綠色、循環、低碳的污泥處理處置之路
指南的編制背景與目標定位
據2015年各地區污泥產量統計,目前我國每年產生3000-4000萬噸含水率達80%的市政污泥,預計到2020年,產量將達到6000-9000萬噸。十三五規劃對污泥處置情況進行了總結,我國目前主要處置路線大多為填埋、置肥、焚燒、建材。十二五期間,采用填埋的污泥處置比例占65%左右。
十三五規劃提出,要求2020年城市污泥的無害化率達到90%,同時新增改造處理80%的污泥,無害化處理處置規模要達到6.31萬噸/日,包括城市、縣城以及建制鎮。此外,規劃還特別提出城鎮污水處理設施產生的污泥一定要先進行穩定化、無害化處置,鼓勵資源化利用。技術方面要求堅決支持執行污泥無害化處理原則,按照循環、綠色、低碳要求,因地制宜采用成熟的污泥處理處置方案,鼓勵采用厭氧消化、能源化和資源化利用的技術,盡可能回收污泥中的能源和資源,鼓勵將達到穩定化、無害化標準的污泥用于荒地造林、苗木哺育和園林綠化。
要想真正實現穩定化和無害化的處理處置要求,過程控制是必要的。為了配合十三五規劃,住建部近日發布了行業標準:城鎮污水處理廠污泥的穩定標準。標準將污泥的穩定化提高到了一個技術指標的層次,同時,在污泥厭氧消化方面也提出了明確要求,包括溫度、停留時間、揮發性脂肪酸等。
綠色循環低碳的污泥處理處置之路
北排已在去年全面開展綠色循環低碳的污泥處理處置技術路線,力爭打造一條最終能實現土地利用的全產業鏈污泥處置之路。技術方面,北排采用的是熱水解高含固厭氧消化技術,選擇該技術主要出于對以下幾個方面的考慮:
穩定化:快速降解有機物徹底轉化,比傳統消化工藝及好氧發酵工藝有機物分解率提高20%。
無害化:在165℃,6個大氣壓,持續30分鐘,病原體完全滅活。
減量化:與傳統污泥脫水工藝相比污泥減量可達60%以上。
資源化:沼氣通過鍋爐、發電機等設備轉化為其他形式,供污水污泥處理過程,可以實現污泥處理過程能源自給;生物碳土可以進行土地利用。
低碳型:在各種處理處置方式中溫室氣體排放量較低,該工藝溫室氣體排放量較傳統消化下降70%。
目前,北京市建成的5座污泥處理處置已達到6130噸/日的污泥處置量,并都采用了污泥消化液的二氧化技術,該技術是北排治理的十年中,通過小試、中試和生產性試驗,最終實現工程化的結果。
小紅門污泥處理處置工程實踐
小紅門污泥處理于2015年9月開始建設,2016年7月18日開始調試運行。
該處理采用“熱水解+高含固厭氧消化+板框脫水+土地利用”技術路線。
其中,熱水解過程使污泥小分子含酸量大大提升,利于后期的厭氧消化效率,為大量沼氣的產生打下基礎。同時,通過熱水解處理以后的污泥,粘度降低,粒徑變小,也更利于之后的脫水。另外,污泥經過熱水解處理后,總磷和SCOD都有明顯地提高,更利于后續的厭氧消化。最后,熱水解后的污泥VFA也有大量地釋放。種種數據也支持著北排選擇熱水解技術的合理性。
在污泥有效利用方面,北排同國家含量污染第三方治理、國家發改委、財政部、住建部聯合開展了第三批示范項目,整個示范項目內容要實施2500畝的苗圃種植,利用2500畝的林地實施林間套種,對5000畝的林地實施林地哺育。同時,項目開始了大量的環評和科學研究,對北京的污泥泥質情況進行了全面分析。
北京污泥泥質特點是有機物和養分的含量非常高,大部分重金屬指標優于國家標準,這些年呈逐漸下降的趨勢。這些方面都有利于污泥后續處理作為林業的利用。同時,項目做了沼渣園林利用,對國槐、紫薇等盆栽的種子生長、植物生長以及苗木的增長量都做了大量研究,選擇了在北京最適合的沼渣園林種植植物種類。
在示范項目基礎上,北排還在北京大力推廣污泥產品資源化利用,目前已累計應用了20余萬噸的污泥。通過此項目的實施,北排制定了污泥資源化應用于苗圃種植、林地施肥、土壤改良等方面的支持政策。建立了污泥苗圃種植、林地施肥、土壤改良、礦山修復等施用標準以及技術規程。并通過試點,體現了污泥資源化利用的社會效益和環境效益。
目前高碑店、小紅門熱水解處理后的污泥已經在北京周邊,如大興、通州等地進行了園林化的推廣和應用。旨在實現把污水處理廠作為資源廠,污水處理的再生水全面地利用于北京,污泥制成生物灘涂在北京城市、郊區進行林木應用,產生的沼氣,在場內場外通過不同的途徑發電,最終實現水污染治理的整體目標,將污水污泥,再生水的資源實現全面利用。