㈠ 污水资源化的概述
学科:环境科学
词目:污水资源化
英文:transfbrming sewage into resources
各种污水(工业废水、农业内污水和生活污水等)的性质和物质组成有容很大差异,需用不同的方法处理后网收利用。中国各城市的污水排放量日益增加。1991年6月,国家环境保护局发布中国《1990年环境状况公报》指出,1990年全国污水总排放量254亿立方米,即日排9698万立方米,其中工业废水占70.3%。污水经处理后又转化为可利用的水资源,对于城市发展而言,具有双重意义。一是减少污染、保护环境,二是增加水资源、缓解缺水危机。根据国内外经验,废水回收主要回用于工业循环水、区域非饮用供水、推广水中水技术和中水利用、再生水用于农业、回补地下含水层,或作为城市绿化、环境卫生等用水等。
㈡ 污泥资源化在城市污水处理厂的利用
污泥资源化在城市污水处理厂的利用具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
1.城市污水处理厂污泥的特性
1.1污泥量大
随着中国社会经济和城市化的发展,城市污水的产生及其数量在不断增长。中国的城市污水处理厂的数量从1977年的35座增加到2004年的667座,城市污水处理能力达到3000×104m3/d。按2004年中国的污水处理能力统计,每天约产生7000t的污泥饼,占中国总固体废弃物的3.2%,而且年增长率大于10%。中国城市污水量在未来二十年还会有较大增长,根据预测,2010年污水排放量将达到440×l08m3/d,到2020年污水排放量达到536×108m3/d。随着中国污水处理事业的发展,污泥的处理处置问题在城市污水处理中占有的位置已日益突出。
1.2污泥性质安全稳定
一般城市污泥中都含有一定量的重金属,其含量的高低往往就决定它是否可以农用。中国污水处理厂污泥中含有多种重金属,其含量的性质较为稳定,主要以Zn和Cu为主,其他重金属含量较低。一般的城市污水处理厂污泥有害成分比较低,因此,城镇污水处理厂的污泥采用好氧堆肥之后土地利用是适宜的,也是安全的。污泥的pH值为6~7,一般不会明显影响后续处置及利用。随着人们环保意识的增强,污泥中重金属含量呈下降趋势。
1.3肥效较高
城市污水处理厂产生的污泥中含有大量的N、P、K及有机质,而且N、P以有机态为主,还含有植物所必须的多种微量元素。中国污泥的有机质平均含量为37.18%,N、P、K平均含量分别为3.03%、1.52%、0.69%,均超过国家堆肥需要的养分标准。在中国,不同地区污水处理厂污泥的养分含量相差较大,同一地区城市污泥中钾的含量变化并不大。从长远来看,中国污水处理厂的污泥中N、P的含量将随着脱氮脱磷等二级污水处理工艺的增加而增加,这将有利于污泥土地利用和堆肥处理。
2.城市污水处理厂污泥的处理技术
2.1污泥消化
污泥消化利用微生物的代谢作用分解污泥中的有机物,使污泥稳定并降低污泥总量。一般分为好氧消化和厌氧消化。厌氧消化较常用,其优点为:显著减少污泥体积,消除恶臭,污泥易脱水,性质稳定,更适宜作肥料。
2.2污泥热处理
热处理是污泥加热、热解、气化处理的总称,也是污泥稳定化和改善性能的有效方法。加热法可杀死污泥中的微生物和寄生虫卵,破坏有机物,使污泥易于脱水,但能耗较高,会产生恶臭。热解法是将脱水干燥后的污泥在隔绝空气条件下进行高温干馏、裂解从而得到可燃气体、焦油、苯酚等产品并使污泥大大减容。
2.3等离子体处理
该法是最近研究成功的,它利用电弧等离子体技术产生高温突跃处理脱水污泥,使污泥中的有机物发生物理化学变化,从中快速制得可燃气体,其主要成分是CO,产物气体可直接点火燃烧。试验结果表明,污泥含水量在43%左右时,CO产率较高。
3.城市污水处理厂污泥的资源化开发
我国城市生活污水处理行业,一直面临着污泥的出路问题,但污泥的根本出路是资源化,因此需要加强对污泥利用的开发研究,化害为利,使污泥的产生、处置与环境保护之间达到一个良好的平衡。目前,污泥资源化利用主要有以下几种方法:
3.1污泥农林利用
综上所述,城市污泥含有大量的有机质和N,P,K以及Mn,Zn,Cu,S,Fe等植物生长元素,是一种良好的肥料和土壤改良剂.田间实验表明污泥用于农田后能改良土壤的物理化学性质,增加土壤营养成分,提高土壤可耕作性将污泥施用于花卉、草坪等,既可远离食物链,又可就近消化污泥,还能减少化学肥料的用量,但污泥也含有大量有害物质,污泥中的重金属是决定污泥能否农林利用的主要因素。
