污水處理廠(chǎng)污泥的利用

第19卷第2期山u 東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報Vol. 19 No.22005年6月JOURNAL OF SHANDONG INSITTUTE OF LIGHT INDUSTRYJun.2005污水處理廠(chǎng)污泥的利用劉勃',蔣文強2 ,李敬愛(ài)3 ,楚廣志*,洪 衛2(1.山東省環(huán)境保護科學(xué)研究設計院山東濟南250013;2.山東輕工業(yè)學(xué)院輕化與環(huán)境工程學(xué)院,山東濟南250100;3.濟南市食品科學(xué)研究所,山東濟南250031;4. 濟南水質(zhì)凈化- -廠(chǎng),山東濟南250100)摘要:通過(guò)介紹城市污水處理廠(chǎng)污泥處理及利用中出現的問(wèn)題,以及城市綠化及家庭養花中花土的需求的問(wèn)題,提供一種由污泥制造含有生物活性有機花土的污泥利用方法。關(guān)鍵詞:污水處理廠(chǎng);污泥利用;有機花土中圖分類(lèi)號:TB499文獻標識碼:A 文章編號 :1004 - 420200)0 -007 -051污泥的處置問(wèn)題及花土的市場(chǎng)需求眾所周知,城市污水處理廠(chǎng)在運行中產(chǎn)生大量污泥,這些污泥的處理和處置一直是各方面關(guān)注的問(wèn)題[1。在城市污泥的處置與利用方法中,大多婁國家采用焚燒、填埋、堆肥和投海等實(shí)用性方法。焚燒法的技術(shù)和設備復雜,耗能大,費用高,并且有大氣污染問(wèn)題;填埋法受到用地的限制,很難找到合適的地點(diǎn),并可能危及地下水;投海會(huì )污染海洋,對海洋生態(tài)系統和人類(lèi)食物鏈已造成威脅,國際公約已明令禁止;堆肥后農用具有經(jīng)濟、簡(jiǎn)便,可資源化等優(yōu)點(diǎn),并被普遍采用。但隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展，污泥農用處置的問(wèn)題也在逐漸產(chǎn)生:以北京市高碑店和酒仙橋污水處理廠(chǎng)為例[2]。直到80年代初,它們的污泥干化廠(chǎng)仍有大量農民每天幾十部大卡車(chē)拉運污泥。但隨著(zhù)城市改革開(kāi)放和工農業(yè)的發(fā)展,污泥表面上還是流向農田，但是,已從倍受歡迎變成可有可無(wú),甚至拒之門(mén)外,從收錢(qián)拉污泥變成倒貼錢(qián)也不拉,這主要是以下幾個(gè)原因造成的。1.1 污泥運距加長(cháng)由于近郊農業(yè)的發(fā)展,污水處理廠(chǎng)附近已經(jīng)城市化,這樣,污泥的運距由幾公里之內,變成了十幾公里以至幾十公里。污泥農用投資與費用主要包括運輸及部分場(chǎng)地的租賃費,其中以運輸為主。以目前北京市污水處理廠(chǎng)脫水后的污泥的產(chǎn)量計,不考慮污泥堆放費,則每年污泥運輸費用約為438萬(wàn)元,而污泥的固體含量不到20%,長(cháng)距離運輸顯然不經(jīng)濟。1.2 直接成本的增加中國煤化工過(guò)去農民單純從事農業(yè)生產(chǎn),農閑季節積肥平整MHCNMHG,農民現在應沒(méi).有農閑,運污泥的工具有馬車(chē)改變?yōu)闄C動(dòng)車(chē),這樣污泥運揶且按貿用肌大大增加,以解放庫為收稿日期:004-08-27作者簡(jiǎn)介:劉勃(1968-),男,山東省濟南市人,高級工程師,主要從事廢水處理工藝方面的研究。4山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報第19卷例,蠔油為0.71元/km,人工費用為0.14元/km,維修費為0.29元/km,全計為1. 14元/km,車(chē)輛購置費為3元/t,若考慮以經(jīng)營(yíng)目的的長(cháng)距離(30km左右)運輸,污泥成本將成倍增加。