城市污泥资源化利用..

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《2024年浅谈城市污泥的处理、处置与资源化利用》范文

《2024年浅谈城市污泥的处理、处置与资源化利用》范文

《浅谈城市污泥的处理、处置与资源化利用》篇一一、引言随着城市化进程的加快,城市污泥的处理与处置问题日益凸显。

城市污泥是污水处理过程中的产物,含有大量的有机物、营养元素及微生物等,若处理不当,不仅会造成环境污染,还浪费了宝贵的资源。

因此,如何有效地处理、处置城市污泥并实现其资源化利用,已成为当前环保领域的重要课题。

本文将从城市污泥的处理技术、处置方法及资源化利用途径三个方面进行浅谈。

二、城市污泥的处理技术1. 机械脱水技术:机械脱水是城市污泥处理的常用方法,通过压滤、离心等手段使污泥中的水分脱离,降低其含水率,便于后续处理。

2. 生物发酵技术:生物发酵技术是利用微生物的发酵作用,将污泥中的有机物转化为更稳定的物质,提高污泥的肥效。

3. 干化技术:干化技术是通过热力、机械力或其他手段使污泥中的水分蒸发,达到降低含水率的目的。

三、城市污泥的处置方法1. 填埋法:填埋法是一种较为传统的处置方法,将污泥填埋在专用场地或垃圾填埋场内。

但该方法占用土地资源较多,且可能对地下水造成污染。

2. 土地利用:将经过处理的污泥施用于农田、林地等,利用其肥效改善土壤质量。

但需注意控制施用量和施用方式,避免造成环境污染。

3. 焚烧法:焚烧法是一种高效的处置方法,通过高温焚烧使污泥中的有害物质得到破坏和转化。

但该方法能耗较高,可能产生一定的空气污染。

四、城市污泥的资源化利用途径1. 农业利用:经过无害化处理的城市污泥可施用于农田、果园、林地等,提高土壤肥力,改善土壤结构。

2. 生态利用:将污泥用于生态修复工程,如湿地修复、湖泊治理等,利用其有机质和微生物改善生态环境。

3. 能源利用:通过生物发酵、厌氧消化等技术将污泥转化为生物天然气或生物质燃料,实现能源的回收利用。

4. 材料利用:利用污泥中的无机成分制备建筑材料,如制砖、生产轻质骨料等。

五、结论城市污泥的处理、处置与资源化利用是一个系统工程,需要综合考虑技术可行性、环境影响及经济效益等因素。

城市污泥综合利用的社会经济效益评价

城市污泥综合利用的社会经济效益评价

城市污泥综合利用的社会经济效益评价城市污泥是城市生活污水处理过程中产生的副产品。

长期以来,城市污泥的处理一直是城市环境问题的重要课题。

然而,随着城市化进程的加快,城市污泥的数量也呈现出快速增长的趋势,单纯的处理方式已经无法满足其处理和处置的需求。

因此,城市污泥的综合利用成为了一种新的处理模式,有效地解决了城市环境问题的同时带来了一系列的社会经济效益。

首先,综合利用城市污泥可以减少资源浪费。

传统的城市污泥处理方式是将其焚烧或埋置,这样会导致污泥中的有机质和养分等资源的浪费。

而综合利用城市污泥,可以将其中的有机质和养分回收利用,例如作为农业肥料、土壤改良剂等。

通过科学合理的处理和利用方式,不仅可以有效地将这些资源利用起来,还可以节约其他资源的消耗。

其次,城市污泥综合利用可以促进农业可持续发展。

城市污泥中富含的有机质和养分,可以作为农田的优质有机肥料,在提高农作物产量的同时改善土壤质量。

此外,污泥中的重金属等有害物质经过科学处理后可以达到国家排放标准,安全用于农田。

通过将城市污泥作为资源循环利用,可减少农药和化肥的使用,降低农业对化学合成物质的依赖,进而促进农业的可持续发展。

再次,城市污泥综合利用可以创造就业机会和推动经济增长。

城市污泥的处理和处置过程需要人力、物力和技术支持。

