●处理污水产生污泥，我国700余城市面临污泥包围
●污泥无害化、资源化处理成为可能
●污泥治理变废为宝，开始成为新兴行业
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制砖是污泥处置的重要方法之一。颜士然摄 |
统计资料表明,我国700多个城市面临污泥的包围:北京日产生污泥1000多吨,上海700多吨,深圳300多吨。
不独中国。在美国,污泥问题同样困扰着各大城市。美国政府自1972年颁布水净化条例以来,污泥量快速增加,2010年将达到820万吨;英国,每年的干污泥达到110.7万吨。
污泥处理已成为世界性的难题。
浙江大学环境与生物地球化学研究所翁焕新教授发明的污泥无害化、资源化处理新技术为破解这一难题提供了可能。
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脱水后依旧又黑又臭的污泥。 新华社 |
城市边缘的“污泥污染”
7月下旬,记者在杭州新源环境工程有限公司见到正在研究技术推广的翁焕新教授。
谈起城市污泥的现状,翁焕新深感忧虑。他说,随着城市化进程加快,我国城市污水处理厂的污泥产生量急剧增加。据估算,今后几年,污泥产生量将以每年10%-15%左右的幅度增长。北京2008年城区日污水排放量将高达200多万吨,若污水处理率达到100%,则每天的污泥产生量可达2000多吨,每年将会产生80多万吨城市污泥。北京每天产生的污泥用200辆次的10吨大卡车才能运出城外。这些污泥如果按1米的高度堆放,每年占地就需1200亩。
“杭州市四堡和七格污水处理厂,目前每天处理的城市污水至少排放出650吨污泥。”翁焕新说。“一年下来,污泥的积累量是惊人的。”
自2001年污泥被垃圾填埋厂拒绝填埋以来,杭州的污泥只能采取临时填埋的方法处置,但在杭州四周已很难找到适合填埋污泥的场地了。
据了解,浙江省已投入运行的污水处理厂有40余家,每天产生污泥2000吨至3000吨左右。
如今,“污泥围城”现象已开始向一些中小城市蔓延,城市污泥的处理刻不容缓。
污泥污染应该如何治理
据翁焕新介绍,国外的污泥处理比中国早几十年。目前世界常用的污泥处理方法有卫生填埋、土地利用、焚烧、投海等,而这四种方法在中国都不适用。
“国外人少地多,污泥填埋规模小,且有相当好的安全措施,但随着城市人口的增多和污泥产生量的增加,发达国家采用这种方法的比例也日趋减少。”翁焕新说。
有些国家将污泥作为肥料农用或用于园林,但这仅限于生活污水处理后产生的污泥,工业污水处理后产生的污泥禁止土地利用。在我国,生活污水和工业污水混合处理,由此而产生的污泥中含有大量的有害物质和重金属,因此无法用于农田和园林。
近几年,国外较多采用焚烧的方法处理污泥,焚烧温度在600℃以上,使得污泥中的有机成分全部炭化生成稳定的无机物,焚烧后的残渣无菌、无臭,体积可减少90%,最大限度减少污泥体积。
“污泥焚烧技术在国外得到较快推广,但是成本高,投资大,一般每吨污泥处理的费用在400元人民币以上,而且污泥直接焚烧会产生有害气体,在大气污染控制上有一定的技术难度,就我国目前的条件而论,不论在经济上还是技术上都难以推广污泥焚烧处理方法。”翁焕新说。
至于污泥投海,其本身对投海区域就是一种污染,目前已基本禁止。
翁焕新1998年开始研究污泥处理技术时,“污泥围城”现象在全国还不突出。而杭州四堡污水处理厂是全国最早的污水处理厂之一,20世纪80年代末建成运行,1998年时污泥处理问题已凸显出来。
翁焕新说,当时他带学生到四堡污水处理厂实习,发现污水处理厂将污水处理后产生的污泥送到垃圾填埋场填埋,这些污泥含水量都在75%~80%左右,在与生活垃圾一起填埋时,因污泥含水量高,不仅增加了垃圾渗滤液,而且极易堵塞气体收集口和渗滤液的通道,给垃圾填埋场带来安全隐患。鉴于此,翁焕新决定研究污泥处理技术,目标是污泥无害化和资源化处理。
污泥处理实现以废治废
翁焕新在对城市污泥的性质进行分析时发现,这些污泥具有质地轻、高热值等特性,可以作为资源利用。他开始探索污泥变废为宝之途,申报了“污水处理中污泥资源的开发与利用研究”课题,这一课题被立为浙江省重点科技项目。
