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污水厂污泥处理的7大难解问题
添加时间:2021-06-03 浏览次数: 42
相当大的一部分污水厂在生产过程中面临着污泥的运行压力,污水厂的污泥生产的管理是一项非常复杂和高成本的生产环节,多数污水厂对污泥生产的运行一直是不重视,轻投入的管理思路,导致污泥生产不配套和不及时,使系统内的污泥大量积留,这些大量积留的污泥会导致污水处理环节的处理水质和环境管理。特别是随着社会对污水厂运行处理水质指标的提升,污泥的产量也随之增加,这对污水厂来说更增加了运行困境。

来源:治污者说
环保督察频现污泥问题
目前市政污泥年产量超过5000万吨(含水率80%),无害化处理率仅67%左右,无害化处置率在30%-40%左右,污泥的后端出路问题依然不容乐观。而污泥的处理处置也一直是环保督察重点关注的问题,在2019年、2020年第二轮前两批中央生态环境保护督察中,污泥问题都是各督察组关注的重点,多地因违规处置生活污泥被督察组点名批评。

在近日中央生态环境保护督察组通报的第四批8个典型案例中,“辽宁省朝阳市生活污泥无害化处置工作推进不力”,受到广泛关注。

通报显示,2021年4月,中央第二生态环境保护督察组对辽宁省朝阳市开展现场督察发现,朝阳市生活污泥无害化处置工作推进缓慢,集中处置设施建设严重滞后;有关主管部门监管缺位,大量污泥长期违法临时堆存,环境风险隐患突出。

自2019年9月开始,朝阳市紧急委托三家企业应急处置新产生污泥和临时堆存污泥。其中辽宁瑞博斯科技发展有限公司负责处置新产生污泥,日均处理污泥量80余吨,不足每日新产生污泥量的一半;朝阳山水东鑫水泥有限公司、喀左丛元号水泥有限责任公司两家水泥企业负责处置临时堆存污泥,累计处置污泥仅4.5万吨,且两家企业至今未办理相关审批手续,也未按照国家有关工艺规范要求对生产设备进行改造。相关责任部门没有对污泥处置过程实施有效监管,应急处置演变成长期违法处置。

这一案例的背后,影射出我国污泥处理处置领域长期存在的问题。随着我国经济持续快速稳定发展,我国城镇污水处理规模日益提升,污泥产量也相应增加。但污泥的处理处置问题却依然是年年喊,年年有。

污泥作为污水处理的副产物,一直被轻视,“重水轻泥”的现象普遍存在。污泥处置是城市污水处理的“最后一公里”,如处理处置不当,会对生态环境造成二次污染。而且,在目前污水处理厂特许经营协议下,污泥处置的责任主体界定不清,这滋生了种种社会矛盾纠纷,成为当下社会的一大顽疾。

中央生态环境保护督察组的通报中,总结该案例中存在的几个主要问题:污泥无害化处置工作推进严重滞后、大量污泥长期违法临时堆存、有关部门监督管理不力。这也是我国污泥处理处置过程中,存在的几个普遍现象。

此前,中国水网曾报道过,四川崇州市人民法院公开开庭审理的一起污染环境罪刑事附带民事公益诉讼一案。四川宏佳蚓生物科技有限公司在2017年12月至2018年3月期间,将6900余吨含重金属的污泥,在没有经过无害化处理的情况下,直接倾倒在废弃沙坑内。污泥不能得到妥善处理,已经严重威胁着我国环境治理的效果。

中国人民大学教授、博士生导师、环境学院副院长、低碳水环境技术研究中心主任王洪臣曾在E20环境平台主办的上海水业战略论坛上指出,他近年来考察了许多污水处理厂,可以明显感觉到,威胁污水厂稳定运营的第一大因素就是污泥没有出路(详情点击:王洪臣:污水处理厂稳定运营,需要破解政策难题)。