1.3 使用污泥還會(huì )造成間接費用的增加目前北京市農村已有傳統的耕作方式轉變全部機耕和機播,是非一般在耕地和播種時(shí),使用專(zhuān)門(mén)的機械進(jìn)行，如果采用不經(jīng)造粒的污泥,會(huì )增加施肥的勞力投人,在時(shí)間就是金錢(qián),農村生產(chǎn)率大為提高的今天,農民不自覺(jué)地通過(guò)成本核算,否定了采用污泥施肥的這種不經(jīng)濟的生產(chǎn)方式。隨著(zhù)城市改革開(kāi)放和工農業(yè)的發(fā)展,這種現象將是一種發(fā)展的趨勢。因此,應盡快為污泥的處理尋找新的途徑。目前,已有部分污泥開(kāi)始被用來(lái)制作復合肥等,但在污泥產(chǎn)量日益增大的今天,單靠某一種或幾種方式對污泥的處置和利用能力是有限的。隨著(zhù)社會(huì )多元化進(jìn)程的發(fā)展,開(kāi)辟污泥多元化處置與利用途徑,是社會(huì )發(fā)展的一-種需求。城市污水處理三的污泥中含有相當量的氮(約含污泥干重的4%)、磷(約含2.5%)、鉀(約含0.5%)、有機質(zhì)以及其他營(yíng)養成分[3],具有很好的肥性。從資源的綜合利用角度講,應盡量將其利用,當在為這肥活污泥尋找“出路”時(shí),城市養花--族對肥活的花土的需求也日漸凸顯出來(lái)。隨著(zhù)城市化進(jìn)程的不斷加速和經(jīng)濟的發(fā)展,城市綠化和家庭養花不斷升溫,家旅行養花盆土的來(lái)源就要解決了。而這高樓林立、硬化路遍及得鬧市區,相尋得一盆土又非- -件易事。并且并非所有養花者都是知花的行家，什么樣的土才適合于他們的花又是他們所頭痛的問(wèn)題。因此對應于各種花的含有生物活性有機花土將會(huì )給城市養花族們帶來(lái)眼前一亮的感覺(jué)。針城市的污水處理廠(chǎng)的污泥制造成含有生物活性的有機花土,一來(lái)解決城市愛(ài)花族對花土的需求,二來(lái)又可以為污泥的利用提供--條全新的利用途徑,此可為一舉兩得。2由城市污水治理廠(chǎng)污泥制含生物活性的有機花土的方案根據污泥處理的問(wèn)題與花土市場(chǎng)的要求,提出污泥制作方案為利用污泥制作含有生物活性的花土。其工藝流程見(jiàn)下圖:脫水污泥一→自然強化干化一→綜合堆肥一→干燥]一 →粉碎一-花土復配- -→包裝一→成品圖1含生物活性有機花土制作工 藝流程2.1自 然強化干化[4]將脫水污泥自然強化干化即向濕污泥內加入物料后自然晾曬,此千化過(guò)程實(shí)現可以有下列兩種方法:一種是將堆肥后的污泥(含水率30%以下)部分返回，與濕污泥混合后干化;第二種是將濕污泥加入一定量的吸水劑例如聚烯酸鈉,濕合后干化,污泥的自然強化干化雖受場(chǎng)地限制,但費用較省,而且可以節省污泥干化時(shí)間,將污泥含水率迅速降到55%左右,以后繼續處理。中國煤化工2.2綜合堆肥YHCNMHG污泥中除含有相當量的氮磷、鉀及有機質(zhì)等成分外,還含有病菌、病毒、寄生蟲(chóng)卵等,因此在利用前需對污泥進(jìn)行處理。堆肥是-種去出污泥中病菌、病毒、寄生蟲(chóng)卵等有還成分的有效第2期.劉勃等:污水處理廠(chǎng) 污泥的利用49方法,在污泥處理中得到廣泛運用。污泥堆肥一般有兩種方式:厭氧堆肥與好氧堆肥。前者占地面積大,堆肥時(shí)長(cháng)(2個(gè)月以.上),產(chǎn)物有臭味,但成本底。后者需氧設備,堆制要求高,消耗~定的電力,成本相對較高,但占地面積小,完全可以工業(yè)化生產(chǎn)。為減少占地面積,加速制肥速度,可綜合厭氧堆肥成本低和好氧堆肥時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn),進(jìn)行綜合堆肥,即:先厭氧堆肥- -段時(shí)間(一般一個(gè)月),再進(jìn)行好氧堆肥(一周)。污泥綜合堆肥前應按比例投人桔桿類(lèi)鋸末等(膨化劑),以增加生物發(fā)酵過(guò)程中需要的碳源和纖維素,提高產(chǎn)物的松散性。