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城市汙泥處置技術綜述

2019-04-02  來自: 中國水網 瀏覽次數:47

1.衛生填埋

汙泥衛生填埋技術開始於20世紀60年代,分為混合填埋和單獨填埋。混合填埋指汙泥與生活垃圾充分混合、平展、壓實,最後填埋處置;單獨填埋指汙泥經過簡單滅菌處理,在專門填埋場地進行填埋處置,在其上覆以惰性、黏性土壤,種植綠色植物進行生態修複,分為溝填、掩埋和堤壩式填埋三種類型。衛生填埋技術操作簡單、汙泥無需高度脫水(自然幹化)、無毒無害化成本較低。但同時衛生填埋技術自身也存在許多問題,如處理周期過長(汙泥穩定化時間為2-7年),侵占土地嚴重,填埋坑的滲濾液可能導致土壤和地下水汙染等。

由於土地資源有限、滲濾液對土壤及地下水的潛在汙染風險,使填埋技術進一步發展受到限製。近年來發達國家汙泥衛生填埋處置所占比例越來越低,英國城市汙泥衛生填埋比例由1980年的27%下降到2005年的6%,並征收汙泥衛生填埋處置稅;法國自2005年起禁止汙泥填埋;2009年後美國關閉大多數汙泥填埋場。我國在2009年發布的《城鎮汙泥處理廠汙泥處理處置及汙染防治技術政策(試行)》明確規定,不具備土地利用和建築材料綜合利用條件的汙泥才可以采用衛生填埋處置,同時越來越多的地區開始減少甚至限製填埋場的建設。

2.汙泥焚燒

汙泥焚燒技術是在有氧條件下對汙泥高溫熱處理的技術,常用於處置毒性強、危害大的有機汙泥和剩餘汙泥。城市汙泥中含有大量有機物和纖維木質素,脫水幹化後直接焚燒,有機物全部碳化,同時徹底殺死汙泥中病原菌與蟲卵,減少汙泥體積,最終成為更加穩定的灰渣。

汙泥焚燒技術處理速度快,無害化徹底,無需長時間儲存,處置占地麵積小,同時餘熱可用於發電或供熱等。汙泥焚燒設備主要有立式多段爐、同轉窯焚燒爐和流化床焚燒爐。目前汙泥焚燒技術在西歐和日本己得到廣泛應用,日本的汙泥焚燒量己占汙泥處理總量的6O%以上,歐盟也在1O%以上。我國座大型汙泥焚燒處理設施——深圳市市政環衛綜合處理廠於1988年11月投產,己運行約2O年,為汙泥焚燒發電積累了許多經驗;2005年建立的青島汙泥焚燒發電工程,日處理汙泥量可達26t,每小時可發電700多度。

汙泥焚燒技術也存在一些問題。首先汙泥含水率較高(多在60%以上),燃燒要求高,導致處理設施投資大,能耗高,處理及維護費用高;其次,汙泥焚燒易產生有毒有害氣體例如酸性氣體、二英等,容易產生二次汙染。據日本國土交通省統計,汙泥焚燒過程中產生的N2O的量占汙水處理行業溫室氣體排放總量21%;另外,汙泥中含有大量有價值的生物資源,焚燒後此類資源未得到充分利用,不符合可持續發展需求,因此這些問題限製了汙泥焚燒技術的進一步推廣。

3.土地利用

城市汙泥含有豐富的有機質、氮、磷、鉀等有益成分,同時具有強黏性與強吸水性,能明顯改善土壤的物化性質,有利於形成土壤團粒、提高團粒的水穩定性和保水能力,減少水土流失,顯著提高土壤肥力與生物活性,實現農業生態環境的良性循環。因此土地利用也是城市汙泥處置的重要潛在途徑之一。

雖然汙泥可以用於鹽堿地、沙地及受損土壤的修複改良,但由於城市汙泥中也含有某些有毒有害物質和病原體、寄生蟲卵等,若汙泥未經預處理直接土地利用,濃度過高的氮、磷物質會導致地下水汙染;重金屬(汞、鋅、鉻、鉛、鎳等)可能造成土壤的二次汙染,並有可能通過食物鏈進入人體;另外,病原體、寄生蟲卵會對環境和公共衛生造成影響。這些都是汙泥土地利用在實際應用中亟需解決的問題。


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