可见,污泥要去哪里,依然是一个急需要关注、正式和解决的问题。

事实上,在第一轮中央环境保护督察及“回头看”通报了辽宁省沈阳市“祝家污泥”违法堆存问题后。E20就曾与污泥处理处置产业技术创新战略联盟、国家环境保护技术管理与评估工程技术中心在北京举办了专家论证会,专家指出,地方政府是污泥处理处置的责任主体,关于污泥的去向,地方政府需要发挥责任主体的作用,推动污泥行业的健康发展。首先政府需要明确自身责任主体地位。其次,要加大环保督察力度,开展污泥专项督查。第三,地方政府要制定污泥专项规划。第四,明确污泥定价问题。第五,明确污泥去向(详情点击:特许经营模式下,污水处理厂污泥处置责任该如何划分?)。E20研究院指出,污泥目前的主要出路为厌氧消化后的沼气利用和土地利用,好氧发酵后的土地利用,以及污泥干化脱水后的焚烧处置。由于污泥农用受政策限制,目前污泥的土地利用仍然以园林绿化用土、盐碱地修复等为主。

值得注意的是,污泥处理处置监管趋严且形成常态化,此外在碳达峰、碳中和的国家整体规划下,污泥的处理处置后端出路问题仍需从政策层面予以高度重视,包括但不限于目前存量污泥的无害化妥善处置,以及污泥处理设施的补短板建设,还包括污泥处理处置新技术的研发与技术突破等。

相当大的一部分污水厂在生产过程中面临着污泥的运行压力,污水厂的污泥生产的管理是一项非常复杂和高成本的生产环节,多数污水厂对污泥生产的运行一直是不重视,轻投入的管理思路,导致污泥生产不配套和不及时,使系统内的污泥大量积留,这些大量积留的污泥会导致污水处理环节的处理水质和环境管理。特别是随着社会对污水厂运行处理水质指标的提升,污泥的产量也随之增加,这对污水厂来说更增加了运行困境。

污泥是在污水处理过程中产生的固体产物,在活性污泥中的生物处理过程中,污水中的有机物被微生物吸收并转为微生物自身内部的物质,这部分被微生物自我转化的有机物,会增加活性污泥的数量,这部分增加的量需要通过剩余污泥的排放来维持系统的F/M的平衡。由于剩余污泥中含水量较高,需要进行脱水处理到固体形态才可以外运处置。含水率高达99%以上的污泥的脱水过程需要复杂的脱水装置和高效的絮凝药剂才能满足,脱水工艺的管理设备集中,工艺流程多(泥、药、水流程管线),造成污泥处理段管理复杂,成本也较高,占整体的污水处理成本的20%甚至更高的比例。由于其在整体污水处理的整体量的比例仅占污水的1-2%的比例,污水厂这部分的管理往往不作主要的精力投入。

没有受到足够重视的污泥处理,会对污水厂的污水生产造成巨大的影响,不能及时脱离污水处理系统的增长的污泥,会增加污泥浓度,提高污泥龄,使污泥老化程度加剧,而污泥老化会造成非常多的工艺问题,污泥泡沫,污泥膨胀,出水悬浮物增多,二沉池表面浮泥,出水水质变差等问题都会随着污泥浓度的上升而出现。这也是很多污水厂非常困扰的一系列问题,污泥生产的问题为什么在现阶段日益成为污水厂运行困境之一呢?

从污水厂的设计建设的角度来说,污水厂的污泥车间的生产能力是应当符合污水厂的污泥产量的,但是在很多污水厂运行中越来越发现污泥车间的生产很难满足污水生产过程,导致污水生产受到严重的制约,甚至导致出现上述的种种工艺异常。综合现阶段的污水厂的实际运行情况,认为存在这种情况是由于以下一些方面的原因:

一、设计与实际的不符。污水厂的设计是一个预期性的设计,污水水质的数据在设计之初很难获得全面细致的收集,很多设计只能依靠短期检测的数据,或者其他周边污水厂的历史数据,甚至这两种都没有只能采用手册和规范数据。这样的数据往往和实际运行数据相差甚远,使污水厂的污水生产所产生的污泥和设计不一致,实际水质低于设计的会有利于污泥生产,但是水质高于设计就一定会造成系统污泥的积存。