翁焕新对污水处理产生的污泥的含水率、化学组成、热值、粒度、矿物组成和密度等理化性质进行了系统研究,发明了污泥低温干化技术,使污泥形成质地坚硬如绿豆般大小的团粒,通过低温干化和成粒过程,把污泥中的有害部分固定住了,把90%以上的热值保存下来。
我国建筑上砖的用量很大,但国家对粘土资源严格控制。污泥制成团粒能否作为制砖原料？经试验,用污泥团粒与粘土均匀混合烧成的轻质节能砖诞生了。这项技术获得了国家发明专利。
“这种砖不仅可以节约粘土资源,而且由于污泥团粒中保存有1500左右大卡的热值,砖在烧制过程中,污泥团粒燃烧时贡献的热量,减少了烧制砖块的燃料用量,同时污泥团粒在砖体内产生的圆孔还能增加砖的抗压强度,减轻砖体的重量。”翁焕新对记者说。
浙江省科技厅鉴定认为,翁焕新的“污水处理中污泥资源的开发与利用研究”具有创新性,达到了国际先进水平,具有巨大的潜在应用前景。
此后,在拓展污泥资源化利用方面,翁焕新又发明了利用污泥团粒生产水泥压制品的方法。
由于污泥干化需要大量的热能,而这些能源的获取势必会使污泥处理的成本提高。为最大限度降低污泥干化的能耗,翁焕新还发明了利用烟气余热干化和成粒的方法。利用烟气余热使污泥干化,不仅有利于控制烟气达标排放,而且大大降低了污泥干化和成粒的运行成本,干化后的污泥团粒又可以作为锅炉燃煤的辅助燃料,真正实现了以废治废和循环经济的目标。
2005年,浙江省科技厅设立的浙江省重大科技攻关项目《城市污水污泥无害化与资源化处理新技术与示范》由浙大中标,翁焕新任课题组负责人。这项示范工程由浙江省科技厅、义乌市科技局、义乌水处理中心联合投资2000万元，目前正在建设之中,计划于2007年年底完工。
污泥里产出的经济效益
成果推广难是长期困扰科技界的老问题,这一难题使许多优秀科技人员坐拥优秀成果却徒叹“靓女难嫁”。
就在翁焕新的成果趋于成熟时,温州企业家李忠找上门来。
李忠拼搏商场多年,还是中国企业家世纪论坛副主席,一次在老家看到加工皮革给当地造成严重污染的惨状使他产生了投身环保事业的心愿。
2004年初,获悉翁焕新发明污泥处理新技术的消息后,李忠找到了翁焕新,两人一拍即合,当年便成立了李忠出资、翁焕新出技术的新源公司,开始利用锅炉烟气余热干化污泥的方法处理污泥。
李忠告诉记者,他选择与翁焕新合作,一方面是因为他认识到污泥处理对城市对社会的重要性,另一方面也觉得这是一个新的行业,具有很好的发展前景。
公司一成立就接到江苏江阴康顺污水处理厂的工程,他们在江阴市长泾镇康顺热电有限公司内建成了我国首条“利用热电厂烟气余热干化污泥”的生产线并投产,日处理污泥100吨。由于利用锅炉烟气余热作为干化污泥的能源,每吨污泥处理成本仅50元,仅此一项,每年可节约填埋费约100万元;干化后的污泥团粒用作燃煤辅助燃料,每年还可另外创造经济价值200万元。
据李忠介绍,新源成立以来,前来参观交流的络绎不绝。江苏、广东、四川、新疆、陕西、东北三省及本省各地都有人来。目前已与十多家单位签订合作意向。
到目前为止,翁焕新在污泥无害化资源化处理新技术方面已获授权和申请的国家发明专利有18项。翁焕新表示,他将继续对污泥干化的方法、配套工艺、设备等进行系统性的研发,他的成套技术将有望破解污泥围城这一难题。
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污水和污泥处理是解决城市污染问题同等重要而又紧密关联的两个系统。污泥处理是污水处理得以最终实施的保障,在经济发达国家,污泥处理是极其重要的环节,其投资约占污水处理厂总投资的50%―70%。 污泥处理方法主要有填埋、焚烧和多种形式的土地利用。由于各国具体情况不同,选择的方法各有侧重。在美国,土地利用逐渐占据主角,上世纪80年代末以填埋为主,约占42%,1998年土地利用急剧上升至59%,2005年土地利用比例上升至66%;日本由于国土面积较小,以焚烧为主约占63%,土地利用22%,填埋5%,其他约10%;欧盟各成员国的侧重不尽相同,目前卢森堡、丹麦和法国主要以污泥农用为主,爱尔兰、芬兰和葡萄牙等国污泥农用的比例还在逐渐增加,而法国、卢森堡、德国和荷兰则计划加大焚烧的比例。即使一个国家的不同地区也各有侧重,如在英国北部大型工业城市,由于污泥中重金属含量较高且含有一些有毒成分,焚烧比例大约占50%,而英国的其他城市则以污泥土地利用为主。 |
