污泥应该去哪儿?
污泥是污水处理后的产物,含有有机物、细菌菌体、无机颗粒、胶体,成份极其复杂。由于污泥富含有机质,简单填埋会产生臭气,污泥中的有害细菌也容易对土壤、大气等环境产生严重的二次污染,而一些工业废水产生的污泥可能会含有的重金属等有害物质对土壤的影响更是贻害无穷。污泥的出路一直是大家关注的热点,也是困扰业内的难题。
而据住房和城乡建设部预测,2015年中国将成为世界上城镇污水处理量最大的国家。作为污水的伴生物,每处理10000吨城市污水,将会产生约10吨污泥。到2015年,全国全年城镇污水处理厂湿污泥(含水率80%)产生量将达到3359万吨。那么,这些巨量污泥都到哪儿去了?
找个地方偷偷倒了?
近日,深圳横岭污水处理厂将重金属污泥偷运到惠州大亚湾倾倒时,被大亚湾环保局执法队逮个正着。
污泥如果没有经过处理就排放出去,相当于污染物又回到了环境中,污水处理不仅成了白忙一场,同时也会造成更严重的环境污染。但是这种直接倾倒污泥的愚蠢行为却频频发生。
2006年10月至2007年7月,北京环兴园环保科技有限公司向门头沟区永定镇上岸村等地的砂石坑内直接倾倒污泥共约6000吨。而北京市地下水源的重点保护区永定河距离砂石坑仅500米,这些污泥含多种重金属,对该地区造成了重大环境污染,污染损失达上亿元,此案被称为“京城环保第一案”。
2010年岳文艺等人将从无锡市芦村污水处理厂运来的约2700吨污泥倾倒至长江中,造成了长江泰兴市滨江镇段团结闸水域水质污染,引发灌溉团结河水的滨江镇过船桥的大量水稻受灾、受损。
找个地方直接把污泥倒了是最省事、省钱的处置方法,可是这种损人利己的行为不仅贻害后人,也将被依法处置。“京城环保第一案”主犯何涛以重大环境污染事故罪,被判处有期徒刑三年六个月,并处罚金人民币3万元,开创了倾倒污泥环境污染案件入罪的先河。
我国很多污水处理厂的规划设计往往存在“重水轻泥”的现象,污泥产生量与日俱增,污泥处理却存在处理能力不足、处理手段落后的问题。资料显示,80%的污泥并未得到有效处理,被随意外运、简单填埋或堆放,甚至被直接丢弃在河湖、堤岸、沟壑、田地等公共环境中,对环境造成严重的二次污染。
处理?处置?分不清楚
事实上,污泥分处理和处置两个阶段。我国环境保护标准《环境工程 名词术语》中对污泥处置的定义是:处理后的污泥,弃置于自然环境中(地面、地下、水中)或再利用,能够达到长期稳定并对人体健康和生态环境无不良影响的最终消纳方式。目前有效的污泥处置方式有在填埋场填埋、焚烧、肥料利用、作为建筑材料原料被利用。应注意的是,污泥处置的对象并不是原生污泥,或者仅经过浓缩和脱水处理后的污泥,应是至少经过稳定化处理的产物。
污泥处理是指为了满足污泥产物进入环境消纳要求而要采取的必要措施,经单元工艺组合处理,达到"减量化、稳定化、无害化"目的,使其在处置中不会对环境产生有害的影响,包括污泥浓缩、厌氧发酵、厌氧发酵、污泥机械脱水、污泥稳定、污泥干化等。
也就是说,污泥处理是污泥处置的前一个阶段,只有处理得当从而满足相应要求的污泥,在环境中处置时才会最大程度上避免二次污染的产生。但是目前不仅存在污泥处理不符合处置要求就任意排放的问题,还存在用处置代替处理的情况。比如前面所诉几例违法倾倒污泥案例的问题就是污泥没有经过处理就随意处置了。即使没有违法,在填埋场填埋污泥作为污泥处理手段,将污泥焚烧作为污泥处置忽视对焚烧产物的消纳等等,这些混淆污泥处理和处置阶段的手段,也将危害环境。
正是对这两个基本概念缺乏正确而明晰的认识,使得污泥处理成为难题。
污泥处理中的“先进工作者”
由于污泥的来源及水处理方法不同,产生的污泥性质也各不相同,按来源分污泥主要有生活污水污泥,工业废水污泥和给水污泥;按污泥的成分和性质可分为有机污泥和无机污泥、亲水性污泥和疏水性污泥。不同污泥采用不同的处理方式,污泥经过一定处理后,产物已发生很大甚至是根本变化。专家举例说,比如高温好氧发酵处理后得产物为有机土,焚烧处理后的产物为灰渣,在水泥窑中掺烧后的产物为水泥产品等。那么在下一阶段的污泥处置中,用于土地利用的应是有机土,建材利用的是可以用于路基、沟槽回填的灰渣。
