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我国城市污泥的处置与利用
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我国城市污泥的处置与利用
    摘要：城市污水污泥产量巨大且成分复杂，如何对它进行合理利用已越来越受人们关注，若处置利用不当就不能够充分发挥其消除污染、保护环境的作用，也就明显地削弱了污水处理厂的净化功能。文章系统地综述了我国城市污泥处置与利用的现状和趋势，并重点讨论了污泥土地利用的可行性以及我国近年来的研究进展。认为将污泥进行稳定化、无害化、资源化处理并作为有机肥料或土壤改良剂进行土地利用是符合我国国情的，并将成为我国污泥处置与利用的一种有效途径。
关键词：城市污泥；处置；利用；有机肥料；土壤改良剂
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：（2-04
随着我国城市经济的发展和人口的增加，环境污染日益严重。而人们环境意识的加强和对环境质量要求的提高必然使越来越多的废水需要处理。从全国废水排放情况可以看出，我国年废水排放总量均在3.20&&1010 t之间。显然，因此会产生大量的污泥。一般污泥产量为所处理污水量的1%~3%，按常规，一座日处理4.0&105 t的污水处理厂，日产干污泥约70 t（含水量70%~80%），目前我国每年排放干污泥约为5.00&106 t，且在不断增加。以上海市为例，目前上海年废水产量约1.7&109 t，相应城市污泥产量每年就超过2.0&105 t。为了改善城市水环境，上海市新建石洞口、竹园、白龙港等污水排放系统和大型污水处理厂。随着污水处理设施的普及、处理量的提高和处理程度的深化，污泥的产生量必将有较大增长，如何合理处置污泥，解决如此大量污泥的出路已成为非常紧迫的任务。
城市污泥成分复杂，其中虽含有大量氮、磷、多种微量元素和有机质等可利用成分，也可能含有有毒、有害、难降解的有机物、重金属、病原菌及寄生虫（卵）等物质。因此如果处置不当，可能对生态环境和人类自身造成很大危害。另外，污泥处理的投资和运行费用巨大，可占整个污水处理厂投资及运行费用的30%~50%。因此，寻求经济有效的减量化、无害化和资源化的污泥处理利用技术具有重要意义。
1 常用污泥处置方法及存在问题
污泥处理与处置的目的主要有以下4个方面：
（1）减量化，即减少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用；（2）稳定化，即通过处理使污泥稳定化，最终处置后不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染；（3）无害化，即达到污泥的无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等；（4）资源化，即在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的。城市污泥的处置途径很多，因国家情况的不同而有很大差异，堆肥处理、卫生填埋、焚烧处理、水体消纳和土地利用(排入江河湖海的方法)是包括我国在内的许多国家常用的方法。
1.1 堆肥处理
目前世界各国采用的方法主要有静态和动态堆肥两种，如自然堆肥法，圆柱形分格封闭堆肥法，滚筒堆肥法，这些方法都在不断发展和完善。我国近年还发展了将污泥和城市垃圾等其它物质混合堆肥后加以利用[1~2]的新方法。一般和污泥进行混合堆肥的物质有城市垃圾、木屑、树皮、稻壳、稻草等有机调理剂或回流堆肥，一般城市垃圾使用较多。堆肥时一次发酵周期约为7~10 d左右，二次发酵周期为1个月左右，堆肥的最佳温度50~65 ℃。堆肥处理时主要影响因素有：原料含水率、有机质含量、C/N比和孔隙率等。通过堆肥过程的生化反应，使污泥达到稳定化和无害化的要求，堆肥后无蚊蝇滋生，基本无嗅味，外观呈现较松散，已达到腐熟程度，既杀死了污泥中的有害细菌，又能提高其肥效。但填埋处理一般需专用的场址，且场址面积也要求较大，并需要较高的运输和处理费用。在我国目前土地资源相对匮乏的条件下，大批堆场的开发显然存在难度，也不利于可持续的发展。
