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论城镇污泥资源化与可持续发展

时间:2024-05-25

□袁 诚

(河北工程大学园林与生态工程学院 河北 邯郸 056038)

城镇污泥是指城镇生活废水、工业废水处理过程当中产生的絮状体。随着经济社会的发展,城镇规模不断扩大,城镇人口规模持续增加,工业发展也越来越快,城镇污泥的排放也越来越多。传统处理城镇污泥的方法会造成二次污染,因为城镇污泥中含有大量的重金属离子,如果处理不当,甚至有可能会污染地下水,给人们的健康带来不利影响[1]。

城镇污泥中含有大量营养物质,加以利用,可以变废为宝,成为重要的资源。现在污泥资源化处理的比例非常小,许多城镇采用传统的填埋、焚烧等方法,不仅造成环境污染,也浪费了资源。因此改变处理城镇污泥的方式,因地制宜,提高城镇污泥利用的科技含量迫在眉睫。

1 城镇污泥的特征

目前城镇污泥快速增长不仅是中国的问题,更是全世界所关注的问题,作为城镇化、工业化不可避免的副产品,城镇污泥带来了一系列的环境问题。城镇污泥难以利用,在于其复杂性及数量较大,难以找到合理的方式或者地方进行处理[2]。

首先,城镇污泥具有数量大、增长快的特点。随着经济社会发展,人们生活及工业生产所产生的城镇污泥日益增加,再加上城镇污泥主要是在处理城镇污水时所产生的沉淀,随着绿色发展观的深入贯彻实施,各地开始注重城镇污水排水,修建了一批污水处理厂,其在处理污水的同时,客观上增加了城镇污泥的产生。因此,城镇污泥总量非常大,有可能将继续大幅度增长。

其次,城镇污泥含有多种污染物质。城镇污泥是人们生产生活所产生的废料,大多数是从城镇污水中沉淀下来的,所以含有各种污染。工业产生的城镇污泥,重金属含量严重超标,并且由于各地的工业类型不同,重金属的种类也不尽相同,给城镇污泥统一处理带来了不便[3]。

再次,城镇污泥中病原体非常多。城镇污泥所处的环境非常差,携带着非常多的病菌,导致城镇污泥的资源化利用难以展开。但同时这又是必须进行的一环,如果放任城镇污泥进一步发展或者堆积,会导致二次污染,影响生态环境和人们的健康。

2 城镇污泥处理现状

2.1 填埋

从20 世纪60 年代开始,很多地方开始对垃圾进行填埋。随着时代的发展,填埋技术也发展得越来越完善,填埋分为混合填埋和单独填埋。填埋方式在我国的污泥处理中占据重要的位置,曾经一度是我国污泥处理的主要方式。

随着社会发展,人们发现对城镇污泥进行填埋会导致许多问题,首先是容易造成二次污染,因为污泥填埋过程中,如果对污泥处理不当,就会造成土壤和地下水被污染,影响人们的健康。其次就是填埋需要大量土地资源,而我国现在用地紧张,将大量的土地用于垃圾填埋无疑是一种巨大的浪费。所以填埋的方式目前已经不再适合处理城镇污泥[4]。

2.2 焚烧

污泥焚烧是一种常用、传统的处理方式。在有氧高温的情况下处理污泥,通过焚烧处理,使城镇污泥变成碳质残渣,处理速度比较快,不需要大量土地资源。在焚烧过程中产生的热能可以供暖,在一定程度上实现了城镇污泥处理资源化。但是,利用焚烧方式处理污泥也存在一些问题,首先是二次污染严重,污泥焚烧会产生有害气体,导致大气污染等二次污染。城镇污泥焚烧需要专门的仪器设备,费用比较高,并不适合大规模使用[5]。

3 城镇污泥资源化利用的方法

现有的城镇污泥处理方式或多或少都容易造成二次污染,而且一旦出现问题,处理的代价十分高昂。随着经济社会发展,城镇污泥产量越来越大,并不适合继续使用传统的处理方式。传统处理方式对城镇污泥的利用有限,导致污泥资源无法得到最大化的利用,不利于可持续发展。因此,完善污泥处理方法是目前急需解决的问题。对污泥进行资源化利用,因地制宜,变废为宝,是促进社会绿色发展的必要要求,也是经济社会良性发展的前提条件[6]。

