污泥高温堆肥处理法简述
摘要:城市污水处理是我国“九五”“十五”期间需重点解决的环保问题,而大力进行污水处理的同时,又面临着对其伴生物---污泥处理处置的难题。采用城市污泥无害化、资源化农用技术,利用污泥作为原料,加入工业废弃物----粉煤灰和N、P、K等添加物,制成颗粒状有机复合肥,不仅解决了城市污水污泥的处理问题,还可对污泥、粉煤灰等污染物进行综合利用,推动环保产业的发展,并为农业提供具有改良土壤特性、提高农作物产量的有机复合肥料,促进农业生产。
关键词:污泥,高温堆肥,处理
一、概述
城市污水处理是我国“九五”“十五”期间需重点解决的环保问题,而大力进行污水处理的同时,又面临着对其伴生物---污泥处理处置的难题。采用城市污泥无害化、资源化农用技术,利用污泥作为原料,加入工业废弃物----粉煤灰和N、P、K等添加物,制成颗粒状有机复合肥,不仅解决了城市污水污泥的处理问题,还可对污泥、粉煤灰等污染物进行综合利用,推动环保产业的发展,并为农业提供具有改良土壤特性、提高农作物产量的有机复合肥料,促进农业生产。
二、技术的意义和必要性,国内外现状和技术发展趋势
水资源是保证人类生存最基本的条件,因而保护水资源、防止污水对环境的污染,是人类造福于千秋万代的重要责任。为了改善我国水资源污染严重的现状,从“九五”期间污水治理问题得到充分重视,城市污水处理工程项目发展很快。然而对于随之产生的大量污泥,目前我国大多采用填埋处理,处理不当仍会造成对环境的二次污染。污泥的处理处置和利用已经越来越成为我国急需解决的大问题。
污泥是污水处理过程中产生的沉淀物质,它包括污水中的泥砂、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物,各种胶体、有机物及吸附的金属元素、微生物、病菌、虫卵、杂草种子等综合固体物质。由于城市污水处理厂的污泥中主要成份为有机物,因而其本身就是很好的农用有机肥原料,可进行综合利用,将其变废为利。本工程采用城市污泥无害化农用技术,将城市污泥与添加物质(其成份主要为菌种、粉煤灰及N、P、K营养素等)混合,制成可用于播种机播撒的有机无机复合颗粒肥,这种复合肥产品属高效无机有机缓释肥,对提高农作物产量、保护土壤有明显效果,是具有较大发展潜力的农业肥料品种。因此利用城市污泥添加粉煤灰制肥,即可为农业提供复合肥产品,满足我国农业化肥产品结构调整的需要,同时实现了对城市污泥和粉煤灰等环境污染源的综合利用,使废物资源化。有着极大、长远的社会效益和一定的经济效益。
从世界范围看,城市污泥的处理处置方法主要有焚烧、填埋、投海和堆肥等多种形式。焚烧法的技术与设备复杂,能耗大,投资高,并伴有大气污染问题;填埋法受到用地的限制;投海会污染海洋,对海洋生态系统和人类食物链会造成威胁,国际公约已明令禁止;用堆肥法处理后的城市污泥进行农业利用,具有经济简便、可资源化等优点,已经引起广泛重视,是目前呼声最高的处理途径。
高温堆肥技术是发达国家在20世纪初开发研究成功的,目前在英国、美国、德国、日本等国家都已广泛采用高温堆肥技术对城市污泥进行无害化处理,如美国每年约有49%的城市污泥制成肥料施于农田或林地。德国ETH/OAM再生公司研究开发的城市污泥无害化农用技术克服和解决了脱水污泥无害化和综合利用的问题,降低了城市污泥无害化处理的成本,在德国得到了广泛的应用。
三、我国农业肥料市场发展现状
