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【固廢】全球污泥處理、處置、管理的現狀與動向

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【固廢】全球污泥處理、處置、管理的現狀與動向

作者 : admin 發表時間 : 2016-11-08 瀏覽 : 1444

【固廢】全球污泥處理、處置、管理的現狀與動向                                  

全球污水處理行業正面臨日益嚴峻的,來自污泥處理及管理方面的挑戰。污泥處理占到污水處理近半的成本。隨著新建污水處理廠數量增長,以及現有污水處理廠升級改造以應對服務人口的增長,污泥的產量也隨之增加。更嚴格的立法,也對污泥處理和處置提出了更高的要求。

美國和歐洲的污泥年產量分別約7百萬噸和1千萬噸干污泥。污泥產率在發達國家和發展中國家間差別較大。即使在歐洲,各國的污泥產率也存在很大差別。例如,馬耳他產率最低,約為0.5g干污泥(dry solid/PE x d),而奧地利污泥產率最高,約為97g干污泥。歐洲各國污水和污泥處理規范及工藝的不同,導致了各國間的污泥產率的較大差異??傮w上,前十年全球污泥產量持續增加,只有德國是例外。德國的污泥量從每年250萬噸干污泥減少到200萬噸。


1 歐洲日趨嚴格的立法


歐盟污泥指南(Sewage Sludge Directive 86/278/EEC)規定了污泥農用的最低條件。該指南1986年生效,設定了污泥中重金屬含量的限值。不久的將來,歐盟將頒布更為嚴格的指南,特別是針對污泥中的病原體,有機微污染物含量。在歐盟污泥指南的框架下,歐洲各國制定了本國污泥農用的規范標準,對重金屬、病原體和微污染物制定了更為嚴格的限值。如在奧地利、捷克、丹麥、法國、德國和瑞典,其污泥有機微污染物限值中包括了可吸附鹵化物,鄰苯二甲酸二己酯(DEHP)、直鏈烷基苯磺酸鹽、多環芳烴(PAHs)、壬基酚(NP/NPE)、多氯聯苯(PCB)、多氯代二惡英(PCDD),多氯代苯并呋喃(PCDF)等。

那些污泥以焚燒為主的國家,如奧地利、比利時、荷蘭和德國,其標準中對污泥重金屬的要求最為嚴格。而丹麥、法國、芬蘭、意大利、盧森堡和波蘭則對污泥中微生物和病原菌要求相對更嚴(如沙門氏菌、大腸桿菌、糞鏈球菌、腸病毒、寄生蟲卵等)。

由于歐洲各國對污泥中重金屬、病原菌和微污染物限值的巨大差異,導致污泥后續處置方法迥異。西班牙(65%)、英國(65%)、法國(50%)的污泥都用于農業;然而,在希臘和愛爾蘭,污泥幾乎全部填埋;在瑞士和荷蘭,90%污泥去焚燒,同時輔以熱能回收。污泥處理過程中的熱能回收正逐漸成為歐洲的趨勢。

2 污泥土地利用在美國受到抵制


美國環保署(EPA)1993年的40 CFR中503條例,對污泥利用提出了指導性建議。多年來,有些州對污泥的土地利用做出了顯著的改變,如德克薩斯州和佛羅里達州針對B級(Class B)污泥的土地利用限制更加嚴格,近些年德克薩斯污泥土地利用案例驟降75%。在佛羅里達,隨著對磷的管理和病原菌去除有了新的要求,石灰穩定污泥法被限制,而其它很多州正考慮采用類似的法令。此外,EPA已經識別了九種污染物(鋇、鈹、 4-氯苯胺、熒蒽、錳、硝酸鹽、亞硝酸鹽、芘和銀)和其它一些有機微污染,正在考慮將上述指標納入將來的污泥標準限值中。同時,由于公眾的反對,加利福尼亞和佐治亞州正考慮對污泥的土地利用全面禁止。最近,EPA對固體廢物進行了重新界定,將污水廠污泥包括其中,并尋求針對污泥焚燒工藝的污泥最大可實現控制閾值標準(MACT)。因此,未來在美國將會有更多的污泥被焚燒,這也將促使污水處理廠考慮將填埋作為更便宜的選擇。

3 中國的變化趨勢


中國年產污泥大約2200-3000萬噸污泥(CGI,2011),這還沒有考慮逐日增加的污水處理廠。針對未來十年,中國政府制定了約500億美元投資于污水處理設置的規劃,有助于污水收集管網和污水處理廠的快速建設。因此,中國的污泥產量將會持續快速增加。事實上,在過去的五年里,全球5%的污泥增量來源于中國。在2005-2013年間,中國城鎮污水處理廠從700座增加到3100座,預計未來兩年,總數量將超過5000座。由于缺少系統性的污泥處理與管理規范框架,將未適當處理的污泥直接排放到環境中,在中國并不少見。而工業污水處理產生污泥的情況問題最大,因為其中往往含有較高含量的重金屬和有毒物質,將會對環境、公眾健康以及經濟帶來嚴重威脅。然而情況快速變化,污水處理廠現在被要求必須對污泥進行合適的處理與處置;同時資源回收也逐漸被重視。目前,約48%的污泥用于農業,34%填埋,14%排放到環境中,4%被焚燒及其它處置。

4 面向資源的回收


最終處置方法、立法和政策趨勢、公眾接受度、技術選項及其可行性、資源回收的潛力等,這些都是實踐污泥處理與管理所需要考慮的諸多因素?;谀壳暗内厔?,污泥農用將可能會變得更具挑戰也更加昂貴。對土地利用中污泥的重金屬、新型污染物和病原菌等含量制定更為嚴格的標準也成為趨勢。通過預處理工藝或者由厭氧處理替代好氧處理,減少污泥產量也是預期趨勢。替代性的污水處理工藝,如用藻類代理活性污泥去除氮磷營養物也逐漸引起關注,這些藻類后續可被用于生物能源。降低污泥量已成為眾多污水處理廠的優先考慮問題。

近些年來,污泥已經不再被視為廢棄物,而被當做能源、營養鹽和有機物的回收來源。資源回收已經逐漸成為污泥處理與管理的核心內容,并注重在厭氧消化和熱處理、污泥和餐余垃圾共消化產沼氣、磷回收等方面。此外,資源回收的其它機會還包括,生物聚合物、生物塑料、生物殺蟲劑、表面活性劑和酶等。

隨著對能源和營養物需求及其價格的持續增長,從污泥中回收資源的技術正在不斷涌現。以鳥糞石的形式回收磷就是很好的案例,出現多個低能耗、低藥耗、設備結垢最小化的回收技術。最后,在污泥濃縮和脫水技術方面的技術創新也非常重要,非常必要。畢竟95%-99%的污泥是水,其中的含水量決定了后續處理過程的規模及其相應工藝設計,并也將顯著影響污泥在土地利用、焚燒和填埋上的工藝適應性。

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