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给水排水|上海经验:通沟污泥何去何从?

来源:给水排水 作者: 人气: 发布时间:2018-09-03 10:23:25

小编说

通沟污泥是指排水管道养护中疏通清捞上来的沉积物。其组成为水/矿化颗粒物混合物,有机烧失量含量占总干基污泥量的10%~30%,沉积物质中含有重金属砷和锌等有害物质。根据上海市排水管理处排水管道养护监管年报,2014 年全市通沟污泥产量约为 16.35万m3。通沟污泥既有随生活污水和工业废水进人管道输送系统的颗粒物和杂质,也有道路降尘、垃圾以及一些建设工地排放的泥浆等,如不及时清理,容易降低排水管道的输送功能,造成排水不畅、引发积水和污水冒溢,沉积在管道内的淤泥雨天也会随雨水进入河道造成对水体的污染。

通沟污泥的理化生性状及特点,决定了通沟污泥的出路,进而决定了通沟污泥的处理处置技术的选取。目前国内缺少对通沟污泥进行全面系统的物理、化学、生化指标的分析。本文首先根据通沟污泥潜在的出路来确定其具体的污染物检测指标,为分析和确定较为适用的通沟污泥处理方式和综合利用的途径提供可靠的科学依据。

1 通沟污泥处理、处置潜在途径分析

根据现有国、内外资料调查,污泥处置的潜在途径包括:①土地利用,主要包括园林绿化利用,盐碱地改良和滩涂填埋;②填埋,包括混合填埋或作为填埋场终场覆盖土;③焚烧;④作为建筑材料利用。

污泥的园林绿化用途存在着以下问题:①虽然污泥含有丰富的养分,但污泥毕竟含有重金属、有机污染物等污染物质,在绿地中连续施用会造成重金属的累积;②通沟污泥各个地区性质不均匀,大部分污泥的容重和孔隙度都难以满足标准要求;③通沟污泥有机质含量低,肥分差,同时,上海市有大量的性质优于通沟污泥的污水处理厂剩余活性污泥,因此园林绿化土地利用优先考虑污水处理厂剩余活性污泥,通沟污泥则不太适宜于园林绿化利用。通沟污泥的性质同时决定了其难以进行盐碱地改良以及滩涂填埋 (需要消化处理) 等处置利用。通沟污泥与城市污水处理厂污泥性质差别较大,通沟污泥的有机质含量较低,无机成分一般而言远多于有机成分,根据我们以往对上海市通沟污泥取样分析表明通沟污泥的平均有机质含量为13.1%,不适宜于焚烧处理。

通过上述初步分析,上海市通沟污泥可行的利用和处置途径为:①填埋,分别包括混合填埋以及作为填埋场终场覆盖土;②作为建筑材料利用,分别包括作为建筑用砂作为水泥骨料,作为水泥骨料,作为市政道路基层材料。

2 污染物指标选定及检测方法

我们根据前节分析的结果,对比相应的国家标准来确定通沟污泥污染物详细的检测指标

2.1 参考标准和检测指标的选定

填埋,参考国家标准为《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ/T 249—2007);作为建筑材料利用,参考国家标准为《建筑用砂》(GB/T 14684—2001)、《重金属工业固体废物污染控制标准》(GB 5086—85)、《有色金属工业固体废物浸出毒性试验法标准》(GB 5086—1985)。

根据上述5种潜在的通沟污泥处理处置途径及涉及标准,选定相应污染物检测指标如表1所示。


2.2 主要检测方法及采用标准

参考国家标准如表2所示。

3 通沟污泥检测数据及分析

通沟污泥的污染物性质和含量与地区分布,管道服务对象、范围及性质以及其在管道内的位置等具有一定的关系。同时通沟污泥的含水率受到清捞方式、清捞周期和排水管道的类型影响。为全面了解上海市通沟污泥的性状及特点,本文对上海14个区共取了39个通沟污泥样 (包括码头污泥样、拖斗污泥样、堆场污泥样及清捞污泥样等) 进行污泥理化生指标检测。

3.1 检测数据汇总

委托具备专业检测资质机构的检测结果如表3~表5所示。

3.2 检测数据分析

3.2.1 通沟污泥检测结果分析

(1)根据表3的数据对比结果,对照《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ/T 249—2007)标准,39个通沟污泥试样的平均含水率为52.7%,经过适当的沉降和自然脱水干化处理后可以达到混合填埋污泥的要求的含水率小于60%的要求。其余各项指标均在“混合填埋”标准限值以下,因此上海市通沟污泥可以进行 “混合填埋”处理。

(2)从表3中可以得出,上海市通沟污泥中的有机质含量较低,其平均含量约为17.2%,而无机质 (灰分) 的含量占到了82.8%,说明通沟污泥中无机成分多于有机成分,不可燃成分多于可燃成分。

