物質,部分產物可以作為干燥與熱解的能源,剩余可以當能源回收;二是污泥直接油化技術。該技術是在高溫高壓、催化劑的環境下,污泥中的高分子化合物質通過分解、縮合、脫氫、環化等一系列反應后變成低分子油狀物質,目前已經在美國、英國、日本等國家得到推廣使用。

3.2 農業利用

污泥中含有許多植物生長需要的元素,其中有機物的含量尤為突出,可以稱為一種物美價廉的有機肥料。但是將污泥用作肥料使用需要滿足以下條件:達到規定的衛生指標,同時還要沒有病菌,污泥中的營養元素和有機物均達到相關要求,含氮量也應該符合標準量。在滿足上述要求的前提下,在農業生產方面,污泥還是具有相當的可利用價值。

3.3 污泥制作建筑材料

在建筑材料制造領域,污泥具有明顯的資源化利用優勢。由于建材行業對原料的需求量巨大,將污泥中的有害物質分解和固化,就地消化污泥,對于有機含量偏低、不宜農用的污泥不失為一種有效的處理方式,具有廣泛的應用前景。將污泥作為生產生態水泥的原料,也是解決城市污泥處理問題的一條有效途徑。發達國家對于利用污泥等廢棄物生產生態環保水泥已經有了成熟的經驗,在歐洲水泥生產者聯合會旗下的水泥廠中每年都有百萬噸級的有害廢物通過焚燒處理用于水泥生產。

3.4 提取重金屬

城市污水處理廠中的污泥還可能含有部分重金屬,如Hg、Pb、Cu、Zn等,我們可以通過適當調整污泥性狀,向其中添加化學藥劑,用來改變污泥中重金屬的形態,從而利用重金屬和其化合物的特性將其從污泥中分離提取出來。在污泥中添加某些還原劑可以對Hg等具有揮發性的重金屬進行還原使之成為金屬單質,然后對Hg等揮發性的重金屬進行提取,最終達到回收利用的目的;同樣還可以使一些重金屬生成沉淀物沉淀下來后,利用離子交換對重金屬進行分離提純。但是污泥中的重金屬含量總體偏低,而分離提純的成本又較高,所以這種方式目前很少在城市污水處理廠得到實際應用,大部分還停留在試驗研究的階段。

總而言之,隨著社會的不斷發展和進步,污泥處置問題逐漸成為人們在生態環境建設領域的一個重點、難點。如果我們在污泥處置問題上措施不當,污泥會使環境問題更復雜,能源和資源的損失也不可估量。如果污泥能夠得到科學、妥善的處理,它完全可以作為資源再次為我們所利用,并能帶來一定的經濟價值。由于我國在污泥處理方面欠缺經驗,并且區域性處理方式又不盡相同,所以我們在處理污泥的時候,要因地制宜,結合當地的具體情況,對處理污泥的手段要具體分析,最終目的都是要實現污泥的綜合利用與資源化。

參考文獻:

[1]戴曉虎.我國城鎮污泥處理處置現狀及思考[J].水業導航,2012.

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關鍵詞:污泥堆積;污泥處理;安全;技術

Abstract: this year our country town sludge to substantial accumulation, for the environment and residents living conditions caused very big effect. At present our country towns sewage treatment plant sludge treatment technology is relatively backward, sludge treatment rate is low, the equipment is simple, and to the sludge and no clear to put forward, leading to a large number of safe hidden trouble. Improve the urban sewage sludge disposal technology to become a more and more important topic. Thesis mainly through the reference of the existing sludge treatment technology before, to put forward some new types of sludge treatment technology for enterprises to reference.

Keywords: sludge accumulation;sludge treatment; Security; technology

中圖分類號:P624.8文獻標識碼:A 文章編號:

引言

近年來,隨著污水處理行業的高速發展,城市污水處理能力以及污水處理率的不斷提高,污水處理廠的污泥產量也隨之增長,按目前運營的污水處理廠日產生濕污泥量計算,預計到2012年底,我國每天產生濕污泥至少達到近20.5萬噸。然而受認識、資金、技術和政策等因素的影響,我國的污泥處理處置情況并不很理想,很多地方單純追求較高的污水處理率,污泥處理處置單元較為簡化甚至沒有考慮,產生的污泥去向不明,造成了較大的安全隱患。因此,采用合理的污泥處理技術解決城鎮污水處理廠污泥問題已成為迫在眉睫的問題[1]。

1、我國污泥處理處置技術的現狀

目前,我國污泥處理處置技術主要包括:填埋、堆肥、干化和焚燒等,上述處理處置方法特點為:

填埋——城市污泥填埋是一種便利和經濟的方法,但其環境風險較大。在考慮采用這一方法進行污泥處置時,除了泥質要滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)、《城鎮污水處理廠污泥泥質》(CJ247-2007)、《城鎮污水處理廠污泥處置混合填滿泥質》(CJ/T-2007)以外,還要更多的考慮與環衛部門的溝通以及需要達到填埋場要求的技術參數。此外,運輸成本所占比重較大,一般50Km范圍內每噸污泥的運輸成本在40元/噸左右[2]。

