導(dǎo)讀:隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化步伐的加快,各小城鎮(zhèn)水廠的規(guī)模和對(duì)給水污泥的處理處置就應(yīng)因地制宜,選用與污水污泥合并處置或幾場(chǎng)聯(lián)合處置的方式。對(duì)有條件的小城鎮(zhèn)水廠可從給水污泥中回收混凝劑,與當(dāng)?shù)亟ú墓I(yè)結(jié)合將給水污泥用作建筑材料或建材輔料,予以達(dá)到給水污泥資源化利用的處置途徑。
一、小城鎮(zhèn)給水污泥處置分析
1.給水污泥就地處置
在資金和場(chǎng)地允許的情況下,小城鎮(zhèn)自來水廠可在廠區(qū)內(nèi)單獨(dú)建立污泥處理系統(tǒng),對(duì)污泥進(jìn)行就地處理處置。就中國(guó)小城鎮(zhèn)的具體情況,應(yīng)考慮采用基建投資少、運(yùn)行管理費(fèi)用低、技術(shù)簡(jiǎn)易的處理工藝。如污泥的脫水處理,結(jié)合小城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)水平,以及大多數(shù)地區(qū)小城鎮(zhèn)周圍土地資源較為豐富的特點(diǎn),可以采用自然干化的方式,脫水后的污泥可以就近輸送至垃圾填埋場(chǎng)。
2.給水污泥與污水污泥合并處置
小城鎮(zhèn)水廠一般規(guī)模不大,在附近污水廠處理能力許可的情況下,可考慮將排泥水排入下水道與污水一道處置,這時(shí)水廠內(nèi)的污泥處理設(shè)施可以全部或部分省略,不僅降低了處理費(fèi)用,而且排泥水的加入對(duì)污水處理還有一定的促進(jìn)作用[10]。應(yīng)注意的是,下排時(shí)需滿足排水管道的不淤流速以及污水處理廠進(jìn)水求,如限制排泥水的排放時(shí)間、排放量、zui大TSS,以及考慮水廠排泥水的潛在腐蝕性和H2S的產(chǎn)生等問題。小城鎮(zhèn)水廠若考慮采用此種方法處置污泥,在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮周全,合理布置管道,盡量減少管道輸送費(fèi)用。
3.給水污泥聯(lián)合處置
就數(shù)量來說,給水污泥比污水污泥少得多,而小城鎮(zhèn)水廠由于規(guī)模較小,產(chǎn)泥量還要小些,污泥單獨(dú)處理處置造成處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行難以產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。因此可考慮集約化處理:
1)緊鄰大中城市中心城、城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)的郊區(qū)小城鎮(zhèn),可以將其給水污泥處理納入城市自來水廠污泥處理工程規(guī)劃中。
2)在幾個(gè)集中分布或連綿分布的小城鎮(zhèn)之間,交通便利時(shí),可在城鎮(zhèn)區(qū)域范圍統(tǒng)籌規(guī)劃優(yōu)化的基礎(chǔ)上,合建污泥處理設(shè)施。
3)組建一批按市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)和管理的污泥處理處置中心,對(duì)周邊相鄰的幾個(gè)小城鎮(zhèn)給水污泥實(shí)行統(tǒng)一的處理處置。
盡管小城鎮(zhèn)給水污泥實(shí)行集約化處理在中國(guó)實(shí)施尚有一定的困難,但可以預(yù)見此舉能緩解小城鎮(zhèn)水廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)壓力,有利于資源共享;更重要的是,給水污泥數(shù)量的集中,為污泥資源化處置和再利用實(shí)現(xiàn)規(guī)模化提供了良好的條件,因此經(jīng)濟(jì)條件允許的小城鎮(zhèn)群可考慮采用。污泥的集約化處置同樣涉及到污泥的輸送問題,小城鎮(zhèn)應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況,選用經(jīng)濟(jì)合理的輸送方式。
