1.2.5 污泥处理处置与资源化的技术原则
当今国内外对于污泥处理处置与资源化所遵循的原则均是“减量化、稳定化、无害化和资源化”,将“无害化”作为污泥处理要求和最终处置重点,并将“资源化”作为污泥处置的最终目标,以有利于更加有效、彻底地解决污泥的环境污染问题,取得良好的经济效益和环境效益。
与污水处理相比较,我国污泥处理技术相对落后,很大程度上限制了污水处理的有效性和环境状况的迅速改善。纵观国内外污泥处理处置现状,为实现污泥减量化、稳定化、无害化及资源化的目的,主要有以下几方面措施:减少污泥最终处置前的体积,以降低污泥处理及最终处置的费用支出;将容易腐败发臭的有机物质进行稳定处理,使污泥稳定化,最终处置后污泥不再进一步降解,避免二次污染的产生;使有毒有害物质得到妥善处理与利用,达到污泥的无害化和卫生化;充分利用污泥中的有用物质,变废为宝。
1.2.5.1 污泥的减量化
污水生物处理中产生的大量的剩余污泥通常含有相当量的未稳定化的有机物及寄生虫卵、病原微生物、重金属等有毒有害物质,如果不进行妥善的处理处置,将会对环境造成直接或潜在的污染。污泥减量化是20世纪90年代提出的剩余污泥处理处置新概念,是通过物理、化学和生物等手段,使整个生物处理系统中污泥产量减少的过程。
城市污水处理厂的污泥减量化是在污泥资源化的基础上进一步提出的要求,通过采用过程减量化的方法减少污泥体积,以达到降低污泥处理及最终处置的费用的目的。这主要是因为污水厂污泥体积庞大,对其后续处理造成了诸多困难,并增加了后续处理成本,必须首先对其进行减量化处理。
污泥减量化通常分为质量减少、体积减小和过程减量。质量减少的方法主要是稳定和焚烧,但由于焚烧所需费用很高且存在烟气污染问题,所以主要用于难以资源化利用的污泥。污泥体积的减小则主要通过污泥浓缩、污泥脱水两个步骤来实现。而过程减量可通过膜生物反应器、生物捕食、微生物强化、代谢解偶联、超声波技术、臭氧法及氯化法等方法实现。
1.2.5.2 污泥的稳定化
污泥中的有机物含量为60%~70%,在特定的外部环境条件下随着堆积时间的延长,污泥将产生厌氧降解反应,发生腐败现象并产生恶臭,这需要采用生物好氧或厌氧消化工艺,或添加化学药剂等方法,使污泥中的有机组分转化成稳定的最终产物,进一步消解污泥中的有机成分,避免在污泥的最终处置过程中造成二次污染。污泥稳定化就是指降解污泥中的有机物,进一步减少其含水量,杀灭所含的细菌、病原体,消除臭味,使各种成分处于相对稳定状态的一种处理方法。其目的就是通过采用适当的处理技术,使污泥安全、无臭味,实现重金属的稳定,从而得到循环再利用(如水泥熟料、建筑材料、园林土、土壤改良剂等)或以某种不损害环境的形式重新返回到自然环境中。
1.2.5.3 污泥的无害化
污泥无害化处理的目的是采用适当的方法去除、分解或者“固定”污泥中的有毒有害物质(如有机有害物质、重金属等),并进行消毒灭菌,使处理后的污泥不会对环境造成冲击和危害,使其具有突出的安全性和可持续性。
1.2.5.4 污泥的资源化
资源化是指在处理污泥的同时,回收其中的氮、磷、钾等有用物质或回收能源,达到变害为利、综合利用、保护环境的目的,这主要是由于污泥是一种含有大量有机物、热量高,并富含氮、磷、钾等元素的资源,因此其最佳的根本出路是资源化。污泥资源化的特征是环境效益高、生产成本低、生态效益高、能耗低,既符合可持续发展的战略方针,又有利于建立循环型经济。