如果提高產(chǎn)物的pH值,可適量投加生石灰,這還可以增加.熱值和污泥發(fā)酵初期的溫度。投加以上材料還可以降低污泥堆肥前含水率,有利于發(fā)酵過(guò)程。污泥用配料機械混合,按厭氧堆肥和好氧堆肥的不同堆放要求發(fā)酵。污泥厭氧對可采用大規模的肥堆,每十天機械倒堆一次,主要是控制充分發(fā)酵,發(fā)酵溫度50攝氏度以上。污泥的好氧堆肥只能按供氧和通風(fēng)要求成堆,- -般堆工不限,堆高不超過(guò)1.2m,上堆寬1.5 m,下堆寬3.0 m,此種堆肥24 h供氧,2天翻拌倒堆- -次 ,發(fā)酵溫度40攝氏度以上,夏季溫度可達50攝氏度以上。2.3干燥將堆肥后的污泥采用低溫烘干機烘干,這樣在降低水分的同時(shí)又不會(huì )使污泥中的有機物分解。2.4粉碎將經(jīng)過(guò)干燥的污泥用粉碎機粉碎。2.5花土復配[5.6]花土復配是整個(gè)工藝流程中關(guān)鍵而又復雜-一步,花卉的生長(cháng)與其栽培的土壤的性狀有密切關(guān)系。由于花卉種類(lèi)繁多,生態(tài)類(lèi)型各異,故根據花卉的生物學(xué)特征,應有不同性狀的土壤預制相適應。2.5.1 質(zhì)地精細不同的土粒在土壤中占有不同比例就形成了不同土質(zhì),根據物理粘性(粒徑<"0.01 mm)的含量,它可分為砂土類(lèi)( < 10%)、壤土類(lèi)(10~ 60%)、粘土類(lèi)( > 60%)。質(zhì)地對土壤的性質(zhì)起著(zhù)重要的作用。砂土類(lèi)含粘粒少而砂粒多,因而透氣透水性好,但儲水保肥性差,可用于扦插和栽培幼苗,并是喜爽氣耐旱植物如仙人掌類(lèi)植物適宜生長(cháng)的土壤:粘土含粘粒多,土質(zhì)粘重,雖吸水保肥性強,但通氣透水性差,并不適宜單獨作盆土;壤土所含沙粒粘粒比例適中,兼有沙土與粘土的優(yōu)點(diǎn),水氣狀況較協(xié)調,是一種比較良好的土壤,適合絕大多數花卉的要求。因此,可根據經(jīng)粉碎干燥后的污泥的土質(zhì),向其中適量加人黃沙、沙土或粘土,調節其土壤性質(zhì),以適應不同種類(lèi)花卉的需求。2.5.2 酸堿度土壤酸堿度一般用pH值來(lái)表示,有酸性(pH5.5~65)申性(nH6 5~7 5)、堿性(pH7.5~8.5)之分。如pH小于5.5或大于8.5,則為強酸性或中國煤化工難以生長(cháng)。各YHCNMHG種常見(jiàn)花卉適宜的酸堿度如下表:50山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報第19卷表1常見(jiàn)花卉適宜的土壤酸堿度表花卉名.pH值花卉名金魚(yú)草6.0-7.0柴鴨趾草4.0-5.0.百合75.0-6.0紫羅蘭5.5-7.5蹄紋天竺葵5.0-7.0萬(wàn)壽菊5.5-6.5勿忘草6.5-7.5蘭科植物4.5-5.0水仙6.0-7.5G竹7.0- 8.0蕨類(lèi)植物4.5-5.5仙客來(lái)杜鵑仙人掌類(lèi)7.0-8.0山茶花4.5-6.5瓜葉菊金盞花毛中秋海棠報春花6.5-7.0雛菊5.5-7.0盾葉天竺葵郁金香三色繭鳳梨科植物4.0-4.5文竹6.0-7.0.風(fēng)信子棕櫚科植物5.0-6.5從表中可以看出,多數花卉可在中性土壤中正常生長(cháng),但也有部分花卉喜歡偏酸、偏堿性土壤甚至強酸、強堿性土壤,為適應各種花卉對酸堿度的不同需求,結合其所需土壤的性質(zhì),調節花土的酸堿度。在花土改良酸堿度時(shí),灰灰材料如白云石、碳酸鈣或施用堿性物質(zhì)可使pH值增高;加細硫磺粉、硫酸亞鐵或酸性物質(zhì)可是花土的pH值降低。2.5.3生物活性為達到養花族們對花土更高的要求,提高花土的生物活性,在花土復配過(guò)程中,按標準加人活性微生物(菌粉)。2.5.4添加劑為保證花卉在植人花土后能健康旺盛的生長(cháng),此過(guò)程中再向花土中添加適量生長(cháng)劑、防病蟲(chóng)劑等,提高花土質(zhì)量。