堆肥——是一種充分利用污泥的養份,便污泥為農肥,在強化自然營養物質的循環上具有生態意義。然而,工業廢水進入污水處理廠將導致大量重金屬及有毒有害物質累積,使得污泥堆肥變得不可行或者不能被接受。此外,我國污泥堆肥的管理經驗還不十分成熟,如在堆肥過程產生的臭氣、季節性應用的矛盾等問題還需進一步解決。但若能滿足相關標準的污泥堆肥還是非常經濟和便利的處理技術。如果以生物好氧發酵堆肥工藝為處理方法,總投資指標約為20萬元/噸濕泥,總成本約為90~110元/噸濕泥。

干化——是一種通過降低含水率,實現污泥減量化、干化泥在作為肥料、燃料等實現資源化,但成本較高;污泥干化的總投資指標約為35~45萬元/噸濕泥,總成本約為230~280元/噸濕泥。

焚燒——是一種能比較徹底實現污泥無害化處理的一種方式。污泥混合燃燒可利用每個城市的熱電廠、水泥廠和垃圾焚燒廠等。除了達到污泥處理處置目的以外,還可以做到能源回收。污泥單獨(干化)焚燒也是污泥最終處置比較徹底的一種方法,但設施相對復雜,需要獨立運行管理,投資和成本較高。污泥焚燒系統與污泥的熱值有直接關系,在達不到焚燒自平衡的情況下需要額外補充熱源。此外,煙氣的達標排放需要進一步關注,而目前我國還沒有針對污泥燃燒煙氣的排放標準,實際工作需要參照《大氣污染物綜合排標準》(GB16297-1996)、《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2001)等。污泥(干化)焚燒的總投資指標約為40~70萬元/噸濕泥,總成本約為245~490元/噸濕泥(熱值范圍3879~1766Kcal/噸干泥)。

2、污泥處置新技術探討

我國目前目前使用的污泥處理技術存在的較多的問題,污泥處理技術比較落后,污泥處理率較低,設備簡單,而且對于污泥的去向并沒有明確的提出,導致了大量的安全隱患。而且在污泥管理方面,對于相關指標如重金屬、有毒有機物等的重視程度還不夠。污泥對于環境污染越發嚴重,污泥散發到空氣中的臭氣中含有大量的病原菌,對人類的生存健康存在嚴重威脅。大量重金屬和有毒有機物流向地下水系統,對于農作物依賴的土地造成了嚴重的污染,且間接影響了人類的身體健康。因此基于這種現狀,迫切需要需新的有效的污泥處置方法。現介紹幾種新發展的污泥處置技術:

2.1 污泥焚燒技術

污泥焚燒與其他處理處置方法相比,可迅速和較大程度的使污泥達到減量化,而污泥土地利用、填埋和建材利用等后續問題較多,且涉及到多個部門的權限管理,往往在監管和污染控制方面存在漏洞,導致問題更加突出[5]。有研究表明,污泥焚燒成本看似是其他工藝的幾倍,但將其他工藝運行成本的后續費用計算在內,而污泥焚燒可利用電廠的余熱,折算后費用未必最高。污泥焚燒技術對于經濟發達、土地資源緊張的大城市,使用焚燒法處置污泥應是經濟有效的方法。

通過對污泥焚燒處理處置工藝流程的分析,同時結合國外的實例研究,筆者認為污泥焚燒無害化的方式尤其是采用混合焚燒處置污泥,應該是我國今后提倡發展的一種新思路。針對該處理處置方式,有以下建議:

(1)積極利用目前現有的大規模焚燒窯爐(如熱電廠焚燒系統)和水泥廠焚燒窯爐進行焚燒污泥,既可利用原有設施,又解決污泥處置難的問題。

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關鍵詞:污水處理廠; 調試; 活性污泥;問題

Abstract: the paper mainly through the writer's many years working practice, this paper expounds the sewage treatment plant and the music gram processing process and effect, thus further for the music gram processing technology debugging points the analysis and research, and put forward the engineering commissioning, the existence of the water quality and YanYangChi sludge deposition problem, and the corresponding measures.

Keywords: sewage treatment plants; Commissioning; Activated sludge; question

中圖分類號:U664.9+2文獻標識碼:A 文章編號:

1 工程概況

某污水處理廠,總建設規模為4萬m3/d,污水處理廠主要處理來該市經濟開發區的工業廢水及市區西部的生活污水。其中工業企業排放的廢水占污水總量的70%,居民生活污水占污水總量的30%。本工程采用百樂克(BIOLAK)工藝及調試,并提出處理中存在的問題及解決措施。

2處理工藝分析

2.1 工藝概述

污水處理工藝——百樂克工藝,該工藝是一種高效生化處理系統,屬低負荷活性污泥處理工藝,通過生化處理有效降解了污水中的COD、BOD5等有機污染物。該工藝具有占地緊湊、工藝穩定、投資低廉、維護簡單、運行費用低等特點。該技術采用了高效率的底部微孔曝氣頭,并使用移動式曝氣鏈以進一步強化氧氣的傳送效率,確保了運行的穩定。

2.2 工藝流程

污水處理廠工藝流程見圖1。

進水 粗格柵 提升泵 細格柵 旋注沉砂池

壓氧池終沉池穩定池 消毒達排。

污泥回流

圖1污水處理廠工藝流程

污水中含有的較大的懸浮顆粒和漂浮物通過粗格柵、細格柵去除,防止后續處理構筑物管道、閥門水泵機組的堵塞。污水進入集水池后通過潛污泵送到沉砂池,去除污水中比重較大的無機顆粒。然后通過配水井均勻進入2個綜合反應池,在綜合反應池中通過活性污泥對污水中有機污染物進行去除。污水達標排放后排入嶧城大沙河齊村支流。

