市政污泥热干化过程释放污染物

     

市政污泥来自市政污水处理过程中产生的固态或半固态物质,但不包含格栅渣、浮渣和沉砂。

近年来,我国污水处理能力得到快速提高,截至20186月底,全国设市城市累计建成城市污水处理厂5222(不含乡镇污水处理厂和工业),污水处理能力达2.28亿立方米/日。

根据我国现行规范,每1万m³/d污水的剩余污泥产量为1.01~1.25 t DS/d,每天产生干污泥量23028~28500t,如果污泥平均含水率按80%计,则日产湿污泥量11.514~14.25万吨,每小时湿污泥产量为4797.5~5937.5吨。

未经处理的市政污泥如果重新进入环境,对环境将造成严重的污染风险,必须妥善处置,其环境或安全风险主要表现在:

(1)污泥中含有一定浓度的重金属,如Cr、Cu、Zn、Mn、Hg、Cd、Ni、Pb、Al、Sb等,这些重金属会在土壤中累积,最终通过动植物生命活动,由食物链进入人体,进而危害生命健康。

(2)污泥含有病原微生物高达数千种,如肠道病毒、细菌、原生动物、寄生虫卵等,其中的沙门氏菌、大肠杆菌和虫卵容易引起潜在的流行性疾病。

(3)污泥含有机污染物,已经检测出有机污染物高达17中,如氯酚(CPs)、氯苯(CBs)、多联氯苯(PCPs)、多环芳烃(PAHs)、有机农药(OCPs)等,这些有机污染物具有一定毒害性。

(4)污泥含盐分较高,污泥混入土壤会明显提高土壤的电导率,破坏植物的营养平衡,抑制植物对养分的吸收。

(5)污泥含有致臭物质,如硫化氢、氨气、有机硫化物等,挥发到大气中成为大气污染物。

污泥应按照资源化、减量化、无害化原则处置,目前我国污泥处置方法包括填埋、焚烧、土地利用、材料利用等,无论采取哪一种处置方法,首先需对污泥进行脱水干化,热干化是污泥处置的关键步骤。

热干化使污泥有效减量是污泥无害化和资源化处理的关键,然而在污泥热干化过程中不可避免地会释放出各类有害的污染物质。污泥脱水干化主要是污泥表面水分蒸发和污泥内部水分迁移至表面的过程。污泥中自由水、间隙水占70%,脱出污泥中这部分水不需要很高的操作温度,如要干化污泥,则需进一步提高操作温度,伴随操作温度的提高,污泥内部将释放出大量污染物,甚至发生有机物裂解反应,释放出更多污染物质,包括苯酚、苯、甲苯、二甲苯、1,2-二氯苯,1,2,3-三氯苯,1,2,4-三氯苯,1,2,3,4-四氯苯,1,2,4,5-四氯苯,五氯苯和六氯苯。