如某污水处理厂,采用圆盘造粒,污泥不经消化,采用烘干杀灭病菌再混合造粒制成有机复混肥的技术。该厂投资400万元,其中设备费用330万元。该生产线年综合生产能力为2.5万t,配备了滚桶式烘干炉、集粉仓、超细破碎机、双轴卧式链磨机等。试生产中,6t含水98%的湿泥出1t干污泥。存在的问题是烘干过程中臭味较大,除尘问题也需解决,生产成本主要高在煤的燃烧方面。采用类似工艺的还有××污水处理厂,虽有消化系统却未使用,生污泥直接加工,掺混粉煤灰后,污泥含水率降至20%,再用滚桶式干燥炉烘干,用挤压式造粒机制粒,烘干采用自然风。生产过程中存在的问题与上述某厂相同,即烘干过程中的除臭和除尘问题未能解决。
(3)发酵-造粒
典型的如唐山西郊污水处理厂,处理污水能力为3.6万m3/d,采用堆肥发酵制肥。工艺流程如下:
添加粉煤灰
脱水污泥按1:0.6的比例掺混粉煤灰,降低含水率,自然堆肥发酵。其中加有锯末和秸杆作为膨胀剂。污泥经过堆肥发酵后,可使有机物腐化稳定,灭活寄生卵和病菌,提高污泥肥效。该厂堆肥发酵生产线年产肥料1000
t,设计能力为3
t/d,投资70万元,肥料为5
mm柱状。该种方法的优点是恶臭减少,病菌通过发酵基本被灭活,缺点是占地面积大,肥料难以溶解。
(4)普利法
采用中国农科院和上海豫园生物工程有限公司提供的技术,生产一种被称为“复合微生物肥料”的产品,其典型工艺流程如下:
该生产线与两次烘干法工艺相同,仅在混合部分增多了一个掺混生物菌的工序。淄博污水处理公司掺混的是上海豫园生产的普利菌粉,而与其工艺基本相同的北京北小河污水厂掺混的是解钾菌粉。
生产运行中烘干问题是关键,烘干对有机质有一定影响。烘干后含有机质25%,N、P、K含量未达25
%[2]。存在问题也同上述厂家一样是除臭、除尘、加工成本高与产品市场表现不好等问题。
3 污泥资源化利用的必要性
我国每年排放的401亿m3污废水中,有51%来源于城市,地表水体的污染也主要来自工业和城市生活排放的污废水。因此,城市污水处理厂建设成为改善我国水环境的重要举措。目前全国已建成运转的城市污水处理厂约410余座,日处理能力2534万m3,污水处理率仅达到污水排放总量的
25%。到2015年,我国城市污水处理率要达到75%,尚需建设污水处理厂约1000座,新增污水处理能力6000万m3/d[7]。由于我国目前的环保基础设施建设仍延用计划经济的做法,完全由政府投资,建成运行后运转费用还要政府补贴。按我国目前已建、在建污水处理厂吨水能力投资1500~2000元,运行费用0.8~1.4元/吨测算,需投资1000亿元,每年还需运行费用补贴300亿元。国家有关部门最新公布的资料,建设投资预算为2400亿元。
目前,大部分中小型污水厂污泥处理工艺仍采用厌氧发酵消化处理填埋。据调查,污泥消化系统建设的投资约占污水处理厂总投资的40%~50%,运行费用占污水处理厂总费用的50%-60%。但花费巨资处理的消化污泥仅仅是为了卫生填埋;显然,污泥厌氧消化处理技术并不太适合中国国情,尽快地寻找一种投资省、效率高、处理便捷、成本低廉的污泥资源资源化利用技术就成为一项颇为紧迫的任务。
污水污泥的循环利用已成为国家鼓励发展的方向。国务院于2000年11月7日发布的《关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知》第四条第(四)项规定:“要加强对城市污水处理设施和回用设施运营的监督管理”。建设部等联合发布的《城市污水处理及污染防治技术政策》(城建[2000]
124号)第五条“污泥处理”部分明确规定:“城市污水处理产生的污泥,应采用厌氧、好氧、堆肥等方法进行稳定化处理,也可采用卫生填埋的方法予以妥善处理。”然而从污泥市场化的实际情形看,由于大部分城市财政紧张,使得许多投入过于高昂的技术及设备很难适用于我国,另外我国特有的土地紧缺的现状也制约了占地较多的环境治理项目。按国家规定,填埋1吨夯实垃圾占地0.6平方米,按这一比例,目前全国每年则需1000公顷土地。在目前我国城乡耕地越来越少情况下,显然不符合社会持续发展的要求。
根据目前国外发展的状况,污泥农用已成为国际化趋势。由于法律法规对污泥资源化利用的鼓励,以及污泥研究和技术的进步,人们逐渐趋于接受污泥资源化利用的技术及工艺。以美国为例,随着503法规的颁布,污泥已被广泛用作肥料和土壤调节剂,政府还成立了国家污泥合作组织(National
Biosolids Partnership),并在议会的支持下与风险承担者共同组建污泥环境管理系统;《503部分》中关于污染物的限制、减少病原菌、减少对带菌者的吸引、管理措施等一系列举措对于提高公众接受的程度、范围,污泥农用的增加都起到了积极的作用。
污泥资源化利用也直接地受到国家水务市场化的积极影响。20世纪90年代以来,中国水务市场非常活跃,逐步打破由政府垄断经营的状态,走向开放。相对于供水市场,污(废)水处理市场可能是未来最具发展潜力的[7]。随着国内水务市场的放开,需要处理的污水污泥量将不断增大,这对于以污泥处置为生的企业无疑是一个福音。这些企业应该抓住机遇,研究开发污泥农用的新技术,不断开拓新市场,推出新产品,使自己立于不败之地。
总之,无论从政策、经济因素还是从资源利用角度出发,污泥农用都是一种符合我国国情的处置方法,并对我国污水体制变革和水务市场化具有重要的现实意义。