□袁 誠
(河北工程大學園林與生態工程學院 河北 邯鄲 056038)
城鎮污泥是指城鎮生活廢水、工業廢水處理過程當中產生的絮狀體。隨著經濟社會的發展,城鎮規模不斷擴大,城鎮人口規模持續增加,工業發展也越來越快,城鎮污泥的排放也越來越多。傳統處理城鎮污泥的方法會造成二次污染,因為城鎮污泥中含有大量的重金屬離子,如果處理不當,甚至有可能會污染地下水,給人們的健康帶來不利影響[1]。
城鎮污泥中含有大量營養物質,加以利用,可以變廢為寶,成為重要的資源。現在污泥資源化處理的比例非常小,許多城鎮采用傳統的填埋、焚燒等方法,不僅造成環境污染,也浪費了資源。因此改變處理城鎮污泥的方式,因地制宜,提高城鎮污泥利用的科技含量迫在眉睫。
目前城鎮污泥快速增長不僅是中國的問題,更是全世界所關注的問題,作為城鎮化、工業化不可避免的副產品,城鎮污泥帶來了一系列的環境問題。城鎮污泥難以利用,在于其復雜性及數量較大,難以找到合理的方式或者地方進行處理[2]。
首先,城鎮污泥具有數量大、增長快的特點。隨著經濟社會發展,人們生活及工業生產所產生的城鎮污泥日益增加,再加上城鎮污泥主要是在處理城鎮污水時所產生的沉淀,隨著綠色發展觀的深入貫徹實施,各地開始注重城鎮污水排水,修建了一批污水處理廠,其在處理污水的同時,客觀上增加了城鎮污泥的產生。因此,城鎮污泥總量非常大,有可能將繼續大幅度增長。
其次,城鎮污泥含有多種污染物質。城鎮污泥是人們生產生活所產生的廢料,大多數是從城鎮污水中沉淀下來的,所以含有各種污染。工業產生的城鎮污泥,重金屬含量嚴重超標,并且由于各地的工業類型不同,重金屬的種類也不盡相同,給城鎮污泥統一處理帶來了不便[3]。
再次,城鎮污泥中病原體非常多。城鎮污泥所處的環境非常差,攜帶著非常多的病菌,導致城鎮污泥的資源化利用難以展開。但同時這又是必須進行的一環,如果放任城鎮污泥進一步發展或者堆積,會導致二次污染,影響生態環境和人們的健康。
從20 世紀60 年代開始,很多地方開始對垃圾進行填埋。隨著時代的發展,填埋技術也發展得越來越完善,填埋分為混合填埋和單獨填埋。填埋方式在我國的污泥處理中占據重要的位置,曾經一度是我國污泥處理的主要方式。
隨著社會發展,人們發現對城鎮污泥進行填埋會導致許多問題,首先是容易造成二次污染,因為污泥填埋過程中,如果對污泥處理不當,就會造成土壤和地下水被污染,影響人們的健康。其次就是填埋需要大量土地資源,而我國現在用地緊張,將大量的土地用于垃圾填埋無疑是一種巨大的浪費。所以填埋的方式目前已經不再適合處理城鎮污泥[4]。
污泥焚燒是一種常用、傳統的處理方式。在有氧高溫的情況下處理污泥,通過焚燒處理,使城鎮污泥變成碳質殘渣,處理速度比較快,不需要大量土地資源。在焚燒過程中產生的熱能可以供暖,在一定程度上實現了城鎮污泥處理資源化。但是,利用焚燒方式處理污泥也存在一些問題,首先是二次污染嚴重,污泥焚燒會產生有害氣體,導致大氣污染等二次污染。城鎮污泥焚燒需要專門的儀器設備,費用比較高,并不適合大規模使用[5]。
現有的城鎮污泥處理方式或多或少都容易造成二次污染,而且一旦出現問題,處理的代價十分高昂。隨著經濟社會發展,城鎮污泥產量越來越大,并不適合繼續使用傳統的處理方式。傳統處理方式對城鎮污泥的利用有限,導致污泥資源無法得到最大化的利用,不利于可持續發展。因此,完善污泥處理方法是目前急需解決的問題。對污泥進行資源化利用,因地制宜,變廢為寶,是促進社會綠色發展的必要要求,也是經濟社會良性發展的前提條件[6]。