二、給水污泥資源化利用
要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的污泥處理策略,使污泥的產(chǎn)生、處置與環(huán)境保護(hù)之間達(dá)到一個(gè)良好的平衡,我們認(rèn)為的途徑是資源化利用。根據(jù)中國(guó)的具體情況,可考慮從以下4個(gè)方面實(shí)現(xiàn)資源化。
1.從給水污泥中回收有用物質(zhì)
大多數(shù)水廠在凈水過程中,選用鋁鹽或鐵鹽來作混凝劑,因此,可從這部分處理后的污泥中回收鋁鹽和鐵鹽??梢源蟠鬁p少污泥的總固體量,并降低后續(xù)脫水設(shè)備的規(guī)模,減少投資,回收的鋁鹽和鐵鹽可再次用作混凝劑。另外,在使用石灰)蘇打軟化法來對(duì)有些地區(qū)的高硬度(以暫時(shí)硬度為主)原水進(jìn)行軟化處理時(shí),產(chǎn)生的污泥由于CaCO3含量較高,可從中回收石灰。
2.給水污泥作建材利用
小城鎮(zhèn)水廠可以考慮與當(dāng)?shù)刂拼u廠、水泥廠等合作,將給水污泥作為這些工廠的原料或配合料。如給水污泥可以代替部分硅質(zhì)黏土煅燒水泥熟料,代替天然黏土燒結(jié)普通磚以及燒結(jié)陶粒。軟化污泥脫水后可用來穩(wěn)固路基、調(diào)節(jié)土壤或中和工業(yè)酸性廢物;絮凝沉淀污泥脫水后可用于陶瓷工業(yè),或與飛灰混合穩(wěn)固路基、調(diào)節(jié)粘土等。此外,污泥中含有大量的灰分和混凝劑成分,如鋁鹽或鐵鹽,這是建筑材料可用的添加劑。給水污泥的建材利用需要注意產(chǎn)品的市場(chǎng)性以及加工過程中是否會(huì)產(chǎn)生二次污染等問題。
3.給水污泥作垃圾場(chǎng)覆土
大多數(shù)情況下給水污泥屬無毒害固體廢棄物,可用衛(wèi)生填埋方式處置。此時(shí)防滲性能和重金屬濃度是需要考慮的主要限制因素。在美國(guó)給水協(xié)會(huì)填埋研究報(bào)告中,按照土壤的統(tǒng)一分類系統(tǒng),給水污泥試樣呈現(xiàn)出類似于CH類土壤(即高塑性無機(jī)粘土)的特性,比普通粘土層的滲水率要低得多。此外,從表1可看出,污泥中的重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于5農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)6的規(guī)定,并不減損封場(chǎng)后填埋場(chǎng)土地的農(nóng)用價(jià)值。因此,在一般填埋場(chǎng)壓實(shí)設(shè)備的壓實(shí)壓力下,將小城鎮(zhèn)給水污泥作為垃圾場(chǎng)覆土具有良好的可接受性,這時(shí)還需考慮如何經(jīng)濟(jì)地解決污泥的運(yùn)輸問題。
4.給水污泥進(jìn)行土地利用
中國(guó)大部分地區(qū)小城鎮(zhèn)都是依托鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域并集中周圍的幾個(gè)自然村發(fā)展而來,靠近農(nóng)田、林地等,有著比大城市更為豐富的自然資源,這為小城鎮(zhèn)給水污泥的低能耗處置提供了廣闊的天地。根據(jù)污泥脫水前化學(xué)調(diào)節(jié)工藝和產(chǎn)生泥餅的化學(xué)性質(zhì),可將其分為3類:1)用石灰或堿作調(diào)節(jié)處理后產(chǎn)生的泥餅,這類泥餅的pH值可達(dá)10~13;2)使用有機(jī)高分子絮凝劑作調(diào)節(jié)處理后產(chǎn)生的泥餅,其PH值接近于7,其中含有殘留的有機(jī)高分子絮凝劑;3)從污泥干化場(chǎng)排出的污泥,通常不含有任何化學(xué)調(diào)節(jié)劑。以上污泥中后兩類可進(jìn)行土地利用。下面討論的給水污泥屬于后2種情況。