1.2 卫生填埋
城市污泥经过简单的灭菌处理直接倾倒于低地或谷地制造人工平原是污泥填埋处置的基本方式。它的好处一是污泥无毒无害化处理成本低，不需要高度脱水（自然干化），二是既解决了污泥出路问题，又可以增加城市建设用地。然而，城市污泥卫生填埋也存在许多问题，如填坑中含有各种有毒有害物质，会通过雨水的侵蚀和渗漏作用污染地下水环境，这对以地下水为生活水源的地区来说是个严重问题。此外，适宜污泥填埋的场所因城市污泥大量的产出而显得越来越有限。所以说，污泥作卫生填埋处理时，除了要考虑城市周围是否有适合填埋的低地或谷地之外，还应考虑到环境卫生问题。建设污泥卫生填埋场如同生活垃圾卫生填埋场一样，地址须选择在底基渗透系数低且地下水位不高的区域，填坑铺设防渗性能好的材料，卫生填埋场还应配设渗滤液收集装置及净化配套设施，以防新污染的产生。
1.3 焚烧处理
城市污泥中含有大量的有机物和一定量的纤维素木质素。焚烧正是利用污泥中有机成分较高、具有一定热值等特点来处置污泥。脱水后的污泥发热量约836 KJ/kg，掺入适量的引燃剂、催化剂、疏松剂和因硫剂等添加物配制成&合成燃料&，可做工业炉窑或生活锅炉的辅助燃料。焚烧优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化，且在恶劣的天气条件下不需存储，既解决了污泥的出路问题又充分地利用了污泥中的能源，而且污泥不需要作杀灭病原菌的处理。近年来焚烧法由于采用了合适的预处理手段，实现了污泥热能的自持，并能满足越来越严格的环境要求和充分处理不适宜于资源化利用的部分污泥。对于大城市中远离填埋场而造成运输费用提高的场合，使用焚烧法处置可能是经济有效的。在所有的污泥处置中，焚烧方法产生的剩余物最少；它的另一个优越性在于无异味。
但是另一方面，焚烧又是高成本和可能产生二次污染的(废气、噪声、震动、热和辐射)，焚烧的成本是其它工艺的2~4倍。污泥中的重金属可能随着烟尘的扩散而污染空气，同时污泥必须保证比较低的含水率才能制作&合成燃料&，因此污泥需进行脱水处理。从目前的技术水平看，机械脱水成本比较高，自然脱水虽然成本低，但时间长占地大、而且晾晒期间，污泥中的腐臭气污染空气。由此可见，焚烧存在着不少问题：（1）投资和操作费用较高；（2）计划实施较困难；（3）焚烧产生的气体若控制不当可能会产生二次污染（二恶英等）；（4）污泥中的有用成分未得到充分的利用。因此，焚烧主要在以下两种情况中应用：由于污泥的性质不适合或数量过大不能农用；现有的填埋体积不足。
1.4 水体消纳
利用水体消纳城市污泥一般不需进行严格的无毒无害化处理，也不需要脱水就直接排入水体，而且容量大。但这种方法只能是解决污泥出路的一种权宜之计，并没有从根本上解决环境污染问题。污泥进入水体后，其中的有毒有害物溶入水环境，导致水生环境恶化；另一方面，污泥经长年累月进入水体，其中的泥沙会导致水位升高，甚至堵塞河道，对人类生存产生潜在的威胁。上个世纪90年代以来，大量城市污泥进入水体己经致使江河湖海污染问题日益突显，许多国家开始慎重考虑水体消纳污泥的方式。美国已经通过立法禁止这一污泥处置方式。欧盟认为海洋不是消纳污泥的最佳场所，建议成员国逐步减少污泥水体消纳量，并于1998年底停止这种行动。在我国，这种污泥处置方式也不被推荐。
1.5 土地利用