我国污泥处理行业只有十几年发展历程,目前初步形成了深度脱水加填埋、干化加焚烧加灰渣填埋或建材利用、好氧发酵加土地利用、厌氧消化加土地利用四种主流可行的技术路线。
上海是国内最早对污泥进行活性处理的城市,亚洲规模最大的污泥处理设施白龙港污泥处理工程2011年11月投入运行,采用厌氧消化干化国际先进工艺,包括消化-污泥干化处理和污泥深度脱水处理两段工程,其中消化-污泥干化处理采用“污泥浓缩+厌氧消化+脱水+部分干化”污泥综合处理工艺,污泥深度脱水处理处理工艺为“化学调理+隔膜压滤工艺”。含水率99%的污泥通过重力浓缩、机械浓缩含水率降至95%后,在蛋形消化池内进行厌氧消化,分解污泥中的有机质,也可消除其中的大肠杆菌等大部分病菌,使污泥不再发臭。同时,消化过程中产生的绿色能源沼气可作为供热能源循环利用于污泥的消化和干化阶段,最大限度实现节能。据白龙港污水处理厂污泥处理工程项目负责人王丽花博士介绍,干化处理后的污泥体积减量一半左右,消除了臭味,进行无害化处理后的污泥可作为园林绿化介质土或填埋场覆盖土等资源化利用。
在2013年11月举办的“2013(第五届)水业热点论坛”上,在几种主流技术之外,又涌现出一些新的技术。以房地产起家的裕川集团主导研发了“微生物蛋白提取方式的污泥处理及资源化技术”,通过热碱方式破坏污泥细菌细胞膜,释放其中的蛋白质和水份,经固液分离得到蛋白液体和污泥残渣。山东景津环保设备有限公司总结出了一套完整的过滤技术,并开发出了污泥专用压滤机--景津环保节能高效压滤机,将化学调理和机械脱水相结合,可直接将含水率98%以下的污泥脱水至60%以下,再经过24-48小时自然风干后,含水率能降到40%以下。
关于污泥处理过程中产生的沼气,北京市环境保护科学研究院总工程师王凯军大胆假设道:“城市污泥通过处理产生沼气,具有10亿方的能源潜力。”但他同时也指出,污泥处理沼气在实际应用中还存在很多问题,今后污泥沼气将在我国能源格局中占多少份额,目前并不好界定。
尽管如此,城市污泥产沼气具有巨大的发展空间,沼气作为一种可再生的清洁高品质能源,有效利用、产业化污泥沼气是一个值得探索的领域。
师夷长技以治泥
国外污泥处理处置起步较早,已形成成熟的技术处理体系。2006年起实施的欧盟固体废弃物土地填埋法令要求所有欧洲国家用于土地填埋的固体废弃物中有机物含量必须逐年递减,其中污水厂污泥也是该法令规定的固体废弃物种类之一。欧盟成员国中,法国、德国、比利时、荷兰、卢森堡、爱尔兰等国家污泥填埋有逐年下降的趋势。欧洲对于污泥的土地利用的态度是,要在保障营养物最大程度循环利用的基础上,进一步限制有害物质进入土壤。奉行“拿来主义”,借鉴国外经验,引进国外技术,并根据我国污泥特点进行本土化升级改造是个不错的选择。
同济大学环境科学与工程学院院长、城市污染控制国家工程研究中心主任戴晓虎说:“欧洲国家污泥处理处置技术工艺,主要紧扣四化,即污泥稳定化、减量化、无害化、资源化。”其中污泥焚烧目前在德国使用较广泛,使用恒速流化床技术,可焚烧含固率35%以上的原污泥和45%以上的厌氧消化污泥,但也存在尾气处理费用高的问题。
瑞典坚持农业的循环利用,大力推进建设有营养物回收的新型污水处理系统,推进污泥在土壤改良中的应用;荷兰长期致力于磷回收技术对研究和开发;美国将污泥定义为“生物固体”,鼓励循环利用,采用各种高温高压、脉冲电磁、超声波和化学处理等污泥预处理工艺,提高污泥可生物降解成分。
日本对污泥的处理以焚烧灰渣作为路基材料和制作其他建材为主,但鉴于成本处理高且民众对焚烧持不欢迎态度,日本目前采用高温好氧发酵技术处理,污泥炭化再利用、油温减压干燥以及生物质综合等污泥处理处置方法在日本也得到了很好的应用。
我们借鉴国外的成功技术时应结合国情,各国处理处置污泥方式虽有不同,但都旨在污泥的合理化利用。污泥是放错地方的资源,并不是无药可解、无利可图。转变观念,不要鼠目寸光,政府监管和企业投资、科研机构有机结合,才能有效减少“污染从哪里来又回哪里去”的愚蠢行为。