城鎮污泥可以作為一種肥料。城鎮污泥含有大量營養物質,如果能夠將這些物質利用起來,將是非常好的肥料,能夠有效提高土壤肥力。通過處理,去除城鎮污泥中的有害物質,剩下的污泥富含多種營養物質,可以將其作為肥料,從而增加糧食產量。已有研究證明,以處理后的污泥作為肥料,能夠有效滿足植株生長需要,也不會造成二次污染。
污泥可以制作沼氣。利用污泥制造沼氣的技術已經比較完善,這是將污泥資源化的重要途徑之一。沼氣是人們現在利用的主要能源之一,將污泥置于特定的反應器中,可以將污泥制成沼氣。目前,這種方式發展較好,能夠充分利用污泥資源。
城鎮污泥可以作為制磚的原料。城鎮污泥的成分和許多建材相同,可以作為建材生產的原料。城鎮污泥中含有大量污染物質,需要采取專門的方式處理污染物質及有害物質,處理后的城鎮污泥就可以作為建材的原材料。將城鎮污泥和其他外加劑一起燒制,就能夠生產出建材用磚。通過這樣的方式可以將污泥的殘渣完全利用,是對城鎮污泥資源有效化利用的重要方式。但是由于制磚的特殊性,在制磚過程中是否還會產生二次污染,仍需進一步探索。
城鎮污泥的組成和水泥非常相似,可以將城鎮污泥與石灰石一起經過粉碎處理制成水泥。城鎮污泥當中含有大量鋁、鐵等成分,這本來就是水泥制作所需要的原料,經過焚燒處理的城鎮污泥代替原本的水泥生產原料,可以提高資源的利用效率。將城鎮污泥制作成生態水泥的技術,已經發展得相對完善,可以剔除城鎮污泥中的有害物質,變廢為寶,符合國家的可持續發展戰略。
城鎮污泥還可以做陶粒。陶粒是一種人造輕質粗集料,可以當作路基、混凝土或花卉覆蓋材料,是非常有發展前景的一種新型建材。而城鎮污泥經過一系列的處理,可以當作制成陶粒的材料,從而提高對城鎮污泥的利用率,做到資源合理配置[7-8]。
城鎮污泥可以制作成黏結劑。城鎮污泥含有大量有機物質,黏結性高,能夠制作黏結劑。已有大量研究證明,在高溫中處理污泥可以有效防止二次污染。用城鎮污泥來制作黏結劑不僅不會造成二次污染,而且可以促進資源二次利用。
城鎮污泥可以制作吸附劑。城鎮污泥具有和活性炭相似的功能特點,但其價格遠遠低于活性炭。城鎮污泥當中含有大量碳元素,可以用來當作活性炭的原料,人們可以將含碳量比較高的城鎮污泥進行高溫處理,然后用來制作成碳吸附劑。用城鎮污泥制作而成的碳吸附劑和活性炭的性能基本一致,具有非常好的經濟效益,同時促進了資源的可持續發展。
城鎮污泥可以低溫熱解制油,是指將城鎮污泥加熱到特定的溫度,將城鎮污泥分解成油、不凝性氣體和碳。這是一種非常先進的技術,可以切實地變廢為寶,把城鎮污泥變為當前日益稀缺的能源。通過這種方式,不但防止了城鎮污泥造成的污染,也緩解了能源緊張。但是目前的熱解法仍然處于起步階段,有很多功能方法還不完善,要想進一步擴大應用,需要繼續深入研究。城鎮污泥可以制作燃料,因為城鎮污泥當中含有大量有機物質,熱值非常高。將污泥和煤粉以及其他添加劑合成在一起,可以制作成煤。因為污泥既可以做成黏合劑,又可以作為煤本身的原材料,大大提高了資源利用的效率。
城鎮污泥是經濟社會發展不可避免會產生的污染,隨著城鎮發展,城鎮污泥越來越多,傳統的城鎮污泥治理方法不僅會造成資源浪費,還會對環境造成二次污染,危害人們的身體健康。因此,亟需尋找合理的方法對城鎮污泥進行處理,變廢為寶,促進城鎮污泥資源化。由于不同地區的城鎮污泥有不同特點,要根據實際情況采取不同的方法。城鎮污泥中含有大量營養物質或重金屬元素,可以根據城鎮污泥的類型進行合理使用,達到資源的最大化利用。同時,在使用過程中要注意防止污染物質泄露。我國目前對城鎮污泥的利用仍處于起步階段,需要相關專家學者對其進行進一步探討,以提升城鎮污泥資源化效率,促進社會可持續發展。