因此,城市污泥综合利用的实施将会带动相关产业的发展,比如污泥处理设备的生产制造、咨询和技术服务等。

同时,建设和运营城市污泥综合利用项目还需投入大量的人力资源,这将为当地就业市场提供更多的就业机会。

这些就业机会不仅提供了收入来源,还激发了创业的热情,推动了地方经济的增长。

另外,城市污泥综合利用对环境保护也有着积极的影响。

传统的城市污泥处理方式,如焚烧和埋置,会产生大量的二氧化碳和其他有害气体,对空气质量和环境造成严重污染。

而综合利用城市污泥所采用的技术和方法,如生物处理和热解等,可以有效地减少有害气体的排放,降低对环境的不良影响。

污泥处理和资源化利用

污泥处理和资源化利用

污泥处理和资源化利用随着现代城市化的不断发展,城市排放的废水量不断增加,其中含有大量的有机物和悬浮物。

这些废水经过处理后,残留下来的叫做污泥。

污泥的处理和利用一直是环保领域研究的热点之一。

一、污泥的处理方法传统的污泥处理方式通常是通过填埋、焚烧和堆肥等方法。

填埋污泥会占用大量的土地资源,并且会导致环境污染。

焚烧污泥虽然可以减少体积,但是却会生成大量的有害物质。

堆肥污泥则需要占用大量的土地面积,并且会产生臭味、滋生各种细菌。

这些传统的处理方法无法解决污泥问題。

近年来,随着技术的不断创新和进步,新型的污泥处理方法逐渐被广泛应用。

其中,利用微生物处理污泥的方法,是目前较为常用的一种。

微生物可以将有机物质降解成更小的物质,再将其转换为水和二氧化碳等无害物质。

这种方法处理出来的污泥体积较小,且不会污染环境。

二、污泥的资源化利用传统的污泥处理方式仅仅是解决了污泥的问题,并没有实现对其价值的利用。

而污泥本身含有大量的有机物和无机物,可以作为一种重要的资源进行利用。

1.生物质能源污泥可以作为一种生物质能源,通过发酵、气化等方式转化为能源。

例如,将污泥与生活垃圾混合一起,经过厌氧发酵产生沼气,可以供给城市生活的热水、煮饭等使用,也可以发电。

这是一种环保、可持续的能源利用方式。

2.土壤改良剂污泥中含有大量有机质和氮、磷等营养元素,可以作为一种有机肥料和土壤改良剂。

通过将污泥混入土壤中,可以提高土壤肥力,促进植物生长。

同时,还可以减少化肥的使用,降低农业产生的污染。

3.建筑材料污泥还可以作为一种建筑材料进行利用。

例如,将污泥与建筑废弃物混合,可以制成轻质隔墙板、轻质隔墙砖等建筑材料,具有隔热、隔音、防火等优良的性能。

三、总结污泥处理和资源化利用已经成为了环保领域研究的热点之一。

新型的技术和方法的出现,使得污泥的处理和利用更加高效、环保和可持续。

与此同时,污泥的资源化利用也为环境保护和资源循环利用做出了积极的贡献。

我们应该进一步加强对污泥处理和资源化利用的研究,推动其向更加广泛的领域应用。

城市污泥的现状与趋势

城市污泥的现状与趋势

城市污泥的现状与趋势
城市污泥是指城市生活废水处理后产生的沉淀物,它包含有机物、无机物、富含养分和重金属等成分。

城市污泥的处理和处置已经成为一个重要环境问题。

下面是城市污泥的现状与趋势:
1. 现状:
- 产量大:随着城市化进程的推进和人口增长,城市污泥的产量逐年增加,成为一个不断增长的废弃物。

- 成分复杂:城市污泥中含有有机物、病原体、重金属等有害物质,对环境和人体健康构成潜在风险。

- 处理困难:城市污泥的处理和处置需要经过一系列的工艺,包括脱水、消毒、资源化利用等,但目前的处理方式仍存在一定的技术和经济难题。

2. 趋势:
- 资源化利用:未来城市污泥处理的主要趋势是资源化利用,将污泥转化为能源或回收其中的有价值物质,例如通过生物气化、生物质燃烧等技术将污泥转化为能源。