綜合反應池是污水處理廠的核心,包括厭氧段、好氧段、沉淀段以及后穩定消毒段。污水首先進入厭氧段,利用厭氧微生物破壞污水中的有機高分子化合物,使其成為直鏈烴類,從而提高了廢水的可生化性。同時,設置厭氧段也為系統的有效除磷提供了一個有利的環境。 此外,厭氧段還能夠起到污泥選擇器的功能,有效的防止污泥膨脹。 污水經過厭氧段后進入好氧段,在好氧段利用好氧微生物去除污水中的有機污染物,最終的產物是CO2和H2O。污水經過好氧處理后進入沉淀段,在沉淀段對好氧池內的混合液進行泥水分離,沉淀污泥大部分進行回流。剩余污泥由剩余污泥泵排出到污泥濃縮池。污水則直接進入后穩定段,后穩定段對前段處理污水做進一步處理,以保證出水穩定和富氧。

3工程調試

本污水處理廠工程調試是在設備安裝完工后進行的。在工程調試之前,應該對所有設備、管道以及水下設備進行檢查,徹底清理所有雜物,以避免通水后管道、設備堵塞影響調試的順利進行。

3.1 活性污泥培養

本污水處理廠調試的第一階段對2個反應池同時進行活性污泥的培養。活性污泥培養的實質就是在一段時間內,通過一定的手段,使處理系統中產生并積累一定量的微生物。

該廠接種了棗莊市污水處理廠的脫水污泥。具體做法是在反應池中加入棗莊污水處理廠濃縮脫水后的污泥,悶曝24h,以后每天排出部分上清液并加入新的污水,逐步加大負荷, 此階段不排泥。培養期間通過鏡檢觀察反應池中微生物相的變化,同時進行進、出水水質及活性污泥性能指標的測定(包括COD、BOD5、pH、DO、SV、MLSS、SVI等)。隨著培養時間的增加,觀測到污泥中有大量活躍的原生動物(如鐘蟲)和少量的后生動物(如輪蟲),此時SVI=80~100,SV=18%~20%,MLSS=1200~1800 mg/L,表明活性污泥培養基本成功。此階段完成后, 即進入污水處理廠全面試運行階段。

實際運行過程中,對污水水質分析后發現進水水質較設計水質要低,主要原因是由于污水管網系統還沒有全部建設完成,中途有一些其它污水混入。分析水質其中BOD5/COD=0.29,說明污水可生化性較差,BOD5:N:P=50:10:1,營養元素比例基本滿足微生物生長要求。

活性污泥的培養從10月開始,調試水溫21℃,進水流量1500m3/h。開始采用間歇進水進行活性污泥培養,按照進水1h,曝氣2h,沉淀1h進行,反應池DO控制在2-3mg/L左右,持續一段時間后,當反應池中污泥濃度到300 mg/L左右的時候,開始向反應池中投加新鮮的糞便作為營養物質,在此期間污泥100%回流。同時通過鏡檢,密切觀察生物相變化。并且對

進、出水水質及反映活性污泥性能指標進行測定,包括SV、MLSS、SVI、COD和BOD5等指標。圖2 為好氧池中污泥濃度(MLSS)的變化曲線。通過1周左右的培養,培養過程中MLSS達到1000 mg/L左右。 此后改成連續進水, 污泥回流100%。通過近2 周的培養MLSS 達到1700~2000mg/L,此時SVI=80~110 mg/L。同時鏡檢發現污泥中有大量的原生動物及后生動物。表明活性污泥培養基本成功。

圖2好氧池污泥濃度變化曲線

3.2 工藝調試

活性污泥基本培養成功以后,系統進入調試階段。工藝調試主要是通過調節反應池中的DO、污泥回流比、SV%、剩余污泥排放等參數,使系統正常運行,出水達標排放。

由于污水處理廠曝氣系統設有變頻裝置,DO的控制風機的轉速來實現,這給反應池控制DO帶來很大的方便,調試期間,反應池中DO保持在2-3mg/L。每天通過監測SV%調整污泥回流量,使污泥負荷F/M (MBOD5/(MMLSS•d)在保持在0.05~0.10 kg /(kg•d)。由于該工藝屬低負荷生物處理系統, 系統產泥量少。因此調試期間系統不排泥。

調試后期COD出水平均為38 mg/L,平均去除率為87.9%,SS 出水平均為8.1mg/L,平均去除率為95.5%。BOD5出水平均為5.8 mg/L其平均去除率為93.5%。

4 工程調試中存在的問題及解決措施

經過1個多月的調試,污水處理廠能夠正常運行,并且各項出水水質指標均達到排放標準。但是在調試的過程中發現污水處理廠還存在著一些問題需引起注意。

4.1 水質問題

該污水處理廠處理的主要是棗莊經濟開發區工業廢水及市中區西部居民生活污水,工業廢水占三分之二以上。在經濟開發區內有很多大型的紡織印染企業,由于少部分紡織印染企業不能完全做到達標排放,因此有時排入污水管網的部分污水具有PH值較高,色度較高,對污水處理廠的沖擊負荷非常嚴重,造成污水處理廠系統有時候不正常,出水不能達標。因此建議當地政府部門應該加強管理,加大執法力度,促進工業企業的廢水達標排放,保證污水處理廠的正常運行。

