一、引言
??? 為了控制水污染和實(shí)現(xiàn)污水資源化,我國(guó)對(duì)城市污水處理率提出了明確的要求,到2005年,50萬以上人口城市污水處理率應(yīng)達(dá)到60%以上;到2010年,所有設(shè)市的城市,污水處理率不低于60%。直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市和風(fēng)景旅游城市,污水處理率不低于70%。
??? 隨著污水處理設(shè)施的普及、處理率的提高和處理程度的深化,污水廠的污泥產(chǎn)生量將有較大的增長(zhǎng),由此引起的二次污染問題已不容忽視。因此如何合理地處理、處置污泥,已成為城市污水廠和相關(guān)部門必需引起重視的問題。例如上海正在建設(shè)的竹園和白龍港兩個(gè)大型污水處理廠,每天將產(chǎn)生約700t干污泥或2000m3脫水后含水率為65%的污泥。即每年產(chǎn)生255500t干污泥或含水率65%的污泥730000m3。如何處置這么大量的污泥,這是許多大城市都將面臨的問題
??? 國(guó)內(nèi)外污泥處理與處置的方法很多,一般采用濃縮、消化、脫水、干化、有效利用(多為農(nóng)用)、填埋及焚燒等,或用其中幾個(gè)方法組合處置。應(yīng)該說,對(duì)污水廠污泥的處理和處置,我們與先進(jìn)國(guó)家相比,差距較大。
??? 城市污水廠的污泥是指處理污水所產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物,含有大量的有機(jī)物、重金屬以及致病菌和病原菌等,不加處理任意排放,會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。對(duì)污泥處理總的要求是穩(wěn)定化、無害化和減量化。
??? 國(guó)家對(duì)城市污水污染控制的技術(shù)政策及新頒布的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002),對(duì)城市污水廠的污泥穩(wěn)定和農(nóng)田利用有明確的要求。但實(shí)際情況是,污水處理廠的建設(shè)往往只注意污水處理要達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。近幾年,由于有脫磷脫氮要求,演變出不少污水生物處理工藝,而對(duì)污泥處理和處置,設(shè)計(jì)中一般只提將脫水污泥外運(yùn)和綜合利用,未計(jì)算其投資和經(jīng)常費(fèi)用,這勢(shì)必會(huì)造成二次污染。處理廠建得越多,污泥的二次污染亦越廣泛。未經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥,因有機(jī)物含量高,極易腐敗并產(chǎn)生惡臭,尤其是初沉淀池的污泥,含有大量病菌、寄生蟲卵及病毒,易造成傳染病的傳播。
??? 二、污泥的處理和處置
??? 通常把污水廠污泥的穩(wěn)定和脫水(一般脫水至含水率達(dá)70%~80%)稱作污泥的處理;將污泥的堆肥、填埋、干化和加熱處理及最終利用,稱為污泥的處置。如脫水污泥中有毒有害物質(zhì)超過農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn),就要考慮衛(wèi)生填埋和污泥干化焚燒技術(shù)。從國(guó)外污泥處理的發(fā)展來看,無論在歐洲、日本或美國(guó)對(duì)污泥用于農(nóng)田控制越來越嚴(yán),而對(duì)污泥進(jìn)行干化和加熱處理的比例正逐年增加。
??? 1.污泥的處理
??? 污泥穩(wěn)定處理有好氧穩(wěn)定和厭氧穩(wěn)定,好氧穩(wěn)定有很多優(yōu)點(diǎn),但能耗很高,只有當(dāng)污泥量較少時(shí)才采用。污泥厭氧穩(wěn)定處理通常采用中溫(35℃)厭氧消化方法。國(guó)內(nèi)已有十幾座大型污水處理廠采用此方法,污泥經(jīng)消化后,有機(jī)物含量減少,性能穩(wěn)定,總體積減少,污泥消化過程中還產(chǎn)生大量沼氣(消化降解1kgCOD可產(chǎn)生350L沼氣)可以回收利用。
??? 但由于消化裝置工藝復(fù)雜,一次性投資大,運(yùn)行有難度。污泥厭氧消化和沼氣利用裝置費(fèi)用,約占污水處理廠投資和運(yùn)行費(fèi)的30%左右,而且大多需進(jìn)口技術(shù)和設(shè)備。從調(diào)查已建消化池的實(shí)際運(yùn)行看,只有少數(shù)達(dá)到預(yù)期的效果。有管理、設(shè)計(jì)問題,亦有沼氣利用的經(jīng)濟(jì)性和安全性問題。比較好的如天津市東郊污水處理廠,該廠設(shè)計(jì)規(guī)模為處理城市污水40萬m3/d,污泥日產(chǎn)2460m3(含水率96%),產(chǎn)生沼氣13300m3,供4臺(tái)248kW發(fā)電機(jī)發(fā)電,日可發(fā)電27000度,并與市電并網(wǎng)。
??? 污泥的穩(wěn)定問題,除了采取污泥厭氧消化外,還應(yīng)結(jié)合污水處理工藝中考慮少產(chǎn)生污泥和穩(wěn)定泥質(zhì)的方案。例如污水處理工藝設(shè)計(jì)中采用延長(zhǎng)污水曝氣時(shí)間,減少污泥的產(chǎn)量;設(shè)計(jì)參數(shù)中增加污泥泥齡(如泥齡20天以上),盡量使污泥趨向穩(wěn)定的污水處理工藝。對(duì)中小型污水處理廠來說,采用帶有延時(shí)曝氣功能處理工藝(如氧化溝等處理工藝)是可取的。有的污水處理工藝投資低(如AB法的A段),而污泥量較多,增加了污泥的處理成本。故應(yīng)當(dāng)把污水處理和污泥處理統(tǒng)一考慮,一并計(jì)算投資和運(yùn)行費(fèi)用。
??? 污泥的穩(wěn)定并不等于污泥無害,用于農(nóng)田還需要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于污泥農(nóng)用時(shí)污染物控制標(biāo)準(zhǔn)限值。見下表。其中對(duì)鎘、汞、砷、苯并芘、多氯聯(lián)苯的要求是比較高的,應(yīng)該通過嚴(yán)格控制工業(yè)廢水源頭的排放,來控制污泥的性質(zhì)。
??? 國(guó)外在污泥穩(wěn)定方面,除了用生物法(包括中溫消化、高溫消化及利用微生物和某些添加劑)外,還采用了化學(xué)法,有的將脫水后的污泥加鹽酸調(diào)pH值至2~3,反應(yīng)60分鐘再加硝酸鈉;有的對(duì)脫水污泥添加石灰。后者在歐洲應(yīng)用較多。