随着我国化肥工业迅速发展,氮肥和磷肥的产量目前分别排在世界第二位和第三位,农作物施肥结构也发生了很大变化。 七十年代前,农作物施肥中农家肥与化肥的比例是7:3,到七十年代末期,由于化学肥料用量猛增,其比例已改变为3:7。长期施用无机化肥的主要缺点是单独施用肥份不完全,掺合增施则造成溶度积剧增,肥份容易流失,不利于作物生长和利用。并且使土壤盐化板结,污染饮用水源,破坏生态环境。为了避免偏施无机肥料导致的必然后患,有些国家已开始限制偏施化肥而施用有机肥料。
有机肥料属于绿色产品,它的施用有利于农业的可持续发展,在农业生产中有着极为重要的作用。
施用有机肥料的优势在于:
1、 提供作物生长所需养分:
有机肥经土壤中微生物分解,可不断释放各种作物所需养分,同时释放大量二氧化碳,促进光合作用,提高作物产量。
2、 改良土壤,提高耕地生产能力:
有机肥转化成腐殖质,促进土壤形成团粒结构,提高土壤保肥、保水、保温性能,改良土壤。
3、 提高化肥利用率:
有机肥与无机肥配合施用,缓急相济,互相补充,可显著提高化肥的肥效。
4、 提高农作物产量,改善农作物品质:
有机肥在分解转化过程中,改善和优化了作物营养条件,不仅增加作物对养分的吸收,增强新陈代谢,刺激生长发育,还大大提高农产品的品质。
5、 增强微生物活性:
有机肥料不仅有利于增加土壤中微生物的数量,还为土壤中微生物的活动创造良好的环境,增强微生物活性,促进微生物对有机肥料的分解转化能力。
6、 防止环境污染,减少疾病传播:
有机废弃物既是肥源,又是污染源。充分利用有机肥料,是变废为宝、提高环境质量的有效措施。
我国长期以来农业追求高产,大量施用化肥,已造成土壤砂化、板结,肥力下降。在我国大量施用有机肥料可有效地协调有机无机肥料结构矛盾,增加养分的有效供给,缓解耕地缺磷少钾的矛盾。
但是,由于有机肥肥效释放慢,养分含量低,施用数量大,且当年利用率低,在作物生长旺盛、需肥多的时期,往往不能及时满足作物的需求,所以需要与无机肥料配合施用。制备有机无机复合肥料是解决以上矛盾的最佳有效途径。
因此,有机无机复合肥料在国内有很大的市场潜力。生产复合肥不仅具有一定的经济效益,同时有很好的社会效益和生态效益,有利于我国农业的可持续发展。
四、环境影响分析
污泥制肥工程本身是环境保护工程,是解决污泥对环境的破坏,化害为利的工程,但在正常运转过程中对周围的环境也有一定的影响。
1、污水
污泥堆肥工艺,通过反应放热产生高温,去除污泥中的水分。尽量选用上送风式曝气装置,堆肥物料中蒸发的水分随空气向上运动并随抽风设备排出室外,工艺属固气反应,不会出现污水排放的污染问题。
2、大气
污泥是污水处理过程中产生的沉淀物质,成分比较复杂。所以污泥容易散发出异味,特别在污泥初期进行发酵时更易产生臭气和异味,为了工作安全,可在入料混合的同时加入一定量的除臭剂,减少异味的产生。并且在车间设置轴流通风机,将污泥堆肥厂房的臭气和异味排到室外。
污泥出料,可能会在造粒机、气流干燥机等出现少量的粉尘。可采用袋式除尘器对粉尘进行处理,使粉尘浓度达到国家环保排放标准后再行排放。
3、固体废弃物
脱水后的污泥经工艺制成有机复合肥,不会产生固体废弃物,除尘器收集的粉尘可作为调整剂,回收利用,杜绝对外界环境的破坏。
4、噪声
污泥好氧发酵成套设备中主要有初混机、翻堆机、曝气设备、粉碎机、精混机、造粒机、气流干燥机、装袋机等。所有设备在正常运转时势必产生一定的噪声。因此在选择设备时,应按国家标准要求选用低噪声的设备。
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