- 环保型处理技术:在城市污泥处理过程中,越来越多的环保型处理技术被引入,例如厌氧消化、厌氧发酵等技术,能够有效地降低对环境的影响。

- 政策倾斜:为了推动城市污泥处理和处置的规范化,政府会加大投入和政策倾斜力度,鼓励企业进行污泥处理和资源化利用。

综上所述,未来城市污泥处理和处置将朝着资源化利用和环保型技术发展的方向进行,以减少对环境的负面影响,并实现污泥资源的最大化利用。

污泥处理处置与资源化利用途径

污泥处理处置与资源化利用途径

污泥处理处置与资源化利用途径污泥是城市污水处理过程中产生的固体废物,含有大量的有机物、肥料成分和微生物等,具有一定的资源化利用潜力。

然而,由于其含有重金属、有机物和微生物等成分,直接排放或随意处理不仅会对环境造成污染,还会浪费宝贵的资源。

因此,研究污泥的处理处置与资源化利用途径是一项重要的环境保护工作。

本文将分别从传统处理处置和资源化利用两个方面介绍污泥处理途径,并探讨其中的挑战与前景。

一、传统污泥处理处置途径1. 污泥焚烧:污泥经过干化和热解等处理过程后,可以在高温下燃烧,将有机物转化为二氧化碳和水蒸气,同时对重金属等进行稳定化处理。

然而,焚烧过程中会产生大量的烟尘和废气,对环境造成二次污染,并且污泥燃烧过程中的热能利用率较低。

2. 污泥填埋:将污泥直接填埋于地下,可以减少废物体积并稳定有机物质,但填埋过程中会产生渗滤液和有毒气体,对地下水和大气造成污染,并且对土地的利用效率较低。

3. 污泥堆肥:将污泥与其他有机废弃物或农作物一起进行堆肥处理,利用微生物的分解作用,将有机物质转化为有机肥料。

然而,污泥堆肥需要较长的处理时间,并且在堆肥过程中可能释放出气味和毒性物质。

二、污泥的资源化利用途径1. 生物燃料制备:通过生物转化技术将污泥中的有机物质转化为生物燃料,如生物质燃料和生物油。

这种方法不仅可以实现污泥中有机物的高效利用,还能减少对传统化石能源的依赖。

2. 土壤改良剂制备:通过污泥经过固液分离、干化和混合等处理工艺,制备出土壤改良剂。

该土壤改良剂富含有机物、养分和微生物等,可以提高土壤肥力和保持土壤湿度,促进农作物的生长。

3. 砖料制备:将污泥经过处理后,与水泥、石灰石等材料混合,制备成砖料。

这种砖料既能有效利用污泥中的有机物质,还能减少对传统砖料材料的需求,降低生产成本。

挑战与前景污泥处理及资源化利用面临着一些挑战。

首先,污泥中的重金属等有害物质对资源化利用产生了限制,需要进行精细化处理。

其次,污泥处理过程中产生的废弃物和废水也需要进行有效处理,以减少对环境的负面影响。

城市污水的处理与资源化利用

城市污水的处理与资源化利用

城市污水的处理与资源化利用城市污水的处理与资源化利用是指将城市生活污水经过一系列的处理技术,将其净化以满足环境排放要求,并利用其中的有价值成分进行资源化利用的过程。

这种处理与利用可以有效地减少城市污水对环境的污染,同时实现资源循环利用。

城市污水处理包括了物理、化学和生物等多种处理工艺,其中常见的处理技术包括:1. 初级处理:通过格栅和沉砂池去除悬浮物和沉积物。

2. 次级处理:通过沉淀池和气浮池去除有机物和悬浮物,如固体颗粒和浊度。

3. 高级处理:通过生物滤池、活性污泥法或生物膜反应器等处理工艺去除有机物和氮磷等营养物质。

4. 深度处理:通过高级氧化技术或膜分离技术进一步去除微生物和有机物。

5. 消毒:利用化学物质或紫外线照射等方式杀灭污水中的病原微生物。

在经过上述处理后,城市污水可以达到国家和地方的排放标准,可以安全地排入河流、湖泊或被用于农业灌溉等。

在城市污水处理过程中,还可以利用其中的有价值成分进行资源化利用,例如:1. 有机物利用:将污泥通过厌氧消化或厌氧气化产生的沼气可以用作能源,还可以将污泥分解产生有机肥料。

