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金泥科技分析-城市污泥处理有了新办法

发布时间: 2018-07-29 10:51   1065 次浏览

城市污泥是一个什么样的概念?


你也许会说,不就是城市里工业和生活污水处理时产生的淤泥么?说得没错,但更准确的定义是进行废水处理过程中分离出来的固体。


在我们过去的认知里,这些污泥实在是让人头痛的废物之一。它的成分及来源均比较复杂,其中含有大量的氮、磷、钾等多种营养元素和有机质可利用成分,也可能含有有毒、有害(二英)、难降解的有机物(多氯联苯等)、重金属(铜、铬、砷、汞、镉等)、病原菌及寄生虫(卵)等物质。因此,大量未经处理的污泥任意堆放和排放,会对环境造成新的二次污染。


20世纪70年代以后,城市污泥产生的环境问题日益突出。在我国城市化进程加快、城市人口急剧增加、国家对环保事业投入不断增长的推动下,我国污水处理厂数量连年增加,污水处理能力不断提高,由此产生的污泥也将保持较大幅度的增长。据中国环境科学研究院测算,到2010年,我国各城市污水处理厂产生的湿污泥将达3000多万吨,占我国年总固体废弃物排放量的5%以上。


在全球资源紧张的大背景下,改变传统的污泥处理和利用方式,减少污泥的二次污染,发展污泥资源化利用技术,已成为中国乃至全世界环保界广泛关注的课题之一。


变废为宝有没有可能?


传统方法


实际上,人们尝试过许多方法来处置污泥。***常用的是土地填埋、焚烧处理、水体消纳等,但这些方法自身也存在一定的污染或者说缺陷。


土地填埋,填埋坑中的渗出液和气体会破坏环境,污染空气与水源。渗出液中有害物质进入地下水层会污染地下水环境;填埋场产生的气体甲烷,不采取适当措施会引起******;另外,适合污泥填埋的场所也因城市污泥大量的产出而越来越有限,美国近几十年来已经关闭了大量的填埋场,而欧盟各国1992年填埋处理约占40%,2005年已减至17%,而且规定所填埋的物质仅限于有机物质含量<50g/kg。


焚烧处理污泥一般要求其热值在1000kJ/kg以上。焚烧时产生的二恶英等气体造成大气污染,污泥中重金属也随烟尘扩散。另外,焚烧成本是其他处理工艺的2~4倍。


水体消纳实际上并未从根本上解决环境问题,造成了海洋污染。美国1998年已禁止向海洋倾倒污泥,欧盟也规定从1999年开始禁止利用海洋处置污泥。


显然,传统处置方法的各种弊端促使人们不得不去寻找新的解决方法。


水泥回转窑破解难题


2009年10月28日,由金隅集团自主研发的国内******条利用水泥窑余热干化处置城市生活污泥示范项目竣工投产仪式在北京举行,标志着我国******条城市污泥无害化处置线的正式投产。


据金隅旗下新北水水泥有限责任公司总经理付秋涛介绍,项目的设计思路是利用水泥生产产生的余热将有机污泥经过干燥后作为燃料进行焚烧,焚烧残渣替代黏土作为硅质、铝质原料,使废物变成资源。


水泥回转窑内温度为1450~1700℃,气体******温度可以达到1800℃以上,在如此高温下废弃物中主要有机物的有害成分焚毁率可达99.999%以上,即使很稳定的有机物也能被完全分解;同时,能将有害废料中可能存在的重金属固定在熟料中,避免了再次扩散之害;焚烧污泥的残渣熔入水泥熟料,***终进入水泥成品,不会对环境产生二次污染。


据了解,该项目建成后每天可处置生活污泥700吨,每年大约可为北京市处置污水处理厂的污泥22万吨,占北京市生活污泥产生总量的1/4。目前金隅集团在北京还有五条新型干法水泥窑,具备日处理1000~1500吨污泥的能力。


2008年北京市污水处理后产生的污泥达87万吨。此城市污泥处置项目的成功运行无疑为城市市政污泥无害化、减量化、资源化、稳定化处置提供了一个安全的模式,更为解决北京乃至全国的污泥处置问题提供了一条新的途径。


污泥发电前景广阔


2008年5月11日,德中环保论坛开幕,环保问题专家、德国弗朗恩霍夫应用技术研究院研究员张浩表示:“目前中国污泥无害化处理率非常低,无害化处置设施还不到1/4。 由于费用昂贵,即使在相对发达的城市,污泥处理率也仅为20%~25%,污泥隐患日益凸显。另一方面,沼气发电是目前发达国家处理污泥***常用的途径。因此,污泥发电对国内一些污水处理厂来说,是一项不错的选择。”


