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近年来污泥处置技术发展状况与未来发展趋势

多年来污泥处理处置的实践经验表明,受市政工业污水合流管网建设背景与区域经济、地方政府财力、地理、人口、气候等方面因素的影响,简单引进或照搬国外污泥处理处置技术不仅投资大、成本高,且处理后的污泥含水率仍较高、处置路径不通畅。

 

当前,污泥处理技术处于不断发展的阶段,围绕污泥减量化、稳定化、无害化和资源化目标,国内外的企业和研究者开发出了各种各样的污泥处理技术,但此类新技术仍处于实验阶段,还无法实现大规模工程化、产业化应用。我国逐渐形成了以热干化、机械脱水、厌氧消化和好氧发酵等为主的污泥处理技术路线。

 

据 E20 研究院统计,热干化技术和机械脱水技术是国内污泥处理项目最常用的两类技术,随着对污泥减量化要求的提高,热干化技术和机械脱水技术这类减量化效果明显的技术应用的更为广泛。

 

近年来污泥处置技术发展状况与未来发展趋势-世环会【国际环保展】

 

(1)污泥处理技术路线

 

①热干化技术

 

热干化技术是指通过污泥与热媒之间的传热作用,脱除污泥中水分的工艺过程,主要包括间接干化和直接干化。国内较常用的是间接加热的方式,这一技术能够将污泥脱水含水率降至较低水平、减量化效果明显,“热干化+焚烧”的技术路线能够充分利用污泥中的热值,能够实现污泥的稳定化和无害化,但是存在投资大、能耗高、费用贵、设施设备庞杂难维护、二次污染隐患难治理等不足。

 

②机械脱水技术

 

机械脱水技术包括传统机械脱水和深度脱水。传统机械脱水主要为带式压滤脱水、离心脱水、板框压滤脱水,通常仅能将含水率降至 80%左右,高含水率给污泥后续处理、运输及处置均带来了一定的困难;深度脱水技术是指对含水率较高的污泥进行调理后再进行压榨脱水,使其含水率达到 55%-65%,特殊条件下污泥含水率还可以更低。调理方法主要有化学调理、物理调理和热工调理等,调理的作用主要是改变污泥的物化性质,破坏污泥的胶体结构,减少其与水的亲和力,从而改善污泥脱水性能。机械脱水技术所需投资和运行成本较低,可以实现污泥的无害化、稳定化,但化学调理深度脱水方法普遍存在药剂投入量大、后续处置路径受限、减量化效果不佳等问题。

 

③厌氧消化技术

 

厌氧消化技术是指利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应,分解污泥中有机物质,有效实现污泥稳定化的一种污泥处理工艺。在消化过程中会产生沼气,可以回收生物质能源,实现资源化,还可通过降解有机物,使污泥稳定化,避免腐臭以及在运输和最终处置过程中对环境造成不利影响。但通常经厌氧消化之后还需进行二次脱水,存在减量化效果不佳的问题。

 

④好氧发酵技术

 

好氧发酵技术通常是指高温好氧发酵,是通过好氧微生物的生物代谢作用,使污泥中有机物转化成稳定的腐殖质的过程。代谢过程中产生热量,可使堆料层温度升高至 55 ℃以上,可有效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种籽,并使水分蒸发,实现污泥减量化、无害化和稳定化,但好氧发酵阶段周期较长,通常在 25-30天。污泥高温好氧发酵技术需要较多的外部能源,同时需要消化秸秆、谷糠、木屑、锯末等辅料,该技术的实施需要考虑所在地辅料资源问题,还存在容易产生二次污染、产品出路受限及占地面积大等问题。在实践中,针对我国不同地区、不同类型、不同规模的污泥项目,仍需要因地制宜的选择合适的污泥处理技术路线,进一步研究开发与我国国情相适应的污泥处理技术是当前污泥处理行业的发展方向。

 

(2)污泥处理处置技术体系和政策标准体系逐步完善

 

随着我国城镇化水平的提高,污水处理设施建设也得到了高速发展,为解决随之而来的污泥处理处置问题,我国自“十一五”以来加大了科技投入。通过“水专项”的技术研发,我国的污泥处理处置研究在污泥干化、炭化、焚烧、超高温堆肥、厌氧消化、生物质协同处理和资源化利用等方面已经取得一定成果,包括污泥生物稳定化和资源化成套技术、污泥脱水干化技术与装备产业化应用、污泥(协同)热化学处理技术等污泥处理处置关键技术与重大装备获得长足发展,符合我国国情的污泥处理处置技术体系和政策标准体系初具雏形。

 

2011 年 3 月住建部和发改委共同组织编制并发布了《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》,总结了我国城镇污水处理厂污泥处理处置的实践经验和研究成果,并借鉴国外的先进经验,介绍了污泥处理和处置的相关技术。2009 年以来,我国陆续出台了各类处置路径所对应的污泥泥质标准要求,逐步规范污泥处理处置行业发展。

 

近年来污泥处置技术发展状况与未来发展趋势-世环会【国际环保展】

 

(3)污泥处理工艺路线选择应考虑环保性和经济性

 

污泥处理技术的选择不仅要考虑具体技术的成熟适用性,还应该要从保护生态环境的角度出发,所采用的技术不仅应具有良好的技术经济性能,更应具有最佳的生态效益。污泥处理的目的是为了解决污泥可能引起的污染问题,若在污泥处理的过程中产生污染或污泥处理的产物仍具有环境危害性,就会与最初的污泥处理目标背道而驰,因此在污泥处理的过程中应该尽量避免对环境产生二次污染,保证处理过程的环保性和所产生脱水干泥的无害性。

 

住建部 2017 年发布的《城镇污水处理厂污泥处理技术标准(征求意见稿)》也指出,应对技术方案进行综合的技术经济比选。技术经济比选应以全局协调、经济合理、技术先进、安全稳定、环境友好为原则,综合评价社会效益、环境效益和经济效益。未来污泥处理工艺在围绕着实现减量化、无害化、稳定化和资源化目标发展的同时,还应当兼顾环保性和经济性。

 

(4)污泥的资源化、能源化将成为未来趋势

 

污泥不仅是污染物,还是一种资源。发达国家已逐渐不再把污泥视为废弃物,如德国的《循环经济法》已经从法律层面上将污泥定义为资源物,通过技术开发和政策扶持来鼓励和强化对污泥进行资源化利用,欧盟也越来越重视污泥资源化利用技术的开发与应用,开发了如污泥与有机物协同消化制生物燃气、污泥热解碳化、污泥热解气化、污泥协同焚烧、污泥磷回收等新技术来提高污泥的资源化利用率。

 

党的十九大报告强调必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念。污泥处理处置就是要突破传统的无害化思维,将污泥由污染物向资源、能源转变,回收污泥中有价值的资源。实现污泥的资源化和能源化可以作为我国低碳经济和可持续发展的支撑,也将成为行业发展的主要方向。

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