土地利用越来越被认为是一种积极、有效、有前途的污泥处置方式。这种方式主要是将污泥用于农田等施肥，垦荒地、贫瘠地等受损土壤的修复及改良，园林绿化建设，森林土地施用等。用于土地利用的污泥通常是剩余活性污泥。污泥中含有丰富的有机营养成分如氮、磷、钾等和植物所需的各种微量元素如Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等，其中有机物的浓度一般为40%~70%，其含量高于普通农家肥，因此能够改良土壤结构，增加土壤肥力，促进作物的生长。如能合理利用，将是非常有价值的资源。在国外，污泥及其堆肥作肥源农用，已有多年的历史，城市污泥农用比例最高的是荷兰，占55%；其次是丹麦、法国和英国，占45%；美国占25%。与国外相比，我国对城市污泥农用资源化的理论研究与实践均相差甚远，但京、沪、津等地的污泥农用也有二十几年的历史。
污泥成分及来源相当复杂，在含有营养成分的同时，不可避免的也会含有一些有害成分，如各种病原茵、寄生虫卵，以及铜、铝、锌、铬、砷、汞等重金属和多氯联苯、二恶英等难降解的有毒有害物质。因此，污泥土地利用的一个原则是施用污泥中的有害成分不能超过受施土壤的环境容量。一般来说，污泥在进行土地利用前需经过无害化的预处理，一方面可减低污泥的体积使其便于运输和施用，另一方面可减低乃至去除其中病原菌、有毒有害有机物、重金属等。
我国是一个发展中的国家，又是一个农业大国，相对其它污泥处置方式而言，城市污泥的土地利用是更符合我国国情的。
2 污泥土地利用的途径及有害物质的控制
目前常用的污泥土地资源化利用途径有农田施用、林地施用、园林绿化建设应用、受损土壤的改良和修复等。
2.1 农田施用
污泥中含有大量的有机营养成分和微量元素，施用于农田后会提高土地的氮、磷、钾等的浓度，增加土地的肥效，从而促进作物的生长。污泥的肥效可高于一般农家肥[3]，也不像化肥会使土壤板结，因此施用污泥既可肥田，又有利于土壤质量的改良，并减低了农业生产的成本。日本有研究表明，污泥施用对绝大多数作物都有良好的肥效作用，其中以叶莱类增产最多，同时可改善蔬菜因缺少微量元素而引起的品质下降[4]。我国郭媚兰等人对污泥农田施用后对土壤的改良作用进行了研究，其盆栽和田间实验表明：施用污泥后，土壤中氮、磷、钾、总有机碳等营养成分及田间持水量、土壤团粒结构、土壤空隙度等都随污泥或污泥堆肥用量的增加而相应增加，土壤结构得到明显改善[5]。莫测辉等人[6]的研究则发现污泥对植物种子的发芽有促进作用，但对幼苗的生长却有抑制作用，抑制物主要为有机酸和醛等。周立祥等对苏州市生活污泥的农用研究表明：施用污泥后土壤结构明显改善，体积质量下降，孔隙增多，通气透水性加强[7~8]。
2.2 林地施用
污泥除可用于农田外，还被使用在森林土地的施用上。一方面污泥中的营养成分和微量元素可促进树木生长；另一方面由于污泥林地施用不进入食物链，不会对人类健康造成危害。一般林场、森林等地区均非人口密集地区，所以污泥施用较为安全。为避免施用污泥后可能对地下水产生的污染，可以采用分少量多次投加的策略。林地、荒山等面积都较大，相对环境容量也较大，可吸纳大量的污泥，林木本身也可利用污泥中氮、磷等加速生长。西安张天红等人曾对陕西省长安县一林场进行污水污泥施用实验，其结果表明：施用一段时间后，林木的高度和直径随污泥施用量的增加而增加[9]。
2.3 园林绿化施用
近年来，城市污泥已开始用于园林绿化、花卉培养等。施用于花卉、草坪等既远离食物链，又可就近消化污泥，还能减少化学肥料的用量。目前我国市政绿化及花卉市场发展很快，因此应是污泥施用的一个很有前途的方向。张增强等人[10]将堆肥污泥施用于花卉，发现施用后花卉的花期延长，开花量增加，花径增大。
2.4 受损土壤的修复与改良
污泥中的有机质可以改善土壤的物理性质，因此污泥除了做肥料使用外还可以用作土壤改良剂。林春野等人[11]以北京市朝阳区何家坟为试验基地，施用燕山石化污水厂的剩余污泥后发现：土壤有机质，土壤中速效氮、速效磷、速效钾含量显著增加，大大提高了土壤的肥力。较常见的受损土壤有采矿残留矿场、取土后的凹坑、垃圾填埋场、地表严重破坏地区等。这类土地一般已失去土壤的正常特性，无法直接进行种植。施入污泥可以增加土壤养分，改良土壤特性，改善土壤结构，促进土壤熟化。这样在促进地表植物的生长的同时避开了食物链，对人类生活潜在威胁较小，既处置了污泥，又恢复了生态环境，是一种很好的利用途径。薛澄泽等在西安进行了复合污泥堆肥施用于高速公路绿化带的研究，已取得了初步进展[12]。
