隨著我國經濟發展和城市人口增加,城鎮污水處理廠污水處理率和處理深度的提高,污泥產量逐年增加。好氧發酵堆肥作為一種有效處置與利用污水處理廠污泥的手段,該類工程建設日益增多。為了有效解決社會經濟發展與環境保護的矛盾,充分發揮環境影響評價的重要作用,實現污水處理廠污泥達到穩定化、減量化、無害化、資源化。
城鎮污水處理廠污泥是在污水凈化處理過程中的產物。它包括:混入生活污水和工業廢水中的泥沙、纖維、動植物殘體和固體顆粒凝結的有機質、重金屬元素、微生物、病菌、蟲卵等物質的綜合固體物質。脫水污泥如不能及時做好處理,則會造成環境的污染,也會給社會帶來危害,它的處置是市政部門和污水處理廠的主要問題之一。隨著我國經濟發展和城市人口增加,污水處理率和處理深度將進一步提高,污泥產量必將大量增加,如何有效處置與利用污泥是城市可持續發展中面臨的重大課題。如今,污泥的處理方法有填埋、焚燒、堆肥、土地利用等。脫水污泥含水率在80%左右,填埋需要占用大量空間,其中的大量有害成分易進入垃圾滲濾液,會增加填埋場滲濾液處理負荷,使得填埋場地難以消納;焚燒則要較高的費用和技術,不適合大范圍使用,只適用于個別地區;污泥經過好氧堆肥處理后再土地利用被認為是一種經濟有效、有發展前景的污泥處置方法之一。
生物好氧堆肥是利用自然界廣泛存在微生物,有控制地促進污泥中可生物降解的有機物向穩定的類腐殖質轉化的微生物學過程。好氧堆肥具有消除臭味,殺死病原菌和寄生蟲(卵),降解大多數毒性有機物,固化和鈍化重金屬,改善污泥物理性狀和降低含水率等作用。
目前主要好氧發酵工藝有以下三種:條垛式、槽式和反應器式。本文討論主要針對小型城鎮污水處理廠的筒罐式反應器系統。
1 筒罐式反應器系統工藝簡介
污泥好氧發酵筒罐反應器系統工藝流程一般可分為四部分:混合調質、好氧發酵、腐熟和尾氣除臭。
1.1 混合調質
污泥混合調質的目的是調整脫水污泥的水分和碳氮比,并加大疏松程度,增加與空氣的接觸面積,有利于好氧發酵。
1.2 好氧發酵
好氧發酵在發酵槽或發酵罐內進行,靠強制通風來供給氧氣。在發酵過程中,物料中有機物在好氧微生物作用下開始發酵,首先是易分解物質分解,產生CO2和H2O,同時產生熱量使溫度上升。這時微生物吸取有機物中的碳、氮等營養成分,在合成細胞質自身繁殖的同時,將細胞中吸收的物質分解而產生熱量,發酵能進行率的分解。
一般情況下,經過連續3天以上、平均溫度55 ℃以上的好氧發酵,大部分不穩定有機物被降解,大部分病原菌、寄生蟲卵等被滅活。隨著有機物的減少及代謝產物的累積,微生物的生長及有機物的分解速度逐漸減緩,發酵溫度開始降低,污泥性質基本穩定,一次發酵完成。
發酵過程中氧的供給情況和系統保溫程度對物料的溫度上升有很大影響,一次發酵總周期約為8~18 d。
1.3 腐熟
一次發酵后的污泥尚未達到充分的穩定化,需要繼續進行二次發酵。二次發酵的溫度應控制在50 ℃以下,總發酵時間一般為10~20 d,使污泥進一步的穩定化,含水率降至40%以下,形成淺棕褐色(包括污泥顆粒內部)、內部無黑心、無臭、呈松散狀、不招引蒼蠅的類腐殖質。
1.4 尾氣除臭
在好氧發酵過程中有臭氣產生,主要是氨、硫化氫、甲硫醇等,廢氣必須進行除臭處理后才能排放。常用的處理方法有生物濾池法,一般是用通風機將發酵過程中產生的臭氣收集,用管道輸送到除臭器中除臭,這些除臭器處理NH3、H2S的去除率均可達到95%以上。
2 成品污泥去向分析