污泥发电的主要方法是通过污泥厌氧发酵,产生沼气,然后沼气在燃气内燃机的气缸内燃烧做功,把化学能转换成机械能,***终产生电能和热能。这种方法无须对污泥进行脱水处理,经厌氧罐发酵后,能消化75%~80%的污泥,剩余20%~25%的沼渣经脱水无害化处理后,还可制成有机肥;产生的沼气回收到沼气罐内,随时可用于发电,供污水处理厂循环自用;发电产生的余热一部分用来加温发酵池,剩下部分用于区域供热,实现热电联产。


更重要的是,根据政策,企业使用可再生能源发电可享受高于煤电0.25元/千瓦时的电价,并免征所得税和增值税。


江苏南京市在污泥发电上走在了全国前列。早在2007年6月,南京协鑫生活污泥发电厂就和南京市市政部门达成协议,处理江心洲污水处理厂日产的140吨污泥。该污泥发电厂总投资8050万元,具备日处理污泥400吨、******处理600吨的掺烧能力,是当时国内******的污泥发电项目。


据了解,南京协鑫是热电联产企业,发电过程中同时产生蒸汽,这是国家鼓励的电力生产方式。拿供热来说,集中供热锅炉效率在90%左右,小锅炉效率只有60%左右。打个比方说,同样满足一个热用户的需求,小锅炉如果一天要用10吨煤的话,集中供热锅炉只要6~7吨。


另外,用其他无害化方式处理生活污泥,成本大概在400元/吨,而污泥掺烧发电的成本只有110多元/吨,且烧完后的污泥残渣百分之百可以用作水泥生产的原料。


美国商务部部长助理伯海吉安在参观南京协鑫污泥掺烧现场后曾表示:“污泥焚烧发电体现了节约能源、保护环境的循环经济模式,具有明显的环境效益。”


化泥为肥


还有一种处理污泥的方法也取得了不错的效果,那就是污泥化肥。


在国外,污泥作为肥源农用已有多年的历史。日本在1954年就建成******座污泥堆肥中心,到上世纪90年代末已建35座。美国的污泥农地利用量占污泥产出总量的33%,葡萄牙高达80%,德国为25%,英国为51%。目前,许多国家和地区都将污泥农用作为污泥资源化利用的主要方向。


在我国,海南海口市在污泥农用领域已率先取得突破。据了解,海口市城市生活污水经白沙门污水处理厂处理后,每年生成约4万吨污泥,原先用填埋法处理污泥,每吨污泥的运输费和填埋费约需80元,还需要占用大量土地。


2002年,经海口市政府的协调,海南农丰宝肥料有限公司与白沙门污水处理厂签订合同,以每吨15元的价格包购污水处理厂的全部污泥,对城市污泥进行无害化处理,并以此为原料生产肥料,使海口成为我国******个完全解决污水处理厂污泥二次污染问题和城市污泥再利用问题的城市。


据了解,海南农丰宝肥料有限公司采用专利技术,对污泥进行微生物无害化处理,杀灭污泥中的线虫、大肠杆菌等有害生物,降低重金属含量,然后以污泥作为基肥,迄今为止已开发生产出多达20多个品种的有机肥、复合肥和微生物肥,产品经海口市有关部门环保和质量检测合格后投放市场,受到农民欢迎,被广泛使用到海南的橡胶、反季节瓜菜、热带水果的种植中。


这一污泥治理利用方式的运用,每年为海口市政府节省近300万元的污泥处理费用和4320万元的填埋土地费用。农丰宝公司近三年来在海南积极推广利用城市污泥生产的生物有机肥,应用面积已达14000公顷,平均每公顷新增产值3600元,经济效益达50400万元。


前行之路


尽管与欧美等发达国家还存在一定差距,但上述一系列事实无一不表明这几年我国在城市污泥处理上已经有了不小的进步。而国家的政策支持力度也在不断加大。


2009年2月18日,国家住房和城乡建设部、环境保护部及科学技术部发布并实施了《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》。这项政策明确了地方人民政府是污泥处理处置设施规划和建设的责任主体,强调了建设规划先行,污泥处理设施必须与污水处理设施同时投入运行,还强化了监督管理,要求地方各主管部门各司其职,污水处理厂要报告污泥去向及用途。同时,也统一了技术路线,要因地制宜确定污泥处置的方式。


***重要的是保障了资金来源,政策明确要求,各级政府应进一步提高污水处理费的征收水平,污水处理费应包括污泥处理处置运营成本,并可通过财政补贴等途径落实污泥处理处置费用,确保污泥处理处置设施正常稳定运营。同时也要求各级政府应加大对污泥处理处置设施建设的资金投入,对于列入国家鼓励发展的污泥处理处置技术和设备,按规定给予财政和税收优惠;鼓励通过特许经营方式引导社会资金参与污泥处理处置,建立多元化投资和运营机制。


另据了解,目前国内还有许多科研人员也都积极地在污泥处理领域不断钻研、不断创新,寻求治理污泥更有效、更经济的技术与方法。


事实证明,城市污泥处理完全可以实现变废为宝,走上循环经济之路。

 
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