一、小城鎮(zhèn)給水污泥處置分析
1.給水污泥就地處置
在資金和場(chǎng)地允許的情況下,小城鎮(zhèn)自來水廠可在廠區(qū)內(nèi)單獨(dú)建立污泥處理系統(tǒng),對(duì)污泥進(jìn)行就地處理處置。就中國(guó)小城鎮(zhèn)的具體情況,應(yīng)考慮采用基建投資少、運(yùn)行管理費(fèi)用低、技術(shù)簡(jiǎn)易的處理工藝。如污泥的脫水處理,結(jié)合小城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)水平,以及大多數(shù)地區(qū)小城鎮(zhèn)周圍土地資源較為豐富的特點(diǎn),可以采用自然干化的方式,脫水后的污泥可以就近輸送至垃圾填埋場(chǎng)。
2.給水污泥與污水污泥合并處置
小城鎮(zhèn)水廠一般規(guī)模不大,在附近污水廠處理能力許可的情況下,可考慮將排泥水排入下水道與污水一道處置,這時(shí)水廠內(nèi)的污泥處理設(shè)施可以全部或部分省略,不僅降低了處理費(fèi)用,而且排泥水的加入對(duì)污水處理還有一定的促進(jìn)作用[10]。應(yīng)注意的是,下排時(shí)需滿足排水管道的不淤流速以及污水處理廠進(jìn)水求,如限制排泥水的排放時(shí)間、排放量、zui大TSS,以及考慮水廠排泥水的潛在腐蝕性和H2S的產(chǎn)生等問題。小城鎮(zhèn)水廠若考慮采用此種方法處置污泥,在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮周全,合理布置管道,盡量減少管道輸送費(fèi)用。
3.給水污泥聯(lián)合處置
就數(shù)量來說,給水污泥比污水污泥少得多,而小城鎮(zhèn)水廠由于規(guī)模較小,產(chǎn)泥量還要小些,污泥單獨(dú)處理處置造成處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行難以產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。因此可考慮集約化處理:
1)緊鄰大中城市中心城、城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)的郊區(qū)小城鎮(zhèn),可以將其給水污泥處理納入城市自來水廠污泥處理工程規(guī)劃中。
2)在幾個(gè)集中分布或連綿分布的小城鎮(zhèn)之間,交通便利時(shí),可在城鎮(zhèn)區(qū)域范圍統(tǒng)籌規(guī)劃優(yōu)化的基礎(chǔ)上,合建污泥處理設(shè)施。
3)組建一批按市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)和管理的污泥處理處置中心,對(duì)周邊相鄰的幾個(gè)小城鎮(zhèn)給水污泥實(shí)行統(tǒng)一的處理處置。
盡管小城鎮(zhèn)給水污泥實(shí)行集約化處理在中國(guó)實(shí)施尚有一定的困難,但可以預(yù)見此舉能緩解小城鎮(zhèn)水廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)壓力,有利于資源共享;更重要的是,給水污泥數(shù)量的集中,為污泥資源化處置和再利用實(shí)現(xiàn)規(guī)模化提供了良好的條件,因此經(jīng)濟(jì)條件允許的小城鎮(zhèn)群可考慮采用。污泥的集約化處置同樣涉及到污泥的輸送問題,小城鎮(zhèn)應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況,選用經(jīng)濟(jì)合理的輸送方式。
二、給水污泥資源化利用