4.2 厭氧池污泥淤積的問題

綜合反應池前段是厭氧池,每個厭氧池設置兩臺潛水攪拌機,由于攪拌機分別安裝在厭氧池兩側同時往中間方向攪拌在每臺攪拌機后面形成了一個死區。調試過程中發現在這部分污泥嚴重沉積,減少了厭氧池的有效容積,影響了厭氧效果因此,整個系統在運行的過程中應該每隔一段時間調整攪拌機的方向,有效保證厭氧池的厭氧功能。

5 結論

綜上所述,通過對本工程污水處理廠工藝調試要點分析,得到了以下的結論:

(1)接種相近水質城市污水處理系統的污泥,有利于啟動生物馴化,具有啟動時間短,節約啟動電耗,節約成本的優點。在該污水處理廠工藝調試過程中,污泥的接種和營養物質(新鮮糞便的投加明顯縮短了微生物培養馴化的時間,將一般為3個月的調試時間縮短為個半月,節約了大量啟動期間的電耗。

(2)由于接種的污泥來自棗莊污水處理廠,棗莊污水處理廠接納了裕泰印染的生產廢水,所以該廠的污泥對印染廢水具有較好的適應性,從而產生更高的去除效率,達到較好的處理效果。

(3)本工藝具有抗沖擊負荷能力強,產生污泥量少,污泥性質穩定,沉降性好的特點。同時具有工程總體投資少,運行費用低等特點。

參考文獻

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【關鍵詞】 生物淋濾 污水污泥 重金屬

1 引言

隨著我國城市污水處理率的逐年提高,污水處理廠的污泥產量也急劇增加。污水污泥通常經過機械脫水后再進行后期處置,傳統的處置方法主要有衛生填理、焚燒、海洋處理和土地利用。其中土地利用是最常用、最具備經濟性的方法[1]。污水污泥中含有占其干重0.5-2%的重金屬[2],因此在污泥土地利用之前必須進行處理以避免二次污染。污水污泥中重金屬的處理基本思路是重金屬穩定化(控制重金屬的生物活性)和減量化。但污泥穩定化后,隨著土壤pH、氧化還原電位等環境條件的改變,重金屬有可能重新溶出或其生物毒性增加而造成污染。因此,高效且經濟的生物淋濾方法成為了研究的熱點[3]。

2 主要微生物種類及特征

可用來進行生物淋濾的細菌有硫桿菌屬、氧化亞鐵鉤端螺旋菌屬、硫化桿菌屬、酸菌屬、嗜酸菌屬以及其它與硫桿菌聯合生長的兼性嗜酸異養菌。其中,應用最廣泛的是氧化亞鐵硫桿菌,其次是氧化硫硫桿菌和鐵氧化鉤端螺旋菌[4]。一般說來,應用于淋濾重金屬的微生物以其生長的溫度可以大致分為中溫菌和嗜高溫菌。

2.1 中溫菌

中溫菌主要有氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌、器官硫桿菌、嗜酸硫桿菌、溫浴硫桿菌和氧化亞鐵鉤端螺旋菌。其中氧化亞鐵硫桿菌的最適溫度在30-35℃之間,其最適pH為2-3。氧化亞鐵硫桿菌的生物膜由外膜、肽聚糖、周質區和內膜構成。周質區存在鐵氧化酶,從外界培養液跨膜運輸到周質區的Fe2+在鐵氧化酶催化下失去一個電子,這個電子傳遞給分子氧并伴隨H+和能量的吸收,這一能量使細胞內ADP(二磷酸腺苷)和Pi(無機磷)結合成ATP(三磷酸腺苷)使細菌得以生長繁殖[5]。氧化硫硫桿菌是普遍存在于污水污泥中的微生物,它通過氧化還原性硫來獲得能量,其最適溫度在28-30℃之間,最適pH為1.5-2.0。

2.2 嗜高溫菌

在較高溫度的條件下,古菌成為了重金屬淋濾的優勢菌種[6]。Sulfobacillus thermosulfidoxidans及其相近的菌種可以在較高溫度條件下實現較快的淋濾速率。極端嗜高溫菌可以在70℃時生長,并利用硫或硫代硫酸鹽作為能源,主要包括Sulfolobous viz.S. ambivalens、S. brierleyi和Thiobacter subterraneus。

3 生物淋濾機理

污泥厭氧消化是國內外污泥消化的主要形式,厭氧消化污泥中重金屬70%以難溶性的硫化物(Cr主要以Cr(OH)3形式)形式存在[7],在氧化亞鐵硫桿菌等細菌的作用下,金屬硫化物變成可溶性的金屬硫酸鹽,通過固液分離可達到去除污泥中重金屬的目的。

一般認為生物淋濾污泥中重金屬有兩種作用機理[8-9]:

3.1 直接機理

細菌通過其分泌的胞外多聚物直接吸附在污泥中金屬硫化物(MS)表面,通過細胞內特有的氧化酶系統直接氧化金屬硫化物,生成可溶性的硫酸鹽,見式:

M表示重金屬 (1)