2.5 污泥无害化、稳定化方法
常用的污泥稳定化方法有好氧厌氧消化、加石灰稳定法、加氯稳定法、污泥堆肥等，其中以污泥堆肥最常用。污泥堆肥是指将污泥与秸秆、树叶、垃圾等在一定的条件下（如pH、C/N、通气、水分、温度）进行好氧堆沤。污泥经堆肥化后，病原茵、寄生虫卵、杂草种子等几乎全部被杀死，挥发性成分减少，重金属有效态的含量也会降低，营养成分有所增加，污泥因而成为一种比较干净而且性质比较稳定的物质。随着污泥处理技术的发展，污泥堆肥化的工艺也在不断发展更新，现在多采用污泥和垃圾复合堆肥的方法，其稳定效果更好[13]。近年也有新的污泥无害化方法出现，如周立祥等[14]采用热喷处理污泥，发现污泥经适宜的热喷处理能有效除臭、杀病原菌和大幅度提高污泥水溶性有机物和速效氮磷养分含量，并使养分的生物有效性提高。
污泥中主要有害物质为重金属和病原菌微生物及有毒有机物。其中重金属是限制污泥大规模土地利用的最重要因素。污泥因来源不同，成份存在一定差异，但一般都或多或少含有一定量重金属。这些物质若随污泥进入土壤，就可能对环境造成一定的危害。因此，应该尽可能地减少其在污泥中的含量。但重金属难以降解，且一般溶解度很小，性质较稳定，较难除去。目前，主要通过生物学方法来降低重金属的毒害。如一般污泥经过堆肥化处理后，水浸提态重金属的量会减小，即有效态重金属减少，因此可通过控制污泥堆肥条件来提高污泥堆肥的质量[15]。未经处理的污泥含有各种病原菌和寄生虫等，它们可以通过各种途径传播，会危害人畜健康，也会对植被产生影响。堆肥化处理等可有效地杀死绝大部分病原菌。此外，辐射处理、巴氏灭菌法也是较常用的方法。某些特种生产部门的污水污泥中含有多环芳烃、多氯联苯等有毒有机物，这些物质对人类有巨大的危害。通过堆肥等处理可在一定程度上将其降解，但很难完全去除。我国对城市污泥中难降解有机物的研究还有待进一步发展。
（1）污泥的处理和利用应同时考虑环境、经济、社会三方面的因素。污泥作为一种有价值的资源，在稳定化、无害化处理后再利用，既解决其出路问题，又开发了新的资源，有利于可持续发展。
（2）堆肥化是我国污泥稳定化的主要手段。
（3）污泥土地利用是一种适合我国国情的有前途的污泥处置方法。
（4）在推广污泥土地利用的同时，应建立、健全相关法律、法规，划分污泥种类和施用地分区，发展和制定配套的环境监测方法和制度。总之，要想安全有效的处置污泥，需要政府、科研、环保、用户各方面的通力合作才能真正实现。
参考文献：
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收录时间:日 04:36:00 来源:环卫科技网 作者:匿名
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第24卷第2期
Vol.24No.2徐州工程学院学报(自然科学版)JournalofXuzhouInstituteofTechnology(NaturalSciencesEdition)2009年6月JUN??2009
国内外城市剩余污泥处置与利用现状
胡佳佳,白向玉aa,b,刘汉湖,秦??峰a,ba,b,苏晓丽a
(中国矿业大学a.环境与测绘学院;b.江苏省资源环境信息重点实验室,江苏徐州??221008)
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数量急剧增加,成为亟待解决的城市固体废弃物.其产量巨大且成分复杂,如何对它进行合理处置
与利用已越来越受到人们的关注.文章分析了目前国内外剩余污泥处置与利用现状,综述了近期污
泥处置与利用的发展趋势,指出充分考虑安全性的前提下可优先将污泥土地利用和农用,使污泥资
源化,促进农业的发展.
