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城市污泥的资源化利用方案

作者: 发布时间:2017-09-21 浏览次数:199
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从传统的意义上讲,污泥是一种废弃物,但是清洁生产的

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理论中没有废物的概念,所谓废物实际是放错了位置的资源。如果对污泥进行合理的处理利用,污泥也可以成为其他过程的原材料,即污泥的根本出路是化害为利、实现资源化。但由于各个地方的地理、气候等条件不尽相同,所以在选择合适的污泥处理方案时需要因地制宜。目前污泥的资源化利用方式主要包括土地利用、建材利用、环保材料、热能利用等。

土地利用

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污泥的土地利用是一种积极、安全有效的污泥资源化处置方式,主要有农田利用和城市园林绿化或林地利用。

农田利用

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我国是一个农业大国,无论从肥效利用、经济效益还是环境生态效益出发,污泥的农田利用都是一种符合我国基本国情的处置利用方法,该方法使污泥最终剩余物得到真正解决,实现资源的循环利用。污泥中富含的 N,P,K 及某些微量元素是农作物及其他植物必需的肥料成分,污泥中的有机质、腐殖质可以改善土壤的结构,是良好的土壤改良剂。土壤施用污泥后可明显提高土壤肥力,改善土壤理化性质,增加土壤生物活性,促进农作物生长。但同时污泥中含有大量的盐分、重金属、有机污染物等有害成分,若无限制直接施用于农田会引起土壤、周边水体环境的污染,从而影响作物的产量,最终危害人体健康,因此农用污泥必须先经过稳定化和无害化处理或采取间歇施用的方法,达到一定要求后方能施用,也可将其与化肥制成复混肥后施用于土壤。

园林绿化地和林地建设利用

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随着城市化的加速发展,污泥作为有机肥料施用于城市园林绿化带和林地等越来越多,绿化效果也相当显著。将污泥制成堆肥并进行适当的处理,施用于花卉、草坪等,既可避开食物链,又可就近处理污泥,还能减少化肥的用量,不会影响到人体健康,降低了污泥的应用风险。实验表明,与对照相比,花卉的花期、开花数量相应延长和增加,花径增大。同样污泥还被使用在森林土地的施用上,污泥中的营养成分和微量元素可促进树木生长,经过处理后的树木,高度、树径明显增大。

建材利用

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污泥是一种黏土质资源,同时含有大量的 Si,Al,Ca,Fe 等成分,将其干化、磨细后与黏土或粉煤灰按一定比例掺和,在高温下烘焙烧结可使污泥稳定化,并用于制成建筑材料。该法可达到处置污泥和创造经济效益的双重目的。以污泥制砖为例,其原理是利用污泥焚烧灰的成分与黏土的化学成分相似。目前,国内外比较常见的城市污泥制砖技术主要有两种,一种是城市污泥焚烧灰添加适量辅料成型烧结制砖;另一种方法是直接将城市污泥干燥、破碎后与黏土或粉煤灰等辅料以一定比例混合,烧结制砖,同时还可利用污泥的潜在热值,节约制砖成本。城市污泥热值高可替代煤作为烧结砖内燃料,加入一定比例的城市污泥的黏土,试验砖块的抗压、抗折强度能达到国标50 号砖的强度要求。污泥的焚烧灰还可以制成水泥、混凝土、砾石和陶粒等建筑、工艺材料及蛋白塑料盒、胶合生化纤维板等其他材料,且质地不受影响,污泥中的重金属经过烧结后可永久固定在其中,从而从根本上防止污泥焚烧灰的二次污染。

环保材料

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污泥活性炭

污泥制吸附剂

对于含碳较多的生化污泥, 在一定高温下, 以污泥为原料通过化学途径将其制成含碳吸附剂,为生化污泥的处置和利用提供了一条新途径。制得的吸附剂可用于去除污水中的悬浮物和有机物,COD 去除率高,是一种性能良好的有机废水吸附凝聚剂。吸附饱和的吸附剂若不能再生,还可以在一定条件下用作燃料进行燃烧,污泥中有害成分被彻底氧化分解。如日本以脱水污泥滤饼为原料,经过高温碳化脱水, 酸洗去杂质, 碱活化后制成了高性能的活性炭,其细孔比常规活性炭比表面积大, 吸附能力强。也有研究者利用石化污泥成功制备用于吸附溢油的吸附剂,经过碳化和活化处理后,去油率可达 99.6%。

污泥制絮凝剂

从剩余活性污泥中提取一些可絮凝的微生物菌种,通过微生物技术对其进行发酵、抽取、精制,合成一种生物高分子化合物,不仅效果好、廉价易得、絮凝范围广泛,而且可以将城市污水处理厂的剩余活性污泥消化掉,实现剩余活性污泥的资源化,可谓一举两得。

污泥制黏结剂

由于污泥含有大量的有机物,有一定的黏结性能,又具有一定热值,可以用作制备黏结剂。活性污泥在作为黏结剂将无烟粉煤加工成型煤的同时,污泥在气化炉内被分解,防止了二次污染,在加工过程中,污泥还可改善在高温下型煤内部孔结构,降低灰渣中的残炭,提高炭的转化率。

生产可降解塑料

塑料产品因为其不可替代的价值已成为现代生活的一个重要部分,而且这些不可降解塑料每年以2500万 t 的惊人速度堆积在环境中,给环境带来了严重的危害,因此寻求既能保持传统塑料理化性质,又能被生物降解的可替代塑料产品逐渐成为研究热点。PHAs(聚羟基烷酸酯)是一种利用大量细菌合成的聚合物,与传统塑料有相似的物理性质,并具有可降解性,逐渐成为一种能替代石化塑料的环保产品。从剩余活性污泥中挑选培养大量微生物合成 PHAs,既实现了污泥的资源化又促进了环保,但同时由于它相对于传统塑料产品成本较高,相对限制了其发展。

污泥热能利用

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中新能再生能源有限公司主要产品再生燃料是无味、粉末状(可制作成锅炉型煤)。热值在2500—3500大卡之间(可以根据用户的需求调整大卡值),燃烧过程的排放只有原煤的35%左右,燃烧度高达90%(原煤70%)。经过大量燃烧试验证明:各项技术指标完全符合国家环保标准和相关国家标准要求,产品达到了预期的效果,完全可被称为环保节能燃料。为国家每年新增大量替代能源,同时彻底改变污泥对环境的污染再污染现象。

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