2. 氮磷利用:将污泥经过矿化处理,将其中的氮磷等营养物质提取出来并加工成肥料或其他化工产品。

3. 水资源利用:通过反渗透技术等方式将处理后的污水回收利用,用于灌溉、冷却等方面。

城市污水处理与资源化利用的实施可以减少污水对环境的污染,降低水资源的消耗,并产生经济效益。

然而,该过程仍面临一些技术和经济上的挑战,如处理费用高昂、设备维护困难等。

因此,需要政府、企业和公众的共同参与和支持,不断推动城市污水处理与资源化利用的发展。

城市污水处理厂的污泥处理与资源化利用

城市污水处理厂的污泥处理与资源化利用

城市污水处理厂的污泥处理与资源化利用随着城市化进程的加快,城市污水处理厂扮演着越来越重要的角色。

然而,污水处理过程中产生的废弃物——污泥问题也日益凸显。

如何处理和利用这些污泥成为对环境和资源可持续利用的一项重要挑战。

本文将探讨城市污水处理厂的污泥处理与资源化利用的相关问题。

一、污泥的产生和组成城市污水处理厂的日常运营产生大量污泥。

污泥主要由水中的固体物质、沉淀物、微生物和化学物质组成。

其中,有机物质、无机盐、重金属和微量元素是污泥的主要组成部分。

二、传统污泥处理方法1. 填埋:填埋是一种广泛采用的传统污泥处理方式。

然而,填埋不但占用土地资源,而且会导致污泥中的有机物质分解产生甲烷等温室气体,对环境造成进一步污染和破坏。

2. 焚烧:污泥焚烧可以有效降低体积和减少有机物质含量。

但是,焚烧过程中会产生大量二氧化碳和有害气体排放,并且需要高温和能源消耗较大。

三、污泥处理的资源化利用方法为了实现对污泥的可持续处理,在传统方法的基础上出现了多种资源化利用技术。

1. 有机肥料生产:将污泥经过特定处理,去除有害物质,通过固液分离、沉淀、脱水等工艺,得到稳定的有机物质,制造有机肥料。

这样不仅能有效利用污泥中的养分,还可以改善土壤质量,提高农作物产量。

2. 生物能源利用:通过厌氧消化、甲烷发酵等过程,将污泥中的有机物质转化为生物能源,如甲烷。

这种方式不仅减少了温室气体的排放,还能为城市提供可再生能源。

3. 矿物资源回收:污泥中含有的重金属和微量元素可以通过物理、化学等方法进行提取和回收。

这些回收的金属和元素可以被重新利用,减少对自然资源的开采。

四、污泥处理与资源化利用的挑战和前景尽管污泥的处理和资源化利用方法已经取得了一定的进展,但仍然面临一些挑战。

首先,污泥的种类和性质各异,不同城市的污泥处理厂需要量身定制适合自身情况的处理方法。

其次,目前的处理技术还存在处理效率不高、能耗和成本较高等问题,需要进一步提升技术水平和降低处理成本。

城市污泥处理及资源化利用技术的开题报告

城市污泥处理及资源化利用技术的开题报告

城市污泥处理及资源化利用技术的开题报告一、课题背景城市污泥是城市排放的固态废弃物,包含有机物、无机物、微生物等多种成分,具有高水分、高有机物含量、不稳定等特点,不易处置。

根据国家要求,城市污泥必须进行规范化处理,达到无害化、资源化利用的目的。

因此,针对城市污泥处理及资源化利用技术的研究,具有重要的理论和应用价值。

二、研究内容本研究将从城市污泥的污染特点、处理技术、资源化利用等方面进行研究。

具体的研究内容包括:1. 城市污泥的污染特点分析:污泥成分、物理性质、化学性质、微生物等方面的研究,为污泥处理提供依据。

2. 城市污泥的处理技术研究:包括传统的污泥堆肥、填埋、焚烧等处理方式,以及近年来发展起来的生物处理、热压水解等新技术。

3. 城市污泥的资源化利用研究:利用污泥生成有机肥、生物质能源等高价值产品,实现资源化利用。

4. 城市污泥处理技术的评估:分析不同处理技术的优缺点,综合评估各种技术的经济性、技术可行性和环保性等方面,选取最优方案。

三、研究目的通过对城市污泥处理及资源化利用技术的研究,探究城市污泥的处理和资源化利用方案,实现废物减量化、资源化利用和环境保护的目的,为城市生态环境建设提供技术支持和决策依据。