(3)从表3中可以得出,上海通沟污泥的pH 7.1~8.5,平均值在8.0左右。

(4)从表4中可以得出,有9个污泥试样的颗粒物粒径完全小于0.2 mm,占到了总数的37.5%;有15个试样中小于0.2 mm的颗粒物数量占总颗粒物数量的50%以上,占到总数的66.7%

(5)从表5中可以得出,含水率、臭气浓度、横向剪切强度和粪大肠菌群菌值达不到《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ/T 249—2007)标准中作为“垃圾填埋场终厂覆盖土”的要求。

3.2.2 通沟污泥性质变化规律性分析

为了进一步分析通沟污泥性质与试样来源等因素之间的联系,采用了SPSS数学统计分析软件分析了各项指标之间的相关性。同时采用Pearson系数 (rp) 表征各项指标的关联程度,Pearson系数为正值时表示指标之间具有正相关,Pearson系数为负值时表示指标之间具有负相关,当P<0.05时可以认为指标之间具有显著的相关性。其中在地区性质中,取住宅为1、商业为2、工厂为3进行分析;排水体制中分流制为1、合流制为2进行分析。分析的结果如表6所示。

从表6可以分析得出:

(1)含水率与有机质、悬浮物具有显著的正相关关系,显著水平分别在0.01和0.05水平,即含水率越高,通沟污泥所含的有机质和悬浮物越高;含水率与比重具有显著的负相关性 (P<0.01),含水率与灰分具有负相关关系。

(2)含水率与地域分布具有负相关关系,但是其关联程度较低 (关联系数为-0.178)。我们把市中心作为1看待,外环内为2,外环外为3,郊区为4,按照上述划分进行不同区域的平均化处理,通过SPSS分析可以得出含水率与地域分布具有负相关关系,相关系数为-0.489,表明郊区的通沟污泥含水率低,从郊区到市中心的通沟污泥含水率随着区域的变化具有逐步升高的趋势。含水率与地区性质具有负相关关系,即住宅和商业地区的污泥含水率较高,而工厂区域的通沟污泥含水率较低,主要原因是生活污水产生的污泥含水率较高而生产废水产生的污泥含水率较低的原因。

(3)有机质和灰分、比重具有负相关关系,即有机质含量越高,灰分含量越低,同时污泥的比重越小;有机质和悬浮物具有显著的正相关关系 (P<0.01),即悬浮物的含量越高,有机质所占的比例越高。灰分和比重具有正相关关系,即灰分含量越大,污泥的比重也越大;灰分与地域分布具有正相关关系,即随着市中心至郊区的迁移中,灰分的含量越高,表明无机物质在通沟污泥中的含量越高。

(4)密度与悬浮物含量具有负相关关系,即悬浮物含量越大,通沟污泥密度越小;密度与地区性质具有正相关关系,即住宅和商业地区的通沟污泥密度小,而工厂区域的通沟污泥密度较大;密度与地域分布也具有正相关关系,即市中心的通沟污泥的密度较小,而郊区的通沟污泥的密度较大。

3.2.3 通沟污泥自然沉降含水率变化分析

我们对广粤路、虬江路通沟污泥站泥样进行自然沉降分析。广粤路新鲜通沟污泥试样含水率为77.0%、容重为1.38 kg/m3,虬江路通沟污泥试样含水率为79.9%、容重为1.43 kg/dm3。对广粤路和虬江路两个通沟污泥试样采用不同的静沉时间,倾出上清液后,测定试样的含水率,结果表示于图1和图2中。

由图1、图2可知,通沟污泥经过一定时间的自然沉降,污泥含水率逐步降低,一般通沟污泥经过24 h左右的沉降含水率可降至70.0% 以下,表明通沟污泥可以通过重力浓缩进一步降低含水率,有利于通沟污泥的转运和处置。

4 结论及建议

污泥的出路决定了需要采用的污泥处置技术,根据上海市通沟污泥的物理、化学、生化及性状测试分析结果,结合上海的资源环境条件及经济社会情况,通沟污泥潜在的最终出路主要为污泥卫生填埋、建材利用二个方面。在建材利用方面,目前存在着用作建筑用砂、水泥骨料和市政道路基层材料的潜在可行性。

综合表7评价,通沟污泥的混合填埋处置方案虽然采取了减量化措施,但实质上仍是污染物的二次转移,在占用大量宝贵土地资源的同时又造成了二次污染,这种处理模式和上海大都市的形象及不相称,也是不符合科学发展观的,在近期条件限制的情况下,只可作为临时措施考虑。

上海通沟污泥含砂比例小、颗粒细,导致分离难度大、利用范围小,因此如作为建筑用砂需进行详细的成本分析,兼顾效益,合理考虑剩余污泥的出路,慎重选择。

通沟污泥作为水泥骨料和道路三渣考虑了资源化循环利用以及二次污染的问题,同时产品出路有保障,符合可持续发展循环经济的模式,可以予以推广。

(编辑:Wendy)


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