通常,污水污泥中的金屬硫化物如NiS,CuS和ZnS等可以通過上式所示的機理被溶解。

3.2 間接機理

在以硫為基礎的淋濾過程中,污水污泥中的元素硫或還原性硫化物通過氧化硫硫桿菌氧化成硫酸,進而污泥中的pH來提高重金屬的溶解[10]。

(2)

(3)

Me為二價金屬。

在以鐵為基礎的淋濾過程中,細菌在液相中先將Fe2+氧化到Fe3+,Fe3+隨后再通過與重金屬硫化物的反應而淋濾出來。在這個過程中,細菌不需要接觸到礦物的表面[11]。

(4)

(5)

反應式(4)和(5)構成了一個循環,使得越來越多的重金屬被淋濾出來,在反應式(5)中產生的硫酸還可以促進以硫為基礎的間接淋濾過程。

4 淋濾模式

4.1 序批淋濾模式

目前,關于污水污泥重金屬淋濾的實驗室研究大多都是在序批式反應器中進行。Wong和Henry[12]報道了在序批實驗中使用氧化亞鐵硫桿菌淋濾厭氧消化污泥的研究。在以FeSO4為能源時,8d內對Cu、Ni、Zn、Cd和Pb的去除率分別為65%、78%、87%、86%和0%。淋濾的最佳起始pH是4,最佳的溫度范圍是25-30℃。與純培養的氧化亞鐵硫桿菌淋濾序批實驗相比,氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌混合菌種對重金屬的淋濾效果要高10%。10 d內混合菌種對厭氧消化污泥中Zn、Cu、Cd和Pb的去除率分別為95%、75%、50%和55%。針對23種市政污水污泥的序批淋濾實驗結果表明,氧化硫硫桿菌對重金屬的平均溶解率為62.5%,要高于氧化亞鐵硫桿菌的49.5%[13]。不同菌種的淋濾效率的差異主要是由于系統間pH的不同所致,一般認為較低的pH會導致污泥中重金屬較高的溶解率。對與大多數的污泥中的重金屬來說,高效淋濾所需的pH范圍是2-3之間。在淋濾序批實驗中,雖然大部分的研究針對的都是厭氧消化污泥,但是Couillard等[14]報道了使用氧化亞鐵硫桿菌淋濾好氧污泥的研究。在提前將污泥酸化至pH為4,假如FeS作為能源的條件下,污泥中的重金屬能在1-2d內實現高效的溶出。由于氧化亞鐵硫桿菌對簡單的有機物,如有機酸、低分子量糖類、氨基酸等特別敏感,所以污泥中含有較高濃度的有機物會抑制其序批淋濾效果[15]。

4.2 連續淋濾模式

連續淋濾模式可以提高污泥處理量,適合于大規模的應用,但是目前對此的研究很少。連續模式的淋濾研究一般均在連續攪拌反應釜(CSTR)中進行。Couillard和Mercier[16]報道了使用氧化亞鐵硫桿菌在CSTR和帶污泥回流的CSTR(CSTRWR)系統中的淋濾研究結果。在HRT為1、2、3和4d,以1g/L的FeSO4·7H2O為能源時,CSTR與CSTRWR有基本一致的淋濾效率,對Ni和Cd的去除率分別為82.4-83%和83.3-85%。Tyagi等[17]研究了使用純培養氧化亞鐵硫桿菌的連續淋濾反應器中HRT、污泥回流比的影響。研究結果表明在HRT為0.75d,回流比為20%的情況下,超過90%的Cu和Zn能被淋濾出來。而Seth等[18]的研究發現當連續式淋濾工藝的HRT為14d,使用1.5g/L的S作為能源時,Cd、Cu、Ni和Zn的去除率分別為50、33、48和74%。

4.3 污泥消化與同步生物淋濾

污泥消化與同步生物淋濾(SSDML)是污泥消化過程和生物淋濾過程在同一個反應器中進行,實現病原體、污泥揮發性固體和重金屬的同步去除。SSDML可以在序批或連續式曝氣攪拌槽反應器中得以實現。通常,以硫為基礎的生物淋濾過程在中性pH的條件下開始反應,所以可以與好氧污泥的消化過程組合在一起。Tyagi等[19]的研究結果表明污泥固體含量對SSDML工藝有明顯影響,重金屬的溶解率隨著污泥固體含量從8.7提高到29.6g/L而降低。氧氣濃度對SSDML工藝也有明顯影響,當氧氣濃度從2提高到7 mg/L時,氧化還原電位、酸化率和總揮發性固體的降解率都得到了提高[20]。

5 規模化應用存在的問題

盡管生物淋濾技術可以高效的去除污水污泥中的重金屬,但是目前還沒有實現規模化應用。目前主要存在的技術問題如下:

5.1 污泥肥料成分含量的損失

污泥生物淋濾過程中存在一個主要的關注熱點是可能的肥料成分含量的損失。污泥中75%的營養元素可以在淋濾的過程中損失掉。在淋濾過程中,pH通常都降至2以下,在降低的pH和較高的氧化還原電位條件下使得污泥中的有機物被氧化,進而使得污泥中的營養元素被溶解出來。N的損失也可能是因為污泥中微生物的蛋白質結構被破壞所致。淋濾的時間越長,損失的營養元素含量將會越多。Shanableh和Ginige[21]發現在生物淋濾污泥過程中有76%的P和38%的N被損失了。Wong等[22]發現在較低的起始pH時,以氧化亞鐵硫桿菌淋濾污泥會有39%N和45%P的損失,但是在pH為6時N和P的損失基本可以忽略。Blais等[23]也發現在污泥起始pH為1.5時,淋濾過程會有44%的P損失,而起始pH為2.5時P的損失只有6%。