好氧發酵后的成品污泥常見的土地利用方式有:農用、土地改良、園林綠化和林地用。
3 產污分析
污泥好氧發酵工程主要影響為惡臭。污泥在轉運、快速發酵和預腐熟階段都會產生一定的臭氣。廢氣如不加收集,無組織排放,不但影響設備正常運行,也會使得操作區的環境惡化,影響操作人員的健康。各生產環節均需要設置集氣、密閉裝置,
4 環境影響評價重點
根據作者從事環境影響評價的工作經驗來看,應將惡臭氣體對周圍環境的影響、污泥泥質分析、工藝可達性分析、堆肥產品的環境性、公眾參與作為項目環境影響評價的重點。
(1)由工程環境影響因子識別可知,項目運行期惡臭氣體對周圍環境影響較大,而且惡臭氣體是實際生活中引發環境糾紛的重要因素之一,因此將其作為評價的重點之一。
(2)新鮮污泥中的養分含量和重金屬含量符合土地利用泥質標準限值是污泥進行好氧發酵的前提條件。好氧發酵過程中有機物的揮發,養分含量會有所降低;發酵過程中部分干質揮發,導致重金屬含量略有增加,評價過程中應進行污泥養分含量和重金屬含量的全過程質量平衡分析。
(3)新鮮污泥經過筒罐反應器內的好氧發酵和預腐熟過程,污泥的理化指標、養分指標、衛生學指標、污染物指標和種子發芽指數等是否滿足相關的土地利用標準限值,處理工藝的可達性直接關系到成品污泥的質量與處置去向。污泥在好氧發酵過程中,含水率大幅降低,產生水分的去向及吸風設備的帶水能力都是分析的重點。
(4)成品污泥存在使用不當帶來的環境污染,或產出物當地群眾不認可造成生產、消納脫節,可能引起環境污染。因此,項目應明確成品污泥的明確出路,分析施用場地的土壤污染物本底值,確定污泥可施用面積、施用的方式、日常管理方式、施用量、施用年限、與農田和河流的防護距離等情況。
(5)由于項目運行過程中會產生惡臭氣體,雖然對臭氣進行收集并處理,但是由于項目本身的敏感性,評價過程中應與項目周邊居民充分溝通,聽取公眾意見和建議及時反饋給建設單位,保護好公眾切實的環境利益,滿足公眾合理的環境訴求,使項目獲得更高的公眾支持率。
5 環境影響評價工作中的體會
5.1 環境影響評價工作中的幾個難點
(1)衛生防護距離的確定。惡臭氣體源強的確定需要通過資料調查及項目物料平衡,結合現有污泥好氧發酵工程實際監測或類比監測資料,并根據項目生產規模、選址周圍敏感點情況,從嗅覺、濃度兩方面確定無組織惡臭氣體排放對周圍環境的影響,并綜合考慮以確定項目的衛生防護距離。
(2)成品污泥當地消化能力的確定。需要通過大量的資料調查、現場考察,根據工程產出物,主要是成品污泥已經實踐證明的的使用、施用范圍,結合項目可能的輻射地域內可施用場地消耗量予以確定。
(3)加強污泥監控措施,有效監控污泥中的重金屬含量的變化,新鮮污泥進廠前應進行重金屬含量檢測,若不符合土地利用標準限值,該批次污泥禁止入廠。
各批次污泥成品在施用前進行重金屬抽樣檢測,如果超過土地利用重金屬限值,可添加金屬鈍化劑,如:粉煤灰等,由于粉煤灰中含有多種元素,除N、P、K外,還有Fe、Cu、Zn、Si、Al、Ca、Mg等多種微量元素和稀土元素,所以也相當于添加了一種多元肥料,特別是粉煤灰施入粘質土壤后,可以明顯地改良土壤質地,降低容重,增加空隙度,提高地溫,縮小膨脹率,促進土壤中微生物活性,有利于養分轉化,有利于保溫保墑,使水、肥、氣、熱趨向協調,為作物生長創造了良好的土壤環境。粉煤灰添加比例為超標污泥量的25%,在成品污泥暫存車間