3.2环保材料
从污泥中提取出微生物絮凝剂,不仅可用于油水分离,还可用于去除污水中的悬浮物、有机物等。矿化污泥可制备用于回收水表面溢油的吸附剂,且效果相当显著,活性污泥能作为粘结剂将无烟粉煤加工成型煤.在加工过程中,污泥可改善高温下型煤内部孔结构,降低灰渣中的残碳,污泥热值也得到充分利用。未驯化污泥可制成降解五氯酚的颗粒污泥,而经氯苯驯化的污泥对氯苯、邻二氯苯、间二氯苯等共存的体系具有良好的降解作用。
3.3建材利用
有些工业废水和生活污水混排处理后的污泥含有机废物、重金属和一些有害微生物,可用于制造砖块、生态水泥、陶粒、填料等.比如有的城市污水厂与水泥制品厂或制砧厂合作,把污泥作为建材产品的掺合料一起焚烧,最终生产出质量完全符合标准的建材产品,同时还降低了生产成本.这种处置过程,充分利用了污泥中的无机物(粘土),补充了当前水泥生产与制砧生产紧缺的泥源;同时充分利用了污泥中有机物(具有热值)作为辅助燃料,减低了建材产品生产的煤耗量;由于焚烧温度高达1200℃、污泥中病原体被彻底毁灭;燃烧过程中产生的有害废气(如二垩英)被彻底分解,又无残留灰渣,彻底避免了对环境的污染;同时为建材生产厂提供了再生资源,降低建材产品的单位成本;根据市场经济运作,污水厂还从中得到了应有的实惠.但是污泥建材利用应考虑重金属浸出率及放射性污染物、有机污染物的影响。
3.4污泥的高温堆肥
目前世界各国采用的方法有静态和动态堆肥两种,如自然堆肥法、圆柱形分格封闭堆肥法、滚筒堆肥法、竖式多层反应堆肥法以及条形静态通风等堆肥工艺,这些方法都在不断发展.美国20世纪80年代初开发了比较完善的贝尔茨维尔好氧堆肥法,主要采用堆底穿孔管道通入空气的方法,能够防止臭气扩散,比较安全卫生。污泥连续发酵工艺主要是利用快速发酵回转仓完成中温、高温发酵工艺,是目前国际上较为先进、也较为普遍使用的处理方法.它具有高效、防臭和成品质量高的特点,已在美国、日本、欧洲广为采用。
3.5其他综合利用
有的城市污水厂污泥则与制热单位合作,利用污泥替代部分燃煤制热,取得了较好的效果.污泥通过焚烧达到了无害化处置,制热单位由于获得了污泥这一再生资源,缓解了当前燃煤供应紧张的局面,并降低了制热生产成本。
结论
污泥的最佳处置途径是资源化利用,它不仅可以处置污泥,而且还可以充分利用资源,节约资源,为污水处理厂的污泥处置与处理找到一条化害为利、变废为宝的合理出路,实现经济利益与社会效益同步增长。污泥堆肥土地利用、建材利用、厌氧发酵工业化制气技术等都能够充分利用污泥中有机物含量高的特点,不仅可以解决污泥出路问题,也产生大量的有用物质,节省了大量的土地面积,是适合我国国情的有前途的污泥处置方法。鉴于污泥土地利用所涉及的研究与利用等方面的种种问题,要想达到安全有效的目标,需要政府有计划地组织环境保护部门同农业部门开展污泥土地利用方面的科学研究,以经济、安全、合理、有效、有益的原则利用污泥,以发挥其巨大的经济效益、社会效益和生态效益。
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㈢ 废水资源化是可行的为什么
废水资源化是可行的的原因:
1、比远距离引水费用低。将城市污水处理到杂用水程度,其基建投资一般相当于从30km外引水,若处理到有较高要求的工艺用水,其投资一般相当于从40-60km外引水。
2、污水处理再生利用既节约了水资源也可以削减污染负荷对环境的污染,其经济效益是双重的。
其实总结起来就是一句话,对污水进行再生利用处理,可以节约水资源,同时也可以起到保护环境的作用。污水处理设备不仅可以把污水处理到可以达标排放的标准,还可以对污水进行深度净化处理,把污水变为可以杂用的回用水。
近年来,不少地方开始大力推广使用再生水
景观水池、花园草坪、绿树环绕,仅从外面看很难想象这是一个中水处理站。这处占地12亩的中水站负责济南市领秀城社区约10万人的生活污水资源化处理,日处理量达1万立方米。“领秀城小区的绿化浇灌和道路喷洒全部来自中水站的中水,每天用水量在800至1000立方米。同时,片区内购物中心和酒店的保洁、冲厕用水也全部来自中水。剩余的中水则作为柏石峪泄洪沟和兴济河河道的景观补水。”中水站运营方负责人颜京柏说,据估算,仅这一个中水站一年的污水资源化处理量就相当于3个大明湖的水量。
㈣ 如何加强污水的治理和循环利用