二、污水收集管网因素。我国污水收集管网的建设受到各地经济实力,建设情况的影响,发展极不均衡。雨污合流,污水管网的破损渗漏,沿途管网的私通乱接等等问题大量存在于污水管网中,导致污水收集过程中污水受到外界干扰因素多,沿途无机物大量进入到污水管网流入到污水厂内。我国大部分污水厂的预处理都设计偏小,对管网异常带入无机物的预估能力过低,这部分额外无机物在预处理段一般很难有效去除,而这些无机物进入到生化段以后,会降低MLVSS/MLSS比例,产生更大量的污泥,对系统运行造成污泥产量压力。

三、运行管理的粗放。大多数污水厂受到技术人员缺失,基础设施设备建设不完全,工艺选择不合理,进水水质变化大等实际问题的影响,污水厂的运行在国内一直处于粗放的管理模式,这种粗放的管理模式使污泥产量得不到有效的控制。缺乏对各个环节的精细化的管理,比如曝气池内的溶解氧的控制不精准,就会使污水处理的过程出现过量曝气,微生物加速生长,产生大量的污泥,进而使水处理中的污泥产生得不到合理的管控,出现污泥量的积攒。

四、过高的指标要求。越来越高的出水指标对污水厂运行造成的最直接的影响就是污泥产量的增加。指标降低,需要通过微生物吸附降解更多的有机物来实现,吸收更多的有机物就会使微生物生长的更快更多,必然产生超越原有出水标准下的污泥产量。而且需要更为细节化的管控,但是污水厂在粗放的管控下,一般会通过比较简单粗暴的方式来进行,那就是加药处理。药剂的添加,一般都会过量投入,来保证指标的稳定,过量的药剂同样会造成系统污泥量的增加,高于设计预判值,最终出现系统污泥的增加。

五、化学污泥的大量产生。污水厂的污泥从来源来说有初沉的生污泥,生物处理系统的活性污泥,深度处理的化学污泥,现阶段大部分污水厂为了除磷脱氮的碳源需要,取消了初沉池,主要污泥来源就是活性污泥和化学污泥。污水厂的设计中通常不会为这两种污泥分别进行设计处理,而是采用同一座污泥储池来进行存储,共同进入到污泥脱水设备中进行脱水。但是这两种污泥是有区别的,活性污泥带负电荷,化学污泥中过量投加的化学药剂会使污泥带正电荷。相应的使用的污泥脱水剂PAM也有区别,污水厂都会忽略这个问题,而是简单进行混合,使用同一类型药剂进行脱水。这样必然造成污泥车间生产的困难,污泥含水率高,上清液带泥严重,跑泥现象明显,从脱水机上溢流等情形不断出现,造成污泥车间反流污泥回到系统,提高了系统有机负荷,造成污泥增量。

六、外部运输问题。污泥在污水厂内一般脱水到80%的含水率,产生的泥饼送往指定的污泥处置场所进行后续的消纳处理。污泥消纳场所会建设在远离城市的荒郊野外,这就使运输距离增加,运输路线复杂,这种情况下的污泥运输会在一定时间内成为制约污水厂生产的主要因素,比如下雨下雪的恶劣天气下,无法运输出污水厂的污泥会逼停污泥车间的生产,停运的污泥车间再反过来造成污水系统的污泥堆积。

七、药剂市场的混乱。PAM药剂市场混乱已经是业内共识,药剂质量的参差不齐,药剂市场的抢夺,药剂利润的不正当获得,使污水厂用户使用的药剂无法有效的进行污泥脱水处理,导致污泥车间不停的生产,含水率居高不下,实际产出的干泥量少,大部分污泥在劣质药剂的作用下,重新回到系统,增加了系统的污泥量。

污水厂的生产是一个系统性的工作,每个污水厂都需要将污水生产的各个环节进行合理的管理和调动,才能保证出水水质的稳定达标,污水厂污泥处置面临着大量的困境,这对每个污水厂的运行管理人员来说都是需要重点注意的,运行人员要以稳定的出水水质为管控目标,确定合理的污泥浓度,及时有效的排放污泥,不拘泥于设计参数,针对厂内的污泥困境积极采取整改措施,通过这样工艺管理思路来运维管理复杂的污泥脱水系统。

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