3.1 在农业方面的利用

城镇污泥可以作为一种肥料。城镇污泥含有大量营养物质,如果能够将这些物质利用起来,将是非常好的肥料,能够有效提高土壤肥力。通过处理,去除城镇污泥中的有害物质,剩下的污泥富含多种营养物质,可以将其作为肥料,从而增加粮食产量。已有研究证明,以处理后的污泥作为肥料,能够有效满足植株生长需要,也不会造成二次污染。

污泥可以制作沼气。利用污泥制造沼气的技术已经比较完善,这是将污泥资源化的重要途径之一。沼气是人们现在利用的主要能源之一,将污泥置于特定的反应器中,可以将污泥制成沼气。目前,这种方式发展较好,能够充分利用污泥资源。

3.2 在建材方面的利用

城镇污泥可以作为制砖的原料。城镇污泥的成分和许多建材相同,可以作为建材生产的原料。城镇污泥中含有大量污染物质,需要采取专门的方式处理污染物质及有害物质,处理后的城镇污泥就可以作为建材的原材料。将城镇污泥和其他外加剂一起烧制,就能够生产出建材用砖。通过这样的方式可以将污泥的残渣完全利用,是对城镇污泥资源有效化利用的重要方式。但是由于制砖的特殊性,在制砖过程中是否还会产生二次污染,仍需进一步探索。

城镇污泥的组成和水泥非常相似,可以将城镇污泥与石灰石一起经过粉碎处理制成水泥。城镇污泥当中含有大量铝、铁等成分,这本来就是水泥制作所需要的原料,经过焚烧处理的城镇污泥代替原本的水泥生产原料,可以提高资源的利用效率。将城镇污泥制作成生态水泥的技术,已经发展得相对完善,可以剔除城镇污泥中的有害物质,变废为宝,符合国家的可持续发展战略。

城镇污泥还可以做陶粒。陶粒是一种人造轻质粗集料,可以当作路基、混凝土或花卉覆盖材料,是非常有发展前景的一种新型建材。而城镇污泥经过一系列的处理,可以当作制成陶粒的材料,从而提高对城镇污泥的利用率,做到资源合理配置[7-8]。

3.3 在环境保护方面的利用

城镇污泥可以制作成黏结剂。城镇污泥含有大量有机物质,黏结性高,能够制作黏结剂。已有大量研究证明,在高温中处理污泥可以有效防止二次污染。用城镇污泥来制作黏结剂不仅不会造成二次污染,而且可以促进资源二次利用。

城镇污泥可以制作吸附剂。城镇污泥具有和活性炭相似的功能特点,但其价格远远低于活性炭。城镇污泥当中含有大量碳元素,可以用来当作活性炭的原料,人们可以将含碳量比较高的城镇污泥进行高温处理,然后用来制作成碳吸附剂。用城镇污泥制作而成的碳吸附剂和活性炭的性能基本一致,具有非常好的经济效益,同时促进了资源的可持续发展。

3.4 在能源方面的利用

城镇污泥可以低温热解制油,是指将城镇污泥加热到特定的温度,将城镇污泥分解成油、不凝性气体和碳。这是一种非常先进的技术,可以切实地变废为宝,把城镇污泥变为当前日益稀缺的能源。通过这种方式,不但防止了城镇污泥造成的污染,也缓解了能源紧张。但是目前的热解法仍然处于起步阶段,有很多功能方法还不完善,要想进一步扩大应用,需要继续深入研究。城镇污泥可以制作燃料,因为城镇污泥当中含有大量有机物质,热值非常高。将污泥和煤粉以及其他添加剂合成在一起,可以制作成煤。因为污泥既可以做成黏合剂,又可以作为煤本身的原材料,大大提高了资源利用的效率。

4 结束语

城镇污泥是经济社会发展不可避免会产生的污染,随着城镇发展,城镇污泥越来越多,传统的城镇污泥治理方法不仅会造成资源浪费,还会对环境造成二次污染,危害人们的身体健康。因此,亟需寻找合理的方法对城镇污泥进行处理,变废为宝,促进城镇污泥资源化。由于不同地区的城镇污泥有不同特点,要根据实际情况采取不同的方法。城镇污泥中含有大量营养物质或重金属元素,可以根据城镇污泥的类型进行合理使用,达到资源的最大化利用。同时,在使用过程中要注意防止污染物质泄露。我国目前对城镇污泥的利用仍处于起步阶段,需要相关专家学者对其进行进一步探讨,以提升城镇污泥资源化效率,促进社会可持续发展。

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