5.2 污泥調理和脫水性能

在生物淋濾技術規模化應用前另一個需要注意的是污泥的調理和脫水性能。淋濾過程完成后,污泥需要在絮凝劑的幫助下進行脫水,脫水后的污泥中和后才能作為肥料使用。然后,在pH小于2的情況下,高分子聚合物產生的絮體很小并且易碎,使得污泥調理和脫水變的非常困難。因而只能將pH調高至2-3之間或加入雙氧水提高氧化還原電位來克服這個問題。保持污泥的脫水性能對于淋濾后高效的固液分離具有重要意義[24]。

5.3 經濟性問題

與傳統的污泥中重金屬去除方法相比,生物淋濾工藝被認為是高效經濟的,它只需要傳統化學法1/5的成本。通常,生物淋濾過程需要16-20d,在此期間需要足夠的曝氣和攪拌。去除重金屬的成本除了包括化學藥劑、攪拌、曝氣、基建和運行費用外,還應包括污泥調理、脫水以及從酸性濾出水中回收重金屬的費用。Sreekrishnan和Tyagi[25]發現生物淋濾工藝(氧化硫硫桿菌)僅在較低處理容量和高固體濃度時具有吸引力。

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[18]Seth, R., Henry, G.J., Prasad, D., 2006. A biological process that reduces metals in municipal sludge to yield sulfur enhanced biosolids. Environ. Technol 27,159-167.

篇9

[關鍵詞]水資源;城市污水處理;污水處理廠;現狀;對策

中圖分類號:TG333.75 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)35-0371-01

一、前言

據相關資料表明,我國水資源非常的貧乏,人均占有水資源只有2220立方米,是世界平均水平的的1/4,屬于嚴重缺水國家之一。再者,水資源污染嚴重。十一五”期間是我國大陸地區城鎮污水處理設施建設取得跨越式發展的五年。在2005年對5個城市內湖水質監測,全部屬于V類和劣V類。同時,經濟騰飛也帶來了城市水資源的嚴重污染,工業廢水排放量大,占全國廢水排放總量的55.3%。所以污水處理廠作為城市水資源的一個凈化器,對于我國水資源的建設有著舉足輕重的作用。

我國對環境質量建設的腳步日益加快,2006年,城市水污染廠也由266座增加到937座,污水日處理能力大大加強。隨著我國城市水污染廠數量和規模上的不斷提升我國的城市生活用水也得到了很大改善。但是面對日益增長的用水需求還是存在很多問題。

二、當前污水處理廠存在的問題

1、機制不完善,監督不到位

我國的污水處理系統和配套設施都是由政府“親手抓”、“親手做”。這種一肩挑的機制不僅因為政府機制的冗雜而變得效率低下,還因為建設、監管合二為一,相互聯系,導致監管力度不夠,根本達不到建設要求。

2、工藝技術落后

污泥源頭減量、預處理技術、污泥消化技術都已經非常成熟,但是還需要進一步研究優化,充分發揮其優勢;臭味大、周期長是污泥堆肥技術長期以來難以解決的問題,在以后技術研究過程中要盡快攻克這個難題;污泥協同處置和焚燒技術容易造成環境污染。

3、污水利用率低

我國城鎮生活污水再生利用量只有污水處理量的4.6%。污泥利用率只有20%。污水處理廠大部分只對污水經過一部分凈化處理然后排入水體,并沒有對污水進行充分利用。

污水經過一定標準處理就能達到生活用水的品質。特別是在水資源匱乏的地區,利用污水來優化回水系統能夠緩解水資源和城市用水之間的矛盾。政府要制定一系列措施支持和鼓勵中水回用,防止浪費。同時對污泥也要進行回收利用。因為我國在中水回收利用和污泥回收利用的技術比較落后,就需要加大對回收利用的研究。

4、運營成本較高

在2006年,我國城市污水處理廠運行費用達到101.6億元,而征收的污水處理費用只有37.億元。完全不能滿足污水廠運行費用。很多污水處理廠在設計之初就缺乏科學依據,只是在規模、技術上一味追求大、新。未考慮到整個去污系統實際運營成本,導致有些污水處理廠因運營不濟成停運或者半停運狀態。

污泥運營成本高是多方原因造成的。政府要鼓勵多種資金進入污泥處置建設中去,利用市場機制吸納運營資金。同時完善收費體質,不能造成收費漏洞。

5、污泥定義不清,責任主體不清

要研究污泥的利用率就要先明確污泥處理的定義。我國對污泥處置的概念還是混淆不清的。處置方式也受到污泥概念的影響。污水處理、污泥處理、污泥處置的目標不明確,也影響到了技術路線和技術標準。從而在實際污泥處置過程中無法辨別責任主體。