在治理水环境污染,一方面要保护水资源,防止水资源的浪费、破坏和污染;另一方面还要加强水处理技术的开发和推广,在进行污水处理的同时,做到污水资源化,完善污水排放的法律法规,普及全民保护水环境的意识。
一、加强水资源保护。严格执行《水污染防治法》和《环境保护法》,对污水的排放标准应严格控制,尤其是要加强对工业污水排放的监督,对违法排放的企业要从重处罚。加强对排污口的各类污染源的跟踪监测,加强对地下水和地表水的水质监控,发现问题及时解决。同时,需完善相应的法律法规,建立健全水环境保护法律体系。
二、提高水处理技术。强化已有的常规水处理工艺,发展和推广深度处理技术工艺,包括活性炭吸附、臭氧高级氧化技术、臭氧和活性炭连用技术以及膜过滤技术等。污水治理过程中,有效治理污泥也是非常重要的环节。片面强调污水治理,而不重视污泥处理工作,会严重影响治污效果。另外,在技术储备上,应加快环保型水处理技术的革新。
三、加强应对突发水污染的管理措施,积极防范突发水污染事件。近年来,我国水污染突发事件时有发生。应开发和安装水污染的自动化在线检测系统,对水源进行实时监控。另外,加快发展水处理应急设备技术和工艺建设。在制度管理上,对废物废水尤其是工业化工原料和危险废物废水进行全过程监控,防止大面积水污染事件的发生。
四、加强污水资源化,提高水资源的利用率。目前,我国水资源利用率不足50%,重复利用率为20%左右。低效的水资源利用,加剧了水资源的浪费局面。因此应采用先进的节水技术和生产工艺,研究污水的治理和循环利用,如中水回用、工业冷却用水的循环利用等,都是充分合理地利用水资源。再如,将马桶用水直接流入沼气发酵池,利用其产生的无毒害能源沼气,进行废渣处理后形成无污染的农家肥,做到“源于生活,用于生活”。
五、加强宣传,提高全民的水资源保护和再利用意识。水资源保护和治理,不仅与政府或相关部门有关,而且与我们的生活和身体健康息息相关,要加强大众水环境保护意识普及教育,防止对水资源的浪费、破坏和污染,促使人人都为水环境保护贡献力量。
㈤ 城市污水厂污泥最终处置方式
城市污水厂污泥最终处置方式是怎样的呢,下面中达咨询为大家带来相关内容介绍以供参考。
城市污水厂处理中产生的污泥既是污染物又是一种资源,其最好的出路应是污泥的处理、处置与资源化利用相结合。本文通过污泥的综合利用、填埋、投海等几种主要的污泥处置方式的分析,指出污泥的资源化利用应立足于各地实际,在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下,选择最佳处置与利用方案。
城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等,如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的污染。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大的增长。如何妥善地处置污水厂污泥,并将其作为一种新的资源加以有效利用,变废为宝,已成为城市污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平的重要配镇穗因素,也是全球共同关注的课题。
1、污泥最终处置的主要方式
目前,国内外污泥最终处置方式主要有:综合利用、填埋、投海。
(1)综合利用
①农田林地利用
污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题,污泥中含有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质)。我国城市污水处理厂的各种污泥所含肥分见表1,故污泥农田林地利用是最佳的最终处置方法,但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机旅运物、重金属离子以及N、P的流失对地表水和地下水的污染,甚至可能含有一些致癌物质,目前对重金属污染研究较多。因此,在作农田林地利用前,应进行堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵,同时还应去除这些有害物质。目前普遍的问题是检测手段跟不上要求,处理成本无法和经济效益相平衡,化肥的普遍应用造成销售市场难以开发等,这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。我国有大量工业废水进入污水处理厂,污水中重金属离子约有50%以上转移到污泥中,污泥中的重金属离子含量一般都较高,见表2。
