淺談城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置中存在的問題及對策
技術(shù)支持
近幾年，隨著污水處理設(shè)施的覆蓋率不斷提高，污水處理能力也在大幅增加，城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥處理處置問題已經(jīng)給環(huán)境污染治理帶來了巨大的壓力。污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的不可避免的附屬產(chǎn)物，主要由大量的水分、有機(jī)物殘留成分以及無機(jī)物質(zhì)所組成，還包含了部分有毒有害物質(zhì)和病原生物，成分非常復(fù)雜。由于污泥中含有一些重金屬，大量排放會對土壤、環(huán)境等產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，污泥處理處置問題已經(jīng)引起了政府部門和社會各界的廣泛關(guān)注。
1 常見的污泥處理工藝
污泥處理主要的目的就是通過脫水來吧污泥當(dāng)中所含有的水分去除掉，其次要降解污泥中所含有的有機(jī)污染物，實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化。目前，我國在污泥處理處置方面常用的方式包括衛(wèi)生填埋、制肥、焚燒、建材利用等方式。
1.1 衛(wèi)生填埋
填埋是污泥處理處置傳統(tǒng)、簡單的方式，并且所需的費(fèi)用較少。但是，填埋處置污泥的效果并不理想。由于污泥中所含有的水分缺乏穩(wěn)定性，使得填埋后的污泥產(chǎn)生甲烷氣體，易引起火災(zāi)和爆炸；同時(shí)也有液體滲出，容易污染地下水，也給填埋場的后續(xù)覆蓋增加了操作難度。因此，用填埋方式處置污泥的污水處理廠必須對污泥進(jìn)行一定的減量化、穩(wěn)定化以及無害化處理，給污水處理廠也增加了費(fèi)用成本，填埋方式處置污泥所占的比例已經(jīng)逐步降低。
1.2 制肥及土地利用
污泥中含有大量的氮、磷、鉀等有機(jī)物和金屬元素，這些物質(zhì)可以滿足土壤對養(yǎng)分的需求，在一定程度上改善土壤，使土壤增加肥力。目前，已開發(fā)出好氧、厭氧等多種污泥消化處理方式。在厭氧消化處置的同時(shí)，厭氧菌群分解污泥中的有機(jī)物質(zhì)，還可以生成以甲烷為主的可燃性氣體，進(jìn)一步資源化利用，但仍有大量的殘余泥渣需要處置。雖然污泥制肥的成本相對低廉，對于許多小型污水處理廠來說，堆肥方式處置污泥可以就近利用場地，易于實(shí)現(xiàn)。但是，污泥中可能含有重金屬等有害物質(zhì)，并且這些物質(zhì)不容易檢出，這些成分會在土壤中長期累積，并進(jìn)入人類的食物鏈。
1.3 焚燒
污泥中有機(jī)物質(zhì)的含量在70%以上，焚燒是利用污泥中的有機(jī)物質(zhì)所具有的熱值來處置污泥的方式，焚燒方式處置污泥能夠極大化地實(shí)現(xiàn)減量化，焚燒后的污泥體積只有原來的20%～30%。污泥經(jīng)焚燒處置后，其中的臭味和病原生物也可以同時(shí)被消除掉。但由于污泥中含有大量的水分，對焚燒設(shè)備的要求相當(dāng)嚴(yán)格，因此處置費(fèi)用也相對較高。另外，焚燒過程中也會產(chǎn)生飛灰以及二惡英等劇毒空氣污染物，對大氣環(huán)境也產(chǎn)生二次污染。由于單獨(dú)建設(shè)污泥焚燒系統(tǒng)成本過高，因此目前正在應(yīng)用的案例大多采用了污泥與城市生活垃圾協(xié)同處置的焚燒方式，因?yàn)樯罾贌a(chǎn)生的飛灰屬于危險(xiǎn)廢物，對其處置的要求仍然較高。
1.4 建材利用
近年來，一些利用污泥制作建筑材料的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來。燒制建材產(chǎn)品過程的溫度控制要求相對焚燒溫度低，產(chǎn)生的有毒有害氣體較少。在燒制過程中，臭味和穩(wěn)定性也可以得到去除和控制。燒制工藝過程中，污泥所含有的金屬鹽類可以起到礦化劑和助熔的作用，對水泥的易燒性也有改善。燒制過程對污泥含水率的要求可以降低到80%左右，也同時(shí)降低了污水處理廠在污泥脫水環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)要求。建材制品一般燒制的時(shí)間較長，對燒制過程二惡英等有毒氣體的控制風(fēng)險(xiǎn)較小。建材利用可以消納大量的污泥，處置更為安全徹底，這種新興的處置方式正在迅速發(fā)展中。
2 污泥處理處置過程存在的問題
安全穩(wěn)妥是污泥處置工藝比選首先要考慮的必要條件，一些現(xiàn)實(shí)存在的問題就必須要引起重視。
2.1 污泥中的有害成分難以確定
目前，我國的城鎮(zhèn)污水處理廠所收納的污水范圍中，大部分都含有一定量的工業(yè)廢水，工業(yè)廢水成分復(fù)雜，其中的有毒有害成分隨污水進(jìn)入到污泥中，而污泥的檢測只能抽樣調(diào)查，無法確保泥質(zhì)中的有害成分全部被檢測到，因此污泥中的一些重金屬和病原生物的成分難以確定。
2.2 運(yùn)輸過程要求嚴(yán)格
一般污水處理廠對出廠污泥的脫水處理可以將含水率降低到80%，而含水率為80%的污泥仍然具有一定的流動(dòng)性，容易灑落、滴漏，對運(yùn)輸車輛的封閉要求較高，尤其是遠(yuǎn)距離運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)更大。
2.3 減量化程度低
現(xiàn)階段污泥處置方式仍以衛(wèi)生填埋和土地利用為主，這兩種處置方式的減量化程度較焚燒和建材利用都低，有些地區(qū)制肥的污泥由于受到土地利用方面的限制，大量堆存在廠區(qū)周邊，對環(huán)境造成了污染。