6、污水處理廠規模不符合實際情況

污水處理廠的規模不管資金多少,都要根據當地實際情況進行建造。規模過大,會加大資金投資,拉長建設周期,投入與產出不能形成正比。規模過小,滿足不了當地污水處理需求,形不成規模效益。所以污水處理廠的建設要在一個適當的規模上。有數據表示:超過30萬t/d處理能力的大型污水處理廠就不具有規模經濟效益了, 相對而言, 小型( < 1萬t/d) 和規模為5~ 20萬t/d 處理能力的污水處理廠效率較好。

7、設備匱乏

我國多采用國外污水處理設備,品種、類型、型號繁多。污水處理設備是經常需要維修的,因為設備檢修、備件購買、設備替代都給污水處理廠的管理帶來了極大的不便。究其原因還是因為我國沒有相應的設備能夠代替國外設備,設備的品質和標準不能與國際接軌,一個品牌一個標準。

8、缺乏監督體系

污泥的各個環節都存在不同的風險,比如在運輸、儲存、處理處置的過程中有污泥泄露污染環境,也有厭氧硝化處理會引起火災,給環境和生產生活帶來各種不可預測的風險。

三、相關對策和建議

1、加大對污水處理設施的投入

目前, 中國城鎮生活污水的處理率仍舊不高, 隨著城市化進程的加快, 以及經濟的迅速增長, 城鎮生活污水處理的壓力會越來越大, 雖然近幾年國家對污水處理的投資有所增加, 但與國外相比差距依然很大, 發達國家用于排水設施和污水處理方面的投資占國民經濟總產值的0. 53%~ 0. 88% , 而中國僅為0. 02%~ 0. 03% , 因此, 今后中國仍需要加大對城市污水處理設施的財政投入。對于東部發達地區, 地方政府在充足的財政收入中一定要將建設城市污水處理設施納入重點支持范圍, 加快城市污水處理步伐, 改善城市水體環境; 而對于廣大的中、西部地區,國家要在財政上給予政策性支持, 設立專項資金用于支持城市污水處理設施建設,提高中、西部地區的污水處理率,從而實現中國城鎮生活污水處理的平衡發展。

2、加快污水處理企業改革的步伐

在中國很多城市, 污水處理及配套設施系統都是事業單位或準事業單位的運營方式,由政府收取排污費,給污水處理廠按事業單位撥款, 政府在污水處理投資、建設、監管中完全是/一肩挑0, 這就使得中國污水處理事業的發展進程比較緩慢,效率低下。有些地方雖進行了體制改革, 但不夠徹底、到位,難以適應市場經濟發展的需要。因此,必須加快體制改革和創新力度,建立現代企業制度,改變依靠財政的狀況,降低運行成本,提高經營效率,將污水處理單位改制為企業法人,實行政企分開,從而建立企業自我激勵和自我約束的機制。同時,鼓勵企業規模化經營,支持企業跨區域投資運營,盡快實現利用市場機制,引入符合行業特征、有限且有效的競爭。

3、拓寬城市污水處理設施建設的投資渠道

改變原來的投資、建設和運營體系, 建立政府、企業、社會的多元化投入機制,實現投資主體多元化、運營主體企業化和運行管理市場化, 這樣必將拓寬中國城市污水處理的投資渠道,提高國家投入資金的使用效率。

目前,城市污水處理廠的BOT,TOT 模式已在部分地區開展,盡管在具體實施過程中還存在不少問題,但隨著政策制定和管理體制的不斷完善,這種模式應該也會得到不斷發展和完善。

4、提高污水和污泥的資源化程度

城市污水經過處理,達到一定的標準之后, 就成為了資源, 尤其是干旱、半干旱的缺水地區,如果直接排入水體而不進行有效利用,就是一種浪費。因此,建設分類供水系統,為實現中水回用建立基礎,通過制定積極的政策措施, 采取經濟手段,鼓勵中水回用,防止浪費,是節約水資源、合理科學利用水資源的最佳方式。

同樣, 對于污泥回用,也要采取積極的經濟政策來鼓勵和支持,加大對污泥處理的研究力度,保證污泥得到有效處理, 不造成二次環境污染,最大限度地利用污泥,變廢為寶、變害為利,同時還要加大有關部門的監管力度,實現污泥利用的資源化、無害化。

四、總結

隨著社會的快速發展,解決我國污水處理廠現在存在的問題迫在眉睫。應該根據我國污水處理廠的實際問題進行合理規劃、統籌兼顧,不能因小失大,對環境、經濟、社會產生不利影響。

篇10

Pan Yamei;Chen Shujuan;Wang Liangzhong

(Nanjing Normal University College of Energy and Mechanical Engineering,Nanjing 210042,China)

摘要:本文通過分析傳統污泥處理方法,提出一種新的污泥處理方法――利用鍋爐余熱干化生活污泥用作電廠原料。對比了新舊方法的利弊。

Abstract: Through analysis of traditional method of sludge treatment, a new method of sludge treatment, using sewage sludge dried by waste heat of boiler as the raw material of power plant, was put forward in this paper, and the advantages and disadvantages of the old and new methods were compared.

