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宝鸡市城镇污水处理厂污泥处置现状分析

水工业市场杂志 2019-06-03 18:52:59



长期以来,我国对城镇污水厂污泥的处置主要是以寻找合适地点加以“消纳”为目的,即以填埋为主,近年来也出现了一些污泥资源化综合利用的途径,但所占比例很小,主要是因为污泥中的重金属具有不易降解等特征,此外还含有病原体微生物和寄生虫卵等,而污泥的合理处置已成为制约城镇污水处理厂良性健康发展的重要瓶颈。进入21世纪以来,污泥研究文献数量几乎呈现出直线性增长趋势,这意味着污泥研究越来越受到人们的关注,已经成为当前研究热点之一。

2018年3月29日,“第十三届水处理行业热点技术论坛”将于北京召开(相关链接:2018水处理技术热点有哪些?院士专家深度解读),本次论坛汇集行业专家及领军企业代表将对污泥处理处置、资源化利用热点技术等内容进行报告与探讨,希望给您带来思考与帮助。

本文通过对宝鸡市城镇污水处理厂近几年的污泥产量和处置情况进行分析,并结合对宝鸡市城镇污水处理厂污泥中重金属含量分析和生态风险评价,提出解决污泥处置问题的应对措施和策略。


一、宝鸡市污泥处置状况

1.污泥产量

据统计,宝鸡市2016年共有城镇污水处理厂17家,设计处理能力为378.4kt/d,污水实际处理量为291.8kt/d,污泥产量为247.97t/d。与2011年相比,城镇污水处理厂增加了6家,设计处理能力增加了117.4kt/d,污水实际处理量增加了44.53%,同时污泥产量也增加了95.47%。

从2011年到2015年,宝鸡市污泥产生量变化不大,2015年污泥产生量是2011年的1.11倍。但是,2016年污泥产生量相对于前5年有了明显增加,其中2016年污泥产生量是2011年的1.95倍,是2015年的1.77倍,原因主要是2016年污水实际处理量明显增加,而且在增加的污水处理量中工业废水增加比例较高。

2.污泥处理处置状况

目前宝鸡市污泥处理方法主要是带式压滤和离心脱水,这两种方法可以使污泥含水率降到80%以下,符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中脱水后污泥含水率的规定要求。

2016年宝鸡市污泥处置量为90.5kt,是2011年污泥处置量的1.95倍。2016年宝鸡市污泥处置方式有填埋、土地利用和建筑材料利用3种不同方式,3种不同处理方式所占比例分别为93%、4%和3%,足以可见污泥填埋仍然是最主要的处置方式。2011年污泥处置方式基本上与2016年相同,只是3种处置方式所占比例略有差异。2012年到2015年污泥处置方式都是填埋和土地利用。从时间上来看,从2011年到2016年,填埋所占比例约为90%左右,是宝鸡市城镇污水处理厂产生污泥的最主要去向,土地利用所占比例较小,在3%-15%之间,平均为6%左右,建筑材料利用所占比例更小。然而,目前一些发达国家如美国等污泥填埋的比例在逐渐下降甚至有些地方已经禁止填埋。

目前宝鸡市污泥的土地利用方式主要是制作有机肥后农用,如眉县清源污水处理有限公司将污泥(含水率在80%以下)、畜禽粪便、调理剂、发酵生物菌剂等,按照一定的配方比,采用好氧堆肥工艺技术生产的生物有机肥,有效活菌数≥0.20亿/ml、有机质≥40.0%,达到《生物有机肥》(NY884-2012)的检验要求。污泥的建筑材料利用方式主要是制砖。无论是污泥制作有机肥还是制砖,不仅可以使污泥达到减量化、稳定化、无害化处理的目的,同时实现了资源循环利用。

陕西省目前的污泥处置方式为填埋、建筑材料利用、土地利用和焚烧,所占比例分别为55%、11%、33%和1%。宝鸡市与之相比,填埋比例是陕西省的1.69倍,建筑材料利用和土地利用比例则远远低于陕西省平均水平。因此,宝鸡市发展除污泥填埋以外的其他处置方式尤为重要。无论以何种方式对污泥进行利用,安全性始终是第一位的。