2.4 處置成本高昂
污泥的脫水處理存在較大難度，脫水、藥劑、運(yùn)輸以及處置都使得污泥的處置費(fèi)用占污水處理費(fèi)用的比例在逐步提高。而現(xiàn)行的污水處理費(fèi)用僅僅能夠支撐污水處理廠的運(yùn)行，污泥處置費(fèi)一向要靠政府補(bǔ)貼，運(yùn)轉(zhuǎn)難以形成良性循環(huán)。
3 對策措施
3.1 開展污染物調(diào)查分析
在污泥處理處置前，首先應(yīng)該進(jìn)行采樣分析，確保污泥中所含有的各項(xiàng)污染物指標(biāo)滿足達(dá)標(biāo)排放的控制要求，如果城鎮(zhèn)污水處理廠排放污泥中含有重金屬或某些特征污染物，則需要對污水處理廠的污水收納范圍開展污染源調(diào)查與分析，準(zhǔn)確判斷出污泥中所含有的污染物指標(biāo)，明確污泥處置與利用的局限性。
3.2 改進(jìn)污水處理工藝
隨著 對污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，一些污水處理廠面臨著工藝改造和設(shè)備更新，將出水水質(zhì)不滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求、運(yùn)行穩(wěn)定性差、污泥產(chǎn)生量大的工藝進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。在污水處理工藝比選時(shí)，優(yōu)先選用膜處理法等產(chǎn)泥量低的處理工藝。對污泥脫水環(huán)節(jié)的相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和替換，降低污泥出廠含水率和產(chǎn)生總量。
3.3 推廣污泥建材利用
通過對比幾種常見的污泥處置方式發(fā)現(xiàn)，污泥在建材方面的利用相對于其他利用方式更能體現(xiàn)出無害化、減量化和資源化的優(yōu)勢，且產(chǎn)生的二次污染少，同時(shí)收獲環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。另外，根據(jù)目前各地的建材生產(chǎn)企業(yè)布局情況看，很多城市周邊已經(jīng)布局了成熟的建材生產(chǎn)企業(yè)，不需重復(fù)進(jìn)行大規(guī)模的基建投資，建材生產(chǎn)工藝改造相對簡單，易于實(shí)現(xiàn)處置全過程的良性循環(huán)。因此，還應(yīng)研究制定污泥建材利用方面的鼓勵(lì)政策，進(jìn)一步推廣建材利用。
3.4 謹(jǐn)慎實(shí)施土地利用
污泥制肥在進(jìn)行土地利用之前，首先應(yīng)調(diào)查可利用地區(qū)的基本情況，調(diào)查應(yīng)當(dāng)包括當(dāng)?shù)赝临|(zhì)狀況、土壤性質(zhì)、適宜種植物種等。在大規(guī)模利用之前，應(yīng)先選擇小塊土壤進(jìn)行試驗(yàn)，確保污泥土地利用后，土壤的營養(yǎng)狀況、微量元素及礦物質(zhì)含量對土壤起到改良作用，并確定合理的使用量。
3.5 加強(qiáng)污泥處理處置全過程管理
對城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的污泥，要嚴(yán)格執(zhí)行從產(chǎn)生到運(yùn)輸、再到處置的全過程管理。污泥產(chǎn)生環(huán)節(jié)留存臺賬，定期核量。污泥運(yùn)輸環(huán)節(jié)過磅稱重，閉環(huán)管理。污泥處置環(huán)節(jié)存檔備案，執(zhí)行聯(lián)單制度。污泥暫存和中轉(zhuǎn)場地也要同樣執(zhí)行全過程封閉管理。污泥運(yùn)輸必須采用專用車輛，運(yùn)輸路線固定，并且不得經(jīng)過人員密集地區(qū)，有條件的地區(qū)應(yīng)安裝衛(wèi)星定位系統(tǒng)，確保每噸污泥的去向可查詢、可追溯，避免因污泥隨意排放產(chǎn)生的二次污染。
3.6 統(tǒng)籌規(guī)劃污泥處置設(shè)施
污泥集中處置進(jìn)一步突破城市界限，以區(qū)域?yàn)橹行募訌?qiáng)區(qū)域統(tǒng)籌管理和處置，對于地理位置適宜、處置成本低廉的集中處置中心，鼓勵(lì)更大范圍地接收污泥處置量，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)污泥的優(yōu)化處置。
4 結(jié)語
污泥處理處置是污水處理廠運(yùn)行過程中不可忽視的重要環(huán)節(jié)，也是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須讓污泥的合理處理處置與污泥的產(chǎn)生速度相匹配，不能在污水高效處理的同時(shí)卻帶來了污泥的處置遲滯。在選擇污泥處置方式時(shí)，首先應(yīng)該測定污泥中的各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足排放的污染控制標(biāo)準(zhǔn)，在確保安全的前提下進(jìn)行處理和處置。由于污泥的成分十分復(fù)雜，處理處置工藝的選擇必須參考污泥中營養(yǎng)物質(zhì)成分、重金屬含量、熱值等指標(biāo)，科學(xué)決策。此外，各地還應(yīng)該結(jié)合技術(shù)水平、地理位置、處置成本等多方面因素綜合考慮處置方式，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，充分考慮資源化利用，逐步改變過去以填埋方式為主的處置路線，向優(yōu)化處置方式轉(zhuǎn)變，同時(shí)確保監(jiān)管到位，協(xié)調(diào)發(fā)展。