四、研究方法本研究将采用文献资料法、实验研究法和调查问卷法等方法进行研究。

具体研究方法包括:1. 文献资料法:通过文献资料的查阅、整理和分析,全面了解污泥的成分、特点和处理技术等方面的内容,为后续实验研究提供必要的理论支持。

2. 实验研究法:对不同处理技术进行对比试验,研究污泥处理的效果和有机肥、生物质能源等高价值产品的生产情况,为污泥处理技术的评估提供数据支持。

3. 调查问卷法:针对城市污泥的排放、处理、利用等情况,开展广泛的调查研究,获得实际的数据和材料,为研究提供实证依据。

五、研究意义城市污泥是城市生活和工业生产中产生的重要污染物,处理与利用问题已经成为一个值得关注的重要话题。

本研究将从实证数据和理论研究两个方面进行探讨,为城市污泥的处理和资源化利用提供了可行性方案和技术支持,具有重要的应用价值和理论意义。

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城市污泥资源化利用江鹏1.城市污泥概念和组成城市污泥是指城市生活污水工业废水处理过程中产生的固体废弃物,污泥是包含水、泥沙、纤维、动植物残体及各种絮体、胶体、有机质、微生物、病菌、虫卵等的复杂多相体系。

中国的污水处理厂多采用二级生化处理工艺,污泥主要产自初沉、二沉及其他固液分离工序,含水率高(>98%),体积庞大,有机质含量约为40~50%,总氮含量4~5%,磷(P2O5)含量1~5%,钾(K2O)含量0.5~1%[2];对于生活污水和工业废水混排的场合,污泥中还常含有激素类物质(E1、E2等)、毒性有机物(苯、氯酚等)、重金属(Cd、Cr等)以及各种无机盐[3]。

研究表明:污泥污染物往往具有长期毒性和不可降解性,若无序排放,将成为危险的二次污染源,通过大气、地下水、地表水和土壤等介质进入食物链,造成严重的生态风险,影响人类健康[4]。

同时,由于污泥含有大量有机物、氮、磷等营养物质,若经过适当处理,可以作为优质的“二次资源”[5]。

2.我国污泥处理处置现状污泥的不良环境效应要求在其排入环境前必须进行妥善处理,以降低其环境风险,因此传统污水厂在设计时均设置了污泥处理工艺。

‘十一五’期间,我国城镇污水处理厂数量年均增长8%,截至2013年三季度末统计,已建设污水处理厂3501余座,城镇污水处理量已达到300多亿m³,并且在污水处理能力及效率增长的同时,污泥的产量迅速增加,产生的污泥量(按含水率80%)达3000万t左右。

而‘十二五’期间以新增污水处理量运行负荷率为75%计算,污泥(含水率80%)年产量将以246万m³/年的速度递增,初步推算全国年干污泥产量为1200万t左右,湿污泥6000万t左右。

目前城镇污水处理厂的污泥总产量已达到2433万t/a,同时以年均12%.的速度增长。

在地域分布上,污泥主要产于中东部地区。

东部11个省(市)污泥产生量占全国污泥总量的64%,中部8省占全国总量的21%,西部12个省占全国污泥总量的15%。

根据预测,2015年全国城镇污水处理厂污泥产生量将达到3560万t。

一般来讲,我国污泥处置的基建投资约占污水厂总投资的30%~50%,运行费约占污水厂总运行费的20%~50%[6],而发达国家污泥处置的基建投资占污水厂总投资的50%~70%,因此从成本上分析,污泥已经成为直接影响污水厂正常运行的限制性因子[7]。

传统卫生填埋和焚烧处置方法由于产生渗滤液/二嗯英/甲烷气、占地面积大以及工程建设投资高等问题已经不是污泥处置的主流技术[8,9];污泥海洋投弃威胁海洋生态系统和食物链,且未从根本上解决环境问题,上世纪末,国际上签署禁止排海公约,中国是该公约的缔约国[7]。

而作为一种可再利用物质,目前资源化率不足10%,不仅没有从再利用角度弥补污水处理成本,反而造成了次生环境危害。

降低污泥处理成本的有效手段之一是通过适当资源化处理使其获得附加经济效益,反补到污水处理总成本之中;而此过程的直接环境效益是避免了污泥二次污染。

可以说,污泥资源化处理是未来污泥处理的主流发展方向。

由于污泥资源化产品使用目的和场合不同,污泥有效利用的组分和形式也不同,因此污泥资源化处理在技术上具有多样性。

据了解,在我国污水处理厂建设过程中,长期以来存在“重水轻泥”的现象。

目前城镇污水处理厂基本实现了污泥的初步减量化,但并未实现污泥的稳定化处理。

据统计,虽然80%污水处理厂建有污泥的浓缩脱水设施,达到了一定程度的减量化,但约有80%的污泥未经稳定化处理,导致污泥中含有的恶臭物质、病原体、持久性有机物等污染物容易从污水转移到陆地,使污染物进一步扩散,也使已经建成投运的污水处理设施的环境减排效益大打折扣。