二、宝鸡市污泥重金属含量及风险评价

1.重金属含量水平

经文献资料和现场调研发现,污泥填埋由于带来的一系列问题如垃圾渗滤液对环境的污染越来越被人们所摒弃,而土地利用作为污泥资源化利用的有效途径之一,具有一定的发展前景,但是污泥中的重金属直接进入土壤,很容易造成“二次污染”,并随降水不断迁移、积累,存在污染环境及威肋、食物安全的隐患。

通过对来自宝鸡市的4个污泥样品中的重金属含量进行测定,发现4个污泥样品中各重金属浓度差异较大,6种重金属的平均值顺序为Zn>Cu>Cr>Ni>Pb>Cd,其中Zn和Cd的平均浓度分别为798.88mg/kg和1.58 mg/kg。4个污泥样品的6种重金属含量均不超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中规定限值。Cd的平均含量比全国污泥均值略小,其余5种重金属的平均含量都超过全国污泥均值,其中Cu和Ni平均含量分别为全国污泥均值的2.88倍和2.49倍,这可能与宝鸡当地的特色工业企业有关。

2.重金属生态风险评价

潜在生态危害指数法是评价重金属潜在生态风险的一种相对快速、简便和标准的方法,目前应用较为广泛。

宝鸡市污泥中重金属潜在生态危害评价见表1。由表1可知,对于潜在生态危害单项指数来说,重金属潜在危害性顺序为Cd>Cu>Pb>Ni>Zn>Cr,BJ3中Cd的潜在危害单项指数达到了1510.00,具有极高生态风险,4个污泥样品的Pb、Ni、Zn、Cr的潜在危害单项指数均小于40,属于低度生态风险。BJ3污泥的重金属综合潜在生态危害指数大于600,为严重风险程度,其余3个污泥样品存在重度生态风险。污泥重金属的综合潜在生态危害性(RI)顺序为BJ3>BJ2>BJ4> BJ1。综上可知,污泥中Cd和Cu是主要的潜在生态风险元素,在土地利用特别是农用过程中存在一定的生态风险。

表1 宝鸡市污泥中重金属潜在生态危害评价


三、宝鸡市污泥处置存在的问题及对策探讨

1.存在的问题

(1)污泥处置监督管理制度不完善。由于我国长期以来形成的“重水轻泥”的观念还未彻底改变,一些部门对污泥处置的重要性和急迫性认识不足,在实际的管理工作中责任划分不清,监管缺位,政策标准不完善,未制定相关的税收政策和经济手段,来鼓励污泥处置企业的积极性,从而形成一个良好的市场投资环境。

(2)缺乏适合当地的污泥处置技术相关研究。“六五”以来,相关科研单位针对污水治理开展了大量的研究工作,但针对污泥的研究比较少,对当地污泥的理化性质并不十分清楚,致使污泥处理处置技术严重落后,污泥进行资源化利用后对生态环境影响尚不明确,缺乏有效评估及技术支撑等。

(3)污泥处置费用保障政策较弱。资金欠缺是污泥处置工作发展缓慢的重要原因之一,如何建立相关政策,保障处置资金准时足额到位也是一个函待解决的难题。

2.对策

(1)完善污泥处置监督管理制度。陕西省制定的《渭河流域水污染防治巩固提高三年行动方案(2015-2017)》和《陕西省水污染防治工作方案》(陕政发【2015】60号)等都对污泥安全处置与综合利用进行了明确规定,按照相关规定做好监管工作,并制定一系列税收政策和经济手段,建立一个对污泥处置有利的市场和环境。

(2)加大对污泥处置相关方面的科学研究。针对污泥处置目前面临的问题,结合宝鸡当地的污泥特点和经济发展水平,深入开展污泥资源化利用有关方面如农用、焚烧发电、灰烬制砖等研究。对于焚烧灰烬的利用研究以及其它污泥可能的应用等相关研究有计划的进行生产性试验,并尽快进行成果转化,加速工业化进程。

(3)完善污泥处置费用保障政策。如建立专门的污泥管理基金,用于资助污泥处置企业的科学研究和设备更新。

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