关键词:剩余污泥;固体废弃物;资源化
中图分类号:X703??文献标志码:A??文章编号:X(45??05
近些年来,随着我国经济发展和城市化进程的加快,我国的城市排水和污水处理基础设施建设取得了很大的进步,污水处理厂的数量从1977年的35座增加到2004年的667座,污水处理能力从过去的每天处理污水100多万吨增长到2004年的每天处理污水近3000万吨.按此发展趋势,到2010年,我国城市污水处理厂数量将达到1000余座,污水处理能力增加至5??107~6??107m3/d[1];到2015年,我国城市污水处理厂的数量将达到2000座以上,污水处理能力将达到每天处理污水2亿多吨,污水处理率将达到80%以上,剩余污泥产量也随之急剧增多.
剩余污泥是指污水处理过程中所产生的固态、半固态及液态的废弃物,是污水处理厂的必然产物,含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等;常常伴有恶臭气体,且数量巨大,增长迅速,是亟待解决的城市废弃物.大量的污水处理厂不断建成并投入使用,随之而来的污泥量越来越大[2].一般而言,污泥量占污水量的0.3%~0.5%,占污水处理量的1%~2%;如果属于深度处理,污泥量会增加0.5~1倍,污水处理效率的提高必然导致污泥数量的增加.据2004年我国城市污水处理能力的统计,每天将产生约7000吨的污泥饼.剩余污泥所引发的环境问题备受环境界和相关政府部门关注,其处置问题己经被提到议事日程.2008年,国家环境保护部组织有关专家起草了 城镇污水处理厂污泥处理处置技术政策(试行)!(征求意见稿),提出应按照?减量化、稳定化、无害化#原则对污泥进行处理和处置.因此,了解国内外污泥处置与利用现状,对寻找合理的污泥处理、处置方式,并充分利用污泥中的资源,使之达到减量化、稳定化、无害化和资源化具有重要的现实意义.
1??国外污泥处置与利用现状
国外的城市污泥处置与利用已有100余年的历史.无论是进行有效利用还是进行填埋、焚烧等处置,其目的与其它废弃物的处理一样,皆是以减量化、稳定化、无害化和资源化为原则的.
西方发达国家由于工业化进程较早,经济实力雄厚,因此污水处理技术先进,处理程度高.随着城市人口的增加、市政服务设施的不断完善、污水处理技术的不断提高,欧、美等发达国家的污泥量每年以5%~10%的速度增长.例如,从1972年美国政府颁布水净化条例以后,美国只经过一级处理的污水流量减少,经过二级或更高级处理的污水流量迅速增加,致使污泥产量增加;1998年全美干污泥产量为6.9??10t,根据这个趋势,预计到2010年将达到8.2??10t.收稿日期:
基金项目:中国矿业大学青年科研基金资助项目(OP080269);江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CX08B_140Z)
作者简介:胡佳佳(1986??),女,贵州凯里人,硕士研究生,主要从事环境污染生态修复研究.66
徐州工程学院学报(自然科学版)????????????????????????????????????????????????????????????????2009年第2期
为了避免污水处理厂污泥对环境产生二次污染,各国政府和研究机构对污泥的最终处置问题十分重视,并根据各国的国情制定出污泥处置的法规和具体方案.目前,污泥处置与利用的方式主要有填埋、焚烧、土地利用,但由于各国国情不同,选择的方法各有侧重.表1是世界各国污泥产生量和最终处置情况[3].