难题二:“上天”还是“入地”?污泥的最终归宿在哪儿?据悉,目前常用的污泥处置方式有填埋、焚烧、堆肥、建筑材料等。

胡峻铭介绍,现在有31%的污泥采用土地填埋的方式处理;3.45%与垃圾混合填埋;还有约45%的污泥用来堆肥等土地利用领域,还有约3.45%的污泥进行焚烧处理。

3.污泥资源化分类按照所获产品种类不同,可将污泥资源化技术分成:建材化技术,堆肥利用技术,能源化技术,材料化技术,污泥蛋白质利用技术。

3.1.污泥建材化技术污泥建材化是污泥资源化技术的重要发展方向之一。

污泥约含有机物70~80%,无机物(Al、Si、Fe、Ca)20%~30%,类似于常用建筑材料的原料成分,这为污泥建材化提供了可能和条件[13]。

污泥建材化主要包括制造砖、水泥、陶粒、玻璃、生化纤维板等。

3.1.1污泥制砖污泥砖在焙烧过程中病原菌可全部被杀灭,重金属(As、Cd 、Cr 、Cu 、Pb 等)被固结,实现无害化。

污泥制砖的前提是其成分与传统制砖原料粘土具有相似性,研究表明:生活污泥燃烧产物和粘土的化学成分基本接近,在适当调整以及混入适量添加剂后,完全可以制备建筑用砖[ 14-16]。

西方国家常采用污泥焚烧灰制砖[ 15,17-20],我国则倾向采用干化污泥制砖,充分利用污泥中有机质的发热量,降低烧砖能耗。

张方梅和陈绍伟将预处理后的城市排水管污泥与粘土混合,研究了不同混合比对烧制效果的影响,制备出性能优良的建筑砖。

城市污水处理厂剩余污泥进行破壁处理后,用液压板框压滤机进行脱水,可将污泥含水率由80%降至40%以下,在此基础上,通过增氧干化可将污泥含水率降至20%以下,将含水率<20%的污泥按干重为30%的比例,加入到烧结砖原料的页岩、粘土和煤矸石中,不会影响砖的成型和含水率。

再通过添加辅助原料烧制,烧结砖的强度"质量也不会受到影响,有的强度"质量还高于未掺混污泥烧结砖的强度。

3.1.1.1.污泥改性"深度脱水工艺流程图1 污泥改性深度脱水工艺流程城市污水处理厂含水率为80%的污泥,在添加一定比例污泥改性添加剂后,进入污泥改性反应罐,污泥在反应罐中经2h的反应,微生物细胞壁破裂,经高压弹性压榨机脱水后,含水率可降至40%以下,然后再经过48-72h的增氧干化,污泥的含水率便可降至20%以下。

3.1.1.2.污泥制砖工艺流程图2 污泥制砖工艺流程如图2,将含水量低于20%的污泥和粘土或页岩或煤矸石分别粉碎(或混合后再粉碎),与污泥砖辅助原料进行充分的混合搅拌,再经一体化的制砖设备挤压成型制成砖坯,然后再进行自动烘干和焙烧,由于采用了新型环保旋转式节能窑炉技术,实现了机械化、自动化、数字化,提高了砖坯的合格率,还大幅节约了能源。

3.1.2.污泥制陶粒陶粒作为一种人造轻质粗集料,因质轻、高强、保温等特性备受关注,是具有发展潜力的新型建材。

改性污泥可以制成陶粒作为建筑材料使用,污泥陶粒最早由Nakouzi S.等提出[2],是以污泥为主要原料,掺加适量辅料,经过成球、焙烧而成的。

陶粒作为一种轻集料,可以取代普通砂石配制轻集料混凝土,具有密度小、强度高、保温、隔热、抗震性能好的特点,近年来得到了迅速发展[3]。

但污泥陶粒技术在国内外的研究起步不久,目前的应用主要集中在将污泥作为一种陶粒烧制中的有机物添加剂,使用量少,只有10%左右[4~7],工艺条件和原料配比急需优化。