將復配好的花土在攪拌機內充分攪拌,使各成分混合均勻。2.6包裝為適應不同用戶(hù)的要求,花土采用大袋、小袋分裝,并在包裝袋外標明花土的性狀、酸堿度、適宜花卉品種等,以便用戶(hù)方便取用。3結束語(yǔ)在資源8趨緊張的今天，合理而分的利用資源,減少資源浪費,是對資源利用的原則。而在環(huán)境日趨惡化的今天,對環(huán)境的保護又是必須面對的問(wèn)題。將-些有損環(huán)境的物質(zhì)資源化利用,將解決一個(gè)兩難的問(wèn)題。如果對城市污水處理廠(chǎng)的污泥處理不妥善,將會(huì )對環(huán)境帶來(lái)二次污染。而城市養花族對花士的需求又日趨增大,將城市污水處理廠(chǎng)的污泥就地加工制作成含有生物活性的有機花土,用于城市銷(xiāo)售,將會(huì )節省一系列運輸費用,并使資源得到合理的利用。因此,不論從環(huán)境保護可持續發(fā)展角度講,還是從市場(chǎng)需求、市場(chǎng)經(jīng)濟角度看,將城市污水處理廠(chǎng)的污泥制作成含有生物活性的有機花土,都將是一種柘具發(fā)屬前導的污泥處置與利用中國煤化工方式。fYHCNMHG參考文獻:1] 鄧寶輝,陶清.城市污水處理廠(chǎng)污泥的處置與利用探討[]].有色冶金設計與研究,2003 ,24(3):91 -92.第2期劉勃等:污水處理廠(chǎng)污泥的利用51[2] 田寧寧,王凱軍,楊麗萍,彭應登.污水處理廠(chǎng)污泥處置與利用途徑研究[J].環(huán)境保護,000,2:18- 20.[3]高廷耀,顧國維.水污染控制工程,下冊(第二版)[M] .北京:高等教育出版社, 199:278 - 282.[4] 許震,朱五星.利用污水處理廠(chǎng)污泥帛蜍微生物有機肥的方案設計[J].安徽建筑工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版) ,2002,11(2):38-39.[5]張廓玉 ,張利梅,李正國.怎樣配制盆花土[J].綠化與生活, 198,8(2):17- 18.Sludge disposal in sewage treatment plantLIU Bo' ,JIANG Wen - qiang? , LI Jing - ai? ,Hong Wei? ,CHU Guang - zhi4(1. Shandong Institute of scientific study of Environmental protection, Jinan 250013, China;2. School of Light Chemical and Environmental Engineering, Shandong Institute of Light Industry,Jinan 250100, China;3. The institvte of fooel sciencein Jinan , Jinan 250031 China)4. The First Swage Treatment Plant in Jinan, Jinan 350100, China )Abstract :Through explaining the problem that raised in the sludge treatment and disposal municipalsewage treatment plant, and demanding of the soil for flowers in the city and family, we put forward anew way of using the sludge which is made into organic soil for flowers and containing bioactive matters.Key words: sewage treatment plant; sludge utilization; organic soil for flowers中國煤化工MYHCNMHG