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關鍵詞 城市污泥;處置;好養;堆肥
中圖分類號X7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)56-0114-01
污泥是城市污水處理廠在污水凈化處理過程中產生的沉積物質, 是一種由有機殘片及附屬的金屬元素、細菌菌體、蟲卵、雜草種子、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體。含有豐富的氮、磷、鉀和有機質,是可利用的良好有機肥源;但又含有重金屬、有機污染物、病原菌等,處置利用不當易產生環境污染。
污泥主要特點是含水率高,有機物含量高,容易腐化發臭,且顆粒較細,比重較小,呈膠狀液態,不易通過沉降進行固液分離。按照來源,污泥主要有生活污水污泥、工業廢水污泥、糞便處理污泥和給水污泥等。
為了改善我國水資源污染嚴重的現狀,從“九五”期間我國污水治理問題得到充分重視,城市污水處理工程、糞便處理工程項目發展很快。截止到2009年10月,全國城鎮建成運行的污水處理廠1 817座,糞便處理場100多座,隨著這些設施的運行會產生大量的污泥(截止到2010年底,全國城鎮污水處理廠產生的含水率80%污泥已突破2 000萬t),如果污泥處理不當就會對環境造成二次污染,污泥的處理處置和利用已經越來越成為我國急需解決的大問題。
目前,從世界范圍看,對污泥的處理方法主要有焚燒、填埋、投海和堆肥等多種形式。填埋法受到用地的限制且容易產生二次污染;投海會污染海洋,對海洋生態系統造成威脅,國際公約已明令禁止;焚燒法的技術與設備復雜,能耗大,投資高,并伴有大氣污染問題;而用堆肥法處理后的污泥可以進行農業利用,具有經濟簡便、可資源化、環保等優點,已經引起廣泛重視,是目前污泥處理寄以厚望的途徑。
污泥堆肥的優點:堆肥的優點主要包括土壤改良、高效有機肥、改善糞便處理廢棄物、提高土地利用率、降低污染和衛生風險、殺死病原菌等。
堆肥是一種很好的土壤改良劑。當堆肥施用于農田,可以增加有機質,改善土壤結構,減少肥料的使用量。堆肥的產品有很大的潛在市場,如庭院種植、園林、菜農、苗木種植者等等。由于這是一項變廢為寶的工程,還能在政策、稅收方面得到政府的大力支持;堆肥還可以減輕糞便的質量、水分含量和活性,便于處理,并在沒有臭氣和蒼蠅的環境下得到很好的貯存等等。
堆肥實際就是廢棄物穩定化的一種形式,但它需要特殊的濕度和通氣條件以產生適宜的溫度,一般認為這個溫度要高于45℃,保持這種高溫可以使病原菌失活并殺死雜草種子。在合理堆肥后殘留的有機物分解率較低并相對穩定,堆肥的臭味可大大降低。堆肥中有機物料的降解與干燥過程同步進行能夠降低后續處理的費用,從而有利于增加堆肥的再利用或處置。
堆肥一般分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。好氧堆肥是在有氧的情況下有機物料的分解過程,微生物分解有機質產生大量的熱使堆溫增高,隨之微生物的種群和代謝活力也發生相應變化,其代謝產物主要是新鮮有機質、CO2、H2O和熱量;而厭氧堆肥是在無氧條件下有機物料的分解,厭氧分解最后的產物是CH3 、CO2和許多低分子量的中間產物,如有機酸等。厭氧堆肥與好氧堆肥相比較,單位質量的有機質降解產生的能量較少,而且通常發出臭氣,不能有效地殺死有機物料中的病菌、蟲卵及雜草種子,由于這些原因,好氧堆肥在堆肥工程中被經常采用。
污泥堆肥的技術基礎:污泥堆肥是在高溫堆肥的技術基礎上,結合粉煤灰的各種特性,并吸收德國ETH/OAM再生公司應用粉煤灰和污泥在德國農業應用的研究技術,解決污泥含水率高不宜發酵的關鍵技術。將污泥按一定比例與添加物質均勻混合,在一定溫度條件下,通過堆肥完成對污泥的脫水和有機熟化處理。
試驗證明,粉煤灰含有多種有利于植物生長的微量元素,對污泥中的重金屬有一定的鈍化、固化緩釋作用,且具有較強的水化活性,促進發酵以及改良土壤的特性,它對施用到農田中的化肥有緩釋作用,可做污泥堆肥的膨松劑和調節劑。將含水率約為60%~80%的污泥與體積約為30%~40%的添加物(菌種、鋸末、麥糠、粉煤灰等)混合均勻后放至發酵容器發酵,每天進行一次翻堆,并對發酵容器進行間歇式曝氣,由于好氧菌作用,堆肥物料在三天后可升溫到60℃以上,在60℃~65℃維持3天~4天,實現滅菌和干燥的目的,在發酵容器物料停留10天~12天,就可完成堆肥。堆肥后的物質疏松,臭味消失;堆肥的植物可利用的有效態養分提高,重金屬含量比原污泥有較大幅度降低,再進一步加工干燥,就可裝袋入庫待銷。
我國堆肥現狀與前景:當前世界各國普遍采用的堆肥方法有靜態和動態堆肥兩種,如自然堆肥法、圓柱形分格封閉堆肥法、滾筒堆肥法等堆肥工藝,這些方法都在不斷的發展和完善。
近年來,國內先后建成了機械化程度較高的堆肥廠,如北京、無錫、煙臺等地的機械化堆肥技術,包括較完整的前處理、發酵、后處理工藝和設備,其堆肥技術在產品質量、運行操作可控性、環境質量等方面的指標都達到了較高水平。
1997年北京市環境保護科學研究院總結多年研究成果,吸取國內外各類機械堆肥裝置的優點,設計、研制了污泥動態發酵器,該裝置效率高,能耗低,便于操作管理和設備化。根據所研制的設備,提出以污泥動態發酵器為核心的污泥制有機肥新工藝路線,建成了一條年產5 000t有機肥的生產線。生產線包括動態發酵器、混合攪拌器、圓盤造粒機、烘干機、篩分機等,運行后設備穩定可靠,社會、經濟效益明顯。這為我國的污泥處置問題起了良好的開端。
另外,從我國農業生產的發展和市場需求看,未來有機肥的發展潛力也十分廣闊。隨著我國農業產業結構調整和“三綠工程”的實施,優質、高效生態農業種植面積將逐年擴大,綠色食品、有機食品生產基地的擴大必然形成對有機肥的巨大需求。
在我國,環保產業是新興產業,一種被認為是以實現社會效益為主的產業,隨著環保產業以治理污染為主逐漸向以治理污染和綜合利用并舉的方向發展,環保產業將同其他產業一樣實現市場經濟的運行機制,故污泥堆肥項目將會在不久的將來迎來燦爛的明天。
參考文獻
[1]城市生活垃圾好氧靜態堆肥處理技術規程 CJJ/T52.
[2]糞便處理場設計規范 CJJ64-2009.