表1??世界各国污泥产生量和最终处置情况[3]
Table1??Sludgeamountproducedbycountriesaroundtheworldandtheultimatedisposalcondition
日??本处置方法/%土地利用陆地填埋焚烧5海洋倾弃产量(干污泥)/(亿t?a-1)3.200.751.307..248.000.152.822.002.801.802.1.71
由表1可以看出,农用和陆地填埋是大多数国家污泥处置的最主要方法.农用和陆地填埋方案的选择很大程度上取决于各国政府相关的法律、法规和污染源控制状况,同时也与国家的大小和农业发展情况有关.近年来,随着污泥农用标准(特别是合成有机物和重金属等)的逐渐提高,许多国家如德国、意大利、西班牙,等,污泥农用的比例不断降低,而污泥填埋的比例呈增加趋势.但也有一些国家如美国、英国、卢森堡等,污泥农用的比例呈增加趋势,填埋呈减少趋势.
近10年来,世界各国污泥处理利用涌现出了许多新技术,例如污泥热化学液化处理使之转化为燃料油;低温热化学过程将污泥转化为燃料;利用污泥制砖、制陶瓷等用作建筑材料;日本、新加坡都在研
[8]究污泥焚烧后残渣经1300%的高温融铸成块石堆砌的处置方法;美国新泽西州尝试用污泥压制成粒,销
售给农业和化肥工业.
为了更详细地了解国外城市污泥的处置与利用状况,下面就美国、日本、英国、欧盟等情况作进一步介绍.以美国为例,Biocycle杂志调查显示,2000年美国大部分污泥被有效利用,21个洲50%以上的污泥被循环利用,4个州50%以上的污泥被填埋,5个州50%以上的污泥被焚烧.调查的40个州中,有5个州没有污泥陆地填埋处置,17个州没有污泥焚烧处置.由此表明:美国污泥的主要处置方法是循环利用,而污泥填埋的比例正逐渐下降,美国许多地区甚至已经禁止污泥地方填埋[10].
日本在污泥处置与利用方面最大的特点是填埋及土地利用所占的比例小,焚烧所占比例高.这主要是因为日本人口密度较高、多山地,日本政府十分重视境内地表植被保护,对城市建设用地有严格的控制.
英国对污泥最终处置的主要方法是农用(约占55%),其次为污泥排海(约占30%).目前英国用于填埋所占比例较小,只占污泥处理量的8%.从长远的观点来看,将经过厌氧消化、化学或热处理、长时间堆放等处理后的污泥回用于农田,是英国污泥处置的发展方向[11].
欧盟国家对污泥处置的发展趋势进行综合分析,考虑到可使用土地面积、处理成本、越来越严格的环境标准、资源回收政策的普及以及未来10~20年间污泥性质的巨大变化等因素,2005年欧盟各国采用污泥处[9][5][6][7][4]
胡佳佳,等:国内外城市剩余污泥处置与利用现状
置方式的比例为:回收利用占45%,焚烧占38%,填埋占17%[11].