關鍵詞:污泥 污泥處理 鍋爐余熱干化生活污泥

Key words: sludge;sludge treatment;sewage sludge dried by waste heat of boiler

中圖分類號:X7 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)29-0312-01

0引言

城市污水污泥是污水處理過程中必不可少的副產品。目前我國年產干污泥近30萬噸[1],折合濕污泥含量約為750萬噸(96%的含水率)。大量的污泥未能及時得到合理處理而成為污水處理廠沉重的負擔。有資料表明[2],在建成的污水處理廠中90%以上沒有污泥處理的配套設施,60%以上的污泥未經任何處理就直接農用,而消化后的污泥也由于未進行無害化處理而不符合污泥農用衛生標準。

1污泥的處理方法

目前國內外污泥的處理方法如下:

1.1 污泥填埋處理污泥填埋處理操作上相對簡單,但是對場地的要求較高:既要防止滲濾液、微生物對地下水體的污染,還要考慮污泥發酵所形成氣體的二次污染。目前我國污水處理廠污泥填埋問題尤為突出。一是消耗大量土地資源,不少城市很難找到新的填埋場;二是產生大量滲瀝液,由于含水率較高,污泥加劇了垃圾填埋場滲瀝液的污染,大部分和垃圾混合填埋的垃圾場存在拒收污泥的現象;三是對填埋氣進行資源化利用的填埋場較少,填埋氣體污染大氣,并存在安全隱患。

1.2 污泥農業利用相對于污泥填埋處理,污泥農業利用的投資少、能耗低、運行費用低,被認為是最有發展潛力的一種處置方式。污泥土地利用,尤其是在相關法律法規及相關政策完善的情況下,將發酵后的污泥作為園林綠化、苗圃、土壤改良以及覆蓋土是一種有效的污泥處置途徑。但是污泥農用的產品將直接和人類的食物鏈發生關系,而目前國內外對污泥農用的風險性研究還不夠深入。目前,我國關于污泥農用風險的研究體系尚不健全,對于污泥處置的風險研究可用數據不充分。

1.3 污泥土地利用美國EPA技術文件中所提到采用污泥專用處置場(Dedicated disposal site)和污泥專用有效利用場(Dedicated beneficial use site)進行污泥處理。污泥專用處置場(Dedicated disposal site)作為污泥土地處置方式的一種,目的是為了獲得最大程度的污泥施用率(可高達220~900Dt/(ha.a))。由于大量地、重復地施用污泥,專用處置場上一般不適宜進行種植。污泥專用有效利用場(Dedicatedbeneficial use site)則是屬于污泥土地利用的一種形式,但其污泥施用率較其他的土地利用形式高得多(第一年的施用率可高達150~200Dt/ha)。在污泥專用有效利用場上,通常用來種植不進入人類食物鏈的植物,該技術在我國應用不多。

1.4 污泥綜合利用污泥作建材利用是近年來一種新興的污泥回用方法,較農業利用、能源化利用具有經濟效益明顯、無處置殘留物等優勢,是污泥資源化處置的一個重要發展方向。與發達國家比較而言,我國在污泥建材利用發展方面有些落后,雖然在污泥制磚方面的研究確實不少,但缺乏實際的工程應用。

1.5 焚燒處理污泥焚燒處理法是最徹底的污泥處理方法,污泥干化焚燒是今后我國提倡的方向,尤其是采用有焚燒后余熱干燥污泥體現了節能減排,循環經濟的思想。但此方法的缺點也不容忽視,如需要投入大量的基礎設施資金和運行費用,還需要消耗大量的能源,而能源價格又不斷上漲,設施成本和運行費用昂貴。

2污泥處理技術目前存在的問題

傳統的污泥的主要處置方式有填埋、焚燒、排海、農用等。在國外,西方發達國家經濟實力雄厚、科學技術先進、其處理程度一般較高。其中,西歐以填埋為主,美、英、北愛爾蘭三國以農用為主,而日本主要采用焚燒,而在我國,由于經濟和技術所限,目前污泥尚無穩定而合理的出路,基本還是以農肥的形式用于農業。并且大多數污泥未經任何處理就直接農用,由此產生地環境問題直接危及人體健康。為此,我國于1984年頒布并實施《農用污泥中污染物控制標準》(GB4284-84),這對于污泥農用的規范化起到一定的指導作用。

但是傳統的污泥處理方法都存在一定弊端,且污泥也沒有達到有效的資源化發展。污泥排海也并未從根本上解決環境伺題,同時也造成了海洋污染,對海洋生態系統和人類食物鏈已造成威脅,受到越來越強烈的反對。

3新工藝流程

3.1 新工藝工作原理利用目前火電廠排放的余熱干化生活污泥以及印染污泥以提高污泥本身的熱值并且減少煙塵中的SO2和粉塵含量,干化后的污泥可以做為電廠發電的燃料添加劑。工藝采用風機1加速鍋爐尾氣的流動速度以更好的干化污泥,風機2加速了干化污泥后的尾氣的流速,使之及時的排除煙道,保證了煙道的通常。

3.2 新工藝的設計思路新工藝秉承節能減排的思想,在減少污泥排放的同時合理利用了污泥的有效熱值,節約了有限的化石能源――煤。為污泥的資源化利用找到了一條新的途徑,為電廠能源來源找到了新的選擇。

4展望

總結以上污泥處理方式,普遍存在成本高、處理不徹底等缺陷,受經濟因素影響大,在污泥污染早期時往往不被重視,拖延了時間,污染不斷加重,導致后期更難治理,花費更多。新的污泥處理方法――利用鍋爐余熱干化生活污泥用作電廠原料,使得污泥處理有了新的途徑,相信在不久的將來污泥處理定會有新的突破。

參考文獻: