(1)污泥的建材利用
污泥的建材利用具有制磚、制水泥、制輕骨料以及制生化纖維板等形式,其中以制磚和制水泥較為普遍。但從經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)品適用角度看,污泥制磚和制水泥是目前比較可行的建材利用方法。
污泥制磚可分別以干污泥或污泥焚燒灰為原料。以干污泥為原料制磚雖然能耗和經(jīng)濟(jì)成本較低,但干污泥的添加量與磚塊質(zhì)量成負(fù)相關(guān),從日本制磚經(jīng)驗(yàn)看,干污泥在制磚原料中的比重一般控制在4%以內(nèi),否則,容易引起磚塊開裂并引起其抗壓強(qiáng)度的下降。因此,德國、日本的污泥制磚目前均以焚燒灰制磚為主,采用污泥焚燒灰制磚,在其添加量達(dá)到制磚原料總量的45%時,所生產(chǎn)出的磚塊依然具有理想的物化性能。
由于污泥的無機(jī)物質(zhì)組成與水泥生產(chǎn)用的原料基本相似,因此將污泥脫水后可作為制造水泥的原料,不僅具有焚燒法的減容、減量化特征,而且還能為水泥窯爐提供熱值。如果不考慮脫水污泥的運(yùn)輸成本,利用水泥窯協(xié)同處置脫水污泥具有較好的經(jīng)濟(jì)性、且節(jié)省了焚燒爐的購置成本,節(jié)約了新建污泥處理處置項(xiàng)目的建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。由此可見,在尋求污泥建材利用的過程中,污泥與水泥行業(yè)的結(jié)合值得進(jìn)一步探索研究。
參考國外的成功案例,日本是世界上對污泥建材利用最重視的國家之一,日本第一座“生態(tài)水泥廠”于2001年4月在千葉縣正式投產(chǎn),以污水廠污泥、下水道淤泥和垃圾焚燒飛灰殘?jiān)茸鳛樵?,每年生產(chǎn)“生態(tài)水泥”的最大產(chǎn)能達(dá)到11萬t。至2006年又相繼建造了4座“生態(tài)水泥廠”,每年生產(chǎn)“生態(tài)水泥”的總產(chǎn)能達(dá)到75萬t。
值得關(guān)注的是,對于污泥建材利用,日本政府制訂了一系列配套的措施:在資金來源方面,由政府投資建廠或低息貸款等方式,降低企業(yè)在建設(shè)初期的投入成本;建材產(chǎn)品的出路方面,日本政府采用低價優(yōu)先采購的模式,確保及時消化產(chǎn)能,又能在經(jīng)濟(jì)上使廠家實(shí)現(xiàn)一定的盈利。同時,為了確保污泥制建材產(chǎn)品在應(yīng)用渠道上的可控;鑒于污泥中磷含量較高會引起磚塊或水泥熔點(diǎn)降低的特點(diǎn),其產(chǎn)品不得用做高層建筑材料;基于污泥中存在重金屬等有害成分的事實(shí),德國等國家規(guī)定,不論所生產(chǎn)出的產(chǎn)品重金屬浸出效果如何,均不得用于與飲用水設(shè)施建設(shè)。
(2)污泥的土地利用
污泥土地利用是將經(jīng)過穩(wěn)定化、無害化處理后的污泥(,通過深耕、播撒等方式施用于土壤中或土壤表面的一種污泥處置方式。由于污泥中的有機(jī)物、氮、磷等的含量比一般農(nóng)家肥高,堆肥后的污泥可作為土壤的改良劑。從現(xiàn)有的應(yīng)用來看,污泥土地利用主要包括污泥農(nóng)用、園林綠化、林地利用、土壤修復(fù)及改良等。
然而,我國污泥的土地利用長期受到潛在的環(huán)境風(fēng)險的制約,由于我國工業(yè)污水和市政污水混接現(xiàn)象普遍,污泥中存在的鹵代物、二噁英、有機(jī)污染物和重金屬等物質(zhì)不可預(yù)計(jì),合流制為主的排水體系也導(dǎo)致市政污水中混接入大量雨排水,污泥有機(jī)物含量相對國外較低,增加了安全風(fēng)險,因此我國污泥的土地利用一直存在爭議。
事實(shí)上,國外污泥的土地利用已非常成熟,如葡萄牙污泥土地利用率為100%,挪威為72%,美國也大量將污泥堆肥后,作為有機(jī)肥利用于果林土壤,起到了良好的種植效果,其中,實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的工業(yè)污水和市政污水分流是實(shí)現(xiàn)土地利用的關(guān)鍵因素。
就我國而言,實(shí)現(xiàn)污泥的土地利用任重道遠(yuǎn)。除排水體制上的重新規(guī)劃外,產(chǎn)業(yè)鏈的扶持上也有待進(jìn)一步完善,如政府如何扶持相關(guān)企業(yè)保證相關(guān)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性,以及如何通過政府對污泥產(chǎn)品的宏觀調(diào)控,解決土地利用呈季節(jié)性需求特點(diǎn)和污泥持續(xù)產(chǎn)生之間的矛盾問題等。但有一個前提原則需要強(qiáng)調(diào)的是,污泥的土地利用必須經(jīng)過可靠的穩(wěn)定化和無害化處理,否則可能帶來的環(huán)境風(fēng)險相對土地利用帶來的經(jīng)濟(jì)利益將得不償失。
(3)污泥的其他資源化利用
除土地利用和建材利用外,污泥生物質(zhì)能的利用也是近年來重點(diǎn)關(guān)注的方向之一,尤其以污泥的厭氧消化以資源化回收利用沼氣為代表。在厭氧消化的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步通過高級熱水解進(jìn)一步提高產(chǎn)氣效率、進(jìn)一步研發(fā)磷回收等研究也在不斷完善和應(yīng)用,并逐步形成產(chǎn)業(yè)。但與土地利用和建材利用異曲同工的是,生物質(zhì)能的利用同樣需要上升到政策扶持層面進(jìn)行通盤的考慮,從產(chǎn)業(yè)角度而言,唯有讓運(yùn)營單位或相關(guān)企業(yè)“得利”,才能充分發(fā)揮企業(yè)的積極性,從而正面推動污泥的無害化、穩(wěn)定化和資源化進(jìn)程。
污泥處理處置技術(shù),無論是國內(nèi)還是國外,總而言之均可總結(jié)為填埋、焚燒以及資源化利用三大類,然而在路線的選擇上,做到“因地制宜、因泥制宜”是最根本的指導(dǎo)思想。在國外實(shí)現(xiàn)雨污分流、工業(yè)市政分流的地區(qū),污泥泥質(zhì)較好、有害污染物含量可控,可優(yōu)先考慮污泥的土地利用;在產(chǎn)業(yè)鏈成熟、政府扶持力度和配套政策到位且規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)齊全的國家(如日本),可優(yōu)先考慮污泥的建材利用。就我國而言,現(xiàn)階段污泥的資源化利用,無論從技術(shù)上還是產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建都仍處于摸索階段,焚燒和填埋仍將會在一定時間內(nèi)成為我國污泥處理處置的主要渠道,其中“東部建議焚燒、西部建議填埋”相對較為符合國情,也比較具備可操作性。然而,伴隨著新技術(shù)的不斷研發(fā)和應(yīng)用,以及產(chǎn)業(yè)配套政策的不斷成熟,在有條件的地區(qū),仍應(yīng)大膽嘗試對污泥的資源化利用,逐步摸索適合我國國情的污泥產(chǎn)業(yè)模式,形成產(chǎn)業(yè)鏈的良性發(fā)展。
(來源:凈水技術(shù))