2??国内污泥处置与利用现状
我国自1961年北京高碑店污水处理厂的污泥大多被当地的农民施用于土地后,其后的天津纪庄子污水处理厂的污泥也均用于农田.随着城市污水处理厂和污水污泥产量的逐渐增多,目前我国已开始将污水处理厂污泥用于土地填埋和城市绿化,并将污泥作为基质,制作复合肥用于农业.由于我国在污泥管理方面对污泥所含病原菌、重金属和有毒有机物等理化指标及臭气等感官指标控制的重视程度还不够,因此限制了对污泥的进一步处置利用.图1为几种污泥处置技术在我国所占的比例
图1??污泥处置技术在我国所占的比例
Fig.1??PercentageofsludgedisposalinChina
从图1中可以看出,我国污泥农用约占13.51%,综合利用约占5.41%,陆地填埋约占63.06%,露天堆放约占1.80%,外运约占14.42%,焚烧约占1.80%.其中,卫生填埋仍是污泥处置的主要途径.经济发展最快、最具活力的上海,其污水处理厂的污泥处置方法是经适当浓缩后运至市郊或邻近省份的农村做农肥.我国是一个发展中的国家,又是一个农业大国,相对其它污泥处置方式而言,城市污泥的土地利用和污泥农用更符合我国国情.但是,我国既没有系统、科学的管理办法,也没有配套的污泥标准体系,故污泥土地利用和农用的安全性正在受到质疑.
目前,我国有关污泥焚烧工艺的研究大多集中在燃烧时重金属和一些有毒有害气体的去除效果方面,而有关污泥焚烧工艺操作条件对处理效果的影响以及操作条件的优化方面(缺乏确切的数学模型)尚未见有系统的研究报道.浙江大学热能所在用异重流化床燃用洗煤泥的基础上,从1992年起就在国内首先系统开展了污泥流化床焚烧技术的研究,并已取得很大成功.奉华在2001年首次对北京地区的城市市政污泥的焚烧处理进行了研究.他以高碑店污水厂的污泥为主要研究对象分析了污泥的成分特点和燃烧特性,并在预防二次污染方面,通过分析重金属元素在污泥中的存在形式及对污泥焚烧前后重金属含量的变化进行检测,研究了重金属在焚烧过程中的迁移特性,并提出污泥灰渣处理的建议[12-16].
综上所述,从经济的发展、资源的开发利用、城市生态环境的保护等方面来看,城市污泥处置的理想出路应该是资源化利用,加强城市污泥资源化利用的研究与实践,解决污泥处置中的难题,避免城市生态环境污染,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,是城市可持续发展的必然要求和发展趋势[17].我国在这方面也做了一定的努力.南开大学陈春云等对干污泥及其改性物对染料的吸附研究表明,以城市污水处理厂剩余活性污泥为原料,制取干污泥、热解污泥和改性污泥作为吸附剂,对直接深棕M和酸性媒介棕RH等染料进行了吸附实验;研究表明:活性污泥经过改性后能够提高对所研究的染料的吸附能力[18].李军等利用高温突跃法处理城市污泥,从中可快速制得可燃气体,其主要成分是CO,产物气体可以直接点火燃烧,火焰温度高达800%左右;处理后的污泥达到了无害化、无臭化和能源化[19].刘莲香研究了利用污水处理厂污泥生产陶粒的方法,为今后污泥的综合应用开辟了一条新途径,杜绝
徐州工程学院学报(自然科学版)????????????????????????????????????????????????????????????????2009年第2期了二次污染[20].
3??污泥处理处置发展趋势
目前,国内外许多研究者正在从事污泥处置与利用技术的理论和实际应用的工作.为了解决好污泥问题,世界各国对污泥的处置与利用进行了较好的规划.为了保障污泥处置按照规划目标稳步推进,一些国家制定了相应的管理措施.发达国家具体措施如下:
(1)在相关法规制定中,对于污泥污染控制设备和管理方式制定了严格的标准.如欧洲各国、美国以及日本等;
(2)建立特殊的污泥管理基金,用于资助那些主动收集利用污泥的工厂建设和设备更新;
(3)在国家污泥管理政策中制定灵活、积极的税收政策和经济手段.针对污泥产生、回收、利用系统中的制造者、收集者、处理者、回收利用者、污泥产品的购买者,采用不同的税收方式和经济政策以建立一个有利的市场和环境;
(4)国家和各级地方政府,都有制定相应的污泥管理计划的责任和义务.国家统筹规划,各级地方政府主要关注当地的实际情况;
(5)加强在公众中间的宣传教育,以获得人们的理解和支持,有助于污泥产品的推广和使用,并使得公众自觉地加入到污泥治理的行列中来.