为提高污泥的农用量可以采取一些措施:一是把污泥制成有机—无机复合肥料,适当添加钾肥以补充污泥肥料中钾的不足,这样可以提高肥效降低有害物的含量;二是在经济政策上优惠使用污泥复合肥料的单位或个人,如免费提供试用肥料样品,免费为施用污泥复合肥料的区域或地块作土壤营养状况分析等。
②污泥焚烧产物利用
污泥中合有一定量的有机成分,经脱水干燥的污泥可用焚烧处理。在日本,该方法巳占污泥处理总量的60%以上、欧盟也在10%以上。为防止焚烧过程中产生二恶英等有毒气体,焚烧温度应高于850℃。污泥焚烧所产生的焚烧灰具有吸水性、凝固性,因而可用于改良土壤、筑路等,也可作为砖瓦和陶瓷等的原料,另外,污泥灰也可以作为混凝土混料的细填料。将污泥转变成一种颗粒状燃料,可以很好燃烧,其热值和褐煤相当,燃烧释放的有害气体远低于焚烧过程,其残余物可用于建筑工业。
污泥焚烧可以从废气中获得剩余能量,用来发电。在脱水污泥中加入引燃剂、催化剂、疏松剂和固硫剂等添培卜加剂制成合成燃料,该合成燃料可用于工业和生活锅妒,燃烧稳定,热工测试和环保测试良好,是污泥有效利用的一种理想途径。
③低温热解制取可燃物
污泥热化学处理因其无害化和减量化彻底,地位已逐渐增强。污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术。它通过在催化剂作用下无氧加热干燥污泥至一定温度(<500℃)、由干馏和热分解作用使污泥转化为油、反应水、不凝性气体和炭等可燃产物,最大转化率取决于污泥组成和催化剂的种类,正常产率为200~300L(油)/t(干泥),其性质与柴油相似。
④建筑材料利用
污泥可用于制砖和制纤维板材。
污泥制砖的方法有两种。一种是用干化污泥直接制砖,另一种是用污泥灰渣制砖。用干化污泥直接制砖时,应对污泥的成分作适当调整,使其成分与制砖粘土的化学成分相当。当污泥与粘土按重量比1:10配料时,污泥砖可达普通红砖的强度。利用污泥焚烧灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制砖粘土的化学成分是比较接近的,制坯时只需添加适量粘土与硅砂。比较适宜的配料重量比为灰渣:粘土:硅砂=100:50:(15~20)。
污泥制生化纤维板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白(有机物)与球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质,在碱性条件下加热、干燥、加压后,发生蛋白质的变性作用,从而制成活性污泥树脂(又称蛋白胶),使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材。其品质优于国家三级硬质纤维板的标准。
(2)填理
污泥填埋有填地与填海造地两种。
污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式,经过消化后的污泥有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大,实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率,因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的污泥填埋场,根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋,但此法有占地较大、选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。
污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水,必须集中加以处理;污泥填埋场四周应设围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施,未经干燥焚烧处理的污泥,宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应<0.5m,消化污泥泥层厚度应不大于3m,泥层上面铺砂土层为0.5m,彼此交替进行填埋,并设置通气装置,污泥焚烧灰渣填埋时,可不分层填埋。