图3 污泥陶粒生产工艺简图图4 不同温度下烧结体的外观图制备的轻质陶粒产品性能可依据中华人民共和国国家标准《轻骨料试验方法》(GB 2842-81)和中华人民共和国建材行业标准《超轻陶粒和陶砂》(JC 487-92)来检验。

3.1.2.1.脱水污泥“湿法造粒-烧结”制陶粒图5 “湿法造粒-烧结”工艺技术路线图脱水污泥的SiO2含量低,烧失量大,不具有烧胀性能[8],必须添加一定量的辅料与添加剂。

试验以粉煤灰和粘土补充成陶组分SiO2和Al2O3,用金属(Na2O和K2O)含量高的沸石粉作为助熔剂。

3.1.2.2.脱水污泥“干化-烧结”制陶粒试验图6 “干化-烧结”工艺技术路线图3.1.3.污泥制水泥污泥制水泥的理论是污泥灰分高,其化学特性与水泥生产所用的原料基本相似,干化和研磨后添加适量石灰即可制成水泥。

此外,水泥窑具有燃烧炉温高和处理物料量大等特点,利用城市污泥烧制水泥同时兼具减容和减量作用。

发达国家利用水泥窑处理废弃物生产生态水泥已有20余年的历史,而我国尚属起步阶段。

日本将城市垃圾焚烧灰和下水道污泥一起作为原料,生产所谓“生态水泥”,这种水泥的原料中有60%为废弃物(污泥占20%-30%),烧成温度1000-1300℃,燃料用量与二氧化碳排放量,都比生产普通水泥少的多。

同时,利用污泥制水泥上存在一些技术问题需要解决,如污泥中含活性阴离子氯,可造成钢筋发生小孔腐蚀,限制了污泥水泥的应用范围。

图7 ‘生态水泥’生产工艺图8 利用‘生态水泥’建筑表面3.2.污泥堆肥利用3.2.1污泥肥效城市污泥含有大量的有机质和一些植物必需养分,在消除重金属与病原菌之后,可部分替代化肥。

与纯猪粪和猪厩肥相比,我国城市污泥N、P、K总养分含量平均达到48.3g/kg,TN和TP含量比纯猪粪高31%和59%,比猪厩肥高188%和204%,但K含量比纯猪粪和猪厩肥低38%和62%,施用时若补充钾肥,则可获得由于化肥的农用效果[40]。

同时,经处理后的污泥是一种生物质肥料,替代化肥厚可以有效避免农业面源污染,环境效益明显。

3.2.2.堆肥机理污泥堆肥就是将污泥与调理剂(锯末、秸秆、树叶、粪便、垃圾)及膨胀剂(木屑、秸秆、花生壳、玉米芯等)在一定条件下(pH、C/N、通气、水分、温度)进行堆沤,利用细菌、放线菌、真菌等微生物作用,促进可被生物降解有机物可控制地向稳定的腐殖质转化的生物学过程。

污泥经堆肥化处理后,病原菌、寄生虫卵、杂草种子几乎全部被杀死,无臭味,重金属有效态含量降低,速效养分含量增加,是一种性质稳定的生物肥料。

污泥堆肥除可施用于农田、园林绿化、草坪、废弃地等外,还可用作林木、花卉育苗基质,能降低育苗成本[42],有较好的经济效益、环境效益和社会效益[43]堆肥化过程有好氧堆肥和厌氧堆肥两种,目前污泥堆肥化基本上采用的是好氧堆肥。

好氧堆肥过程由四个阶段组成,即升温阶段,高温阶段,降温阶段和腐熟阶段[44]。

每个阶段的优势微生物和原生动物种群结构不同,利用不同阶段的堆肥产物作为食物和能量源,直至稳定腐殖质物质形成[45]。

3.2.3.利用途径3.2.3.1园林绿地利用污泥堆肥用于城市园林绿地,避开了食物链,减少了运输费用,为城市园林绿地养护提供廉价有机肥[46]。

3.2.3.2.农田土壤利用农田经连续耕作,植物根系对矿物质不断获取,土壤中有机质和矿质元素都很缺乏。

污泥堆肥施入土壤后,能改变土壤的理化性质,增加土壤N、P、K含量,调节土壤pH值,促进团粒结构的形成,改善土壤透水性、蓄水保肥性、通气性及耕作性。

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