污泥的最终处置方式主要有:土地利用、填埋、焚烧、污泥农用以及综合利用等,各个国家根据自身国情采用相应的处置方式.污泥海洋投弃处置已经被禁止,目前污泥绿地、土地利用和污泥填埋仍是大多数国家处置污泥的主要方式;少数国家如日本由于人口众多,土地资源紧张,焚烧方式占有主要地位.由于认识到污泥填埋并不能最终避免环境污染,而只是延缓环境污染,利用填埋方式处置污泥有逐渐减少的趋势.如美国在许多地区已经开始禁止污泥土地填埋.
土地利用和污泥农用是城市污水污泥处置中的一种经济有效的出路,欧洲各国的污水污泥土地投放率在10%~80%,平均为45%.国内也对污水污泥的土地利用和污泥农用也进行了初步的研究和尝试.一般的污泥处理法如堆肥、好氧和厌氧消化只能降解部分有机污染物,杀死有害病原体,并不能去除污泥中的重金属污染物,所以在污水污泥的农业利用中必须关注重金属污染,以防止其形成二次污染.许多研究表明,施用污泥可不同程度地增加土壤和植物可食部分重金属含量,且与污泥施用量呈一定的线性关系,进而通过食物链危害人和生物健康.因此,凡是进行污泥土地利用和污泥农用的国家莫不对重金属可能造成的危害极为关注.
城市污泥中既含有有用物质又包含有害成分,不能将其随意堆放,必须进行妥善的处理和处置,避免产生二次污染.其处理和处置技术应满足废弃物的无害化、减量化、稳定化和回收利用原则.将城市污水污泥作为一种资源加以充分利用是最好的处理处置方法.
城市污泥的处置途径包括土地利用、卫生填埋、污泥农用、焚烧处理和水体消纳等方法,这些方法都能够容纳大量的城市污泥,但因各国国情不同,选择的方法各有侧重.我国是一个农业大国,其广阔的土地资源是发展污泥土地利用的天然优势.在安全、可靠、避免二次污染的前提下将污泥农用和土地利用,既消除城市污染,又能促进农业的发展.因此,在充分考虑安全性的前提下可优先将污泥土地利用和污泥农用,这样既合理利用了污泥,又促进了农业的发展,使污泥资源化.
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AnalysisofUrbanResidualSludgeDisposaland
UtilizationofBothHomeandAbroad
HUJia??jia,BAIXiang??yu11,2,LIUHan??hu1,2,QINFeng1,2,SUXiao??li1
(1SchoolofEnvironmentScience&SpatialInformatics,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008,C
2JiangsuKeyLaboratoryofResourcesandEnvironmentalInformationEngineering
(ChinaUniversityofMiningandTechnology),Xuzhou221008;China)
Abstract:Withtheincreaseofquantityofwastewatereffluentandtheimprovementofsewageprocess??ingcapacity,theamountofresidualsludgeinwastewaterprocessingincreasedrapidlyandresultedinurbansolidwastesurgentlytobesolved.Asithashugeoutputandcomplicatedcomponents,sohowtodisposeandutilizeitproperlyhasattractedmoreandmorepeople'sattention.Thepaperdiscussedsystematicallythesituationofresidualsludgedisposalandutilizationathomeandabroad,andmadeanoverviewoflatesttrendindevelopment.Thepaperpointsoutthatonthepremiseofsafetythesludgemightbeusedinagri??culturalproduction,thusturningitintoaresourcebeneficialtotheagriculturaldevelopment.
Keywords:resourcerecovery
(责任编辑??崔思荣)
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