污泥填海造地,应遵守下列要求:①必须设护堤,渗水也必须集中进行处理,以防污泥和污水污染海水;②污泥或灰渣中的重金属含量应符合填海造地标准。
(3)投海
沿海地区,尤其是有大江、大河入海口附近,可考虑把生污泥、消化污泥、脱水泥饼或焚烧灰渣投海。投海污泥最好是经过消化处理的污泥。投海方式可用管道输送或船运,其中管道输送较为经济。在污泥投海工程实施前,必须搞好投海区的选择(离海岸10km以外,水深25m左右),以保证海水的稀释与自净作用。
总之,综合利用将是今后污泥处置的主要方式。填理由于占地多,潜在生物可利用率低,渗滤液可污染地下水,后续处理管理费用高等问题,应用受到限制。海洋投弃将逐渐被禁止。随着科技的发展,污泥的有效利用的方式和有效利用率将会进一步增加。
2、污泥利用方案的选择
(1)污泥利用的潜在风险
污泥利用需满足严格的环境卫生标准,不能造成新的环境危害。污泥利用的环境问题是重金属和氮对土壤、作物、水体的影响以及病原物污染,所以具有潜在风险。污泥的热能利用无疑是风险最小的,而土地利用则需严格管理,只有重金属含量低于农用污泥标准才可用于农作物,而且污泥肥的施用也需严格定量以控制重金属的积累和减少氮、磷淋失对水体的污染。至于病原物污染,热干化的安全性较佳,因其高温灭菌作用很彻底,产品可完全抑制微生物的活性;碱性稳定化基本上也能达到安全标准;堆肥则不足以保证安全性,因病原物仍有少量存活且产品的高含水率(一般为30%~40%)可使病原物复活,故采用堆肥方案时需加强对堆肥质量、场所和施用场地的管理。
(2)利用方案的比较
①农田林地利用
用污泥对农田、林地、草坪施肥或进行土壤改良以及用于市政绿化、育苗等,不仅可改善土壤的理化性质,增加土壤肥力,促进树木、花卉及草坪等的生长,而且可避免污泥中的重金属、有毒有机物因食物链的生物富集效应对人畜产生的危害,除此之外土壤的自净能力还可使污泥进一步无害化。因此土地利用是一种积极的、生产性的污泥处置方法。污泥利用前需堆肥化处理,堆肥化若采用静态条垛工艺,成本最低,但其生产周期长、占用土地多且对周围环境的影响比较严重;若采用发酵仓,其设备投资和运行费用将增加,而且若要制成复合肥还需烘干造粒设备,这样其成本优势就大大削弱了。
②污泥焚烧产物利用
污泥焚烧效果好,焚烧产物既可用作新的产品原料,又可回收热能。国外已有较成熟经验和工艺,可以直接借鉴使用。但总体来说焚烧的成本最高(是其他工艺的2~4倍)。今后应从降低成本,减少二次污染角度着手,生产新设备。
③低温热解制取可燃物
污泥低温热解效果亦好,污泥可通过干馏提取油、气等,不但可做燃料也可用于制造四氯化碳等化工产品,具有工业化利用前景,且能量回收率高,经济性优于焚烧处理,是大有前途的处理方法。在热解机理和动力学研究方面,还有很多工作需进一步探讨。在工艺和设备的改进方面有待新的突破。
④建筑材料利用
建筑材料利用,不仅可以减少污泥填埋所占用的土地,减少自然资源消耗,而且可以使资源得到循环利用,变废为宝。
(3)其他因素
污泥处理设施的选址是方案选择的决定因素之一。一般而言,污泥宜就近处理以节省运输费用和减少湿污泥运输对沿途造成的污染。由于污泥处理过程中可能会带来臭味、有毒有害气体及病原体等环境问题,所以选址会对方案选择产生决定性影响。
3、结语
污泥经过减容、稳定和无害化处理后,可以作为资源加以综合利用。污泥的处理处置及其无害化,作为再生资源有效利用是世界各国共同重视的问题。面对各地区千差万别的污泥利用经验,应立足于本地区的实际情况,在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下,审慎地、全面地论证各种方案实施的可行性,从中选出最佳方案。目前的利用方向是土地利用和热能利用。从长远看,对于我们这样一个农业大国,应将污泥制成污泥复合肥料或污泥生物复合肥料,将农田林地利用作为主要的有效利用途径。同时,也要发展研究其它的资源化途径,如直接或间接作为燃料、热分解制油等。污泥焚烧作为最彻底的处理方式,在国外,特别是西欧和日本已得到了广泛的应用,欧洲将来有30%的污泥土地利用、70%热能利用。在国内,由于其一次性投资和处理成本大、焚烧烟气需进一步处理等问题而一直未得到应用。随着国内大型城市污水处理厂建设的进一步加快,污泥处置已成为突出的问题。
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