要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的污泥處理策略,使污泥的產(chǎn)生、處置與環(huán)境保護(hù)之間達(dá)到一個(gè)良好的平衡,我們認(rèn)為的途徑是資源化利用。根據(jù)中國(guó)的具體情況,可考慮從以下4個(gè)方面實(shí)現(xiàn)資源化。
1.從給水污泥中回收有用物質(zhì)
大多數(shù)水廠在凈水過程中,選用鋁鹽或鐵鹽來作混凝劑,因此,可從這部分處理后的污泥中回收鋁鹽和鐵鹽??梢源蟠鬁p少污泥的總固體量,并降低后續(xù)脫水設(shè)備的規(guī)模,減少投資,回收的鋁鹽和鐵鹽可再次用作混凝劑。另外,在使用石灰)蘇打軟化法來對(duì)有些地區(qū)的高硬度(以暫時(shí)硬度為主)原水進(jìn)行軟化處理時(shí),產(chǎn)生的污泥由于CaCO3含量較高,可從中回收石灰。
2.給水污泥作建材利用
小城鎮(zhèn)水廠可以考慮與當(dāng)?shù)刂拼u廠、水泥廠等合作,將給水污泥作為這些工廠的原料或配合料。如給水污泥可以代替部分硅質(zhì)黏土煅燒水泥熟料,代替天然黏土燒結(jié)普通磚以及燒結(jié)陶粒。軟化污泥脫水后可用來穩(wěn)固路基、調(diào)節(jié)土壤或中和工業(yè)酸性廢物;絮凝沉淀污泥脫水后可用于陶瓷工業(yè),或與飛灰混合穩(wěn)固路基、調(diào)節(jié)粘土等。此外,污泥中含有大量的灰分和混凝劑成分,如鋁鹽或鐵鹽,這是建筑材料可用的添加劑。給水污泥的建材利用需要注意產(chǎn)品的市場(chǎng)性以及加工過程中是否會(huì)產(chǎn)生二次污染等問題。
3.給水污泥作垃圾場(chǎng)覆土
大多數(shù)情況下給水污泥屬無毒害固體廢棄物,可用衛(wèi)生填埋方式處置。此時(shí)防滲性能和重金屬濃度是需要考慮的主要限制因素。在美國(guó)給水協(xié)會(huì)填埋研究報(bào)告中,按照土壤的統(tǒng)一分類系統(tǒng),給水污泥試樣呈現(xiàn)出類似于CH類土壤(即高塑性無機(jī)粘土)的特性,比普通粘土層的滲水率要低得多。此外,從表1可看出,污泥中的重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于5農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)6的規(guī)定,并不減損封場(chǎng)后填埋場(chǎng)土地的農(nóng)用價(jià)值。因此,在一般填埋場(chǎng)壓實(shí)設(shè)備的壓實(shí)壓力下,將小城鎮(zhèn)給水污泥作為垃圾場(chǎng)覆土具有良好的可接受性,這時(shí)還需考慮如何經(jīng)濟(jì)地解決污泥的運(yùn)輸問題。
4.給水污泥進(jìn)行土地利用
中國(guó)大部分地區(qū)小城鎮(zhèn)都是依托鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域并集中周圍的幾個(gè)自然村發(fā)展而來,靠近農(nóng)田、林地等,有著比大城市更為豐富的自然資源,這為小城鎮(zhèn)給水污泥的低能耗處置提供了廣闊的天地。根據(jù)污泥脫水前化學(xué)調(diào)節(jié)工藝和產(chǎn)生泥餅的化學(xué)性質(zhì),可將其分為3類:1)用石灰或堿作調(diào)節(jié)處理后產(chǎn)生的泥餅,這類泥餅的pH值可達(dá)10~13;2)使用有機(jī)高分子絮凝劑作調(diào)節(jié)處理后產(chǎn)生的泥餅,其PH值接近于7,其中含有殘留的有機(jī)高分子絮凝劑;3)從污泥干化場(chǎng)排出的污泥,通常不含有任何化學(xué)調(diào)節(jié)劑。以上污泥中后兩類可進(jìn)行土地利用。下面討論的給水污泥屬于后2種情況。
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