通沟污泥处理技术的发展

为了保持排水管网运行畅通,需要定时清捞管道中沉积的大量垃圾,这些垃圾统称为排水管渠污泥,俗称“通沟污泥”。管道内的沉积物既有随生活污水和工业废水进入管道输送系统的颗粒物和杂质,也有道路积尘、垃圾以及建设工地排放的泥浆,还有其他杂物,例如树枝、塑料袋、布片、石块、纤维、动物尸体、废弃的瓶子、盒子等。据资料显示:上海地区通沟污泥有机质含量约为17.2%,无机质为82.8%,无机成分明显多于有机成分;污泥中粒径>10 mm的物料约占 25% ~ 30%,粒径为0.2~10 mm的物料约占20% ~ 25%,粒径<0.2 mm的物料约占50%;通沟污泥平均含水率为52.7%,不同的清捞方式会导致含水率变化较大,如采用水力清理时,污泥含水率可达80%~95%。

1 通沟污泥处理现状

1.1 上海地区通沟污泥处理现状

据统计,上海市浦东新区每年产生的通沟污泥约54000 m³,平均污泥量为150 m³/d[3],大量的通沟污泥存放、处置是个棘手的问题。例如:上海浦东新区的通沟污泥集中到码头收集站后,直接从码头送到上海老港填埋场进行填埋处理。因为距离老港填埋场的路程较远,每天产生大量运输费用和填埋费用,收集的通沟污泥不仅没有得到妥善处理,而且每天吞噬着大量土地资源。而且,在通沟污泥的外运处置过程中,也不可避免地存在跑冒滴漏的问题,造成对环境的二次污染。上海市水务局印发的《关于加快推进本市通沟污泥规范化处置工作的通知》(沪水务〔2016〕1742 号)文件中指出:要规范通沟污泥的处置,严禁随意倾倒和堆放;同时要加快推进通沟污泥处理设施的建设。上海市水务局印发的《2019年上海市排水设施管理重点工作的通知》(沪水务〔2019〕208号)文件中指出,要继续加大通沟污泥处理设施建设推进力度,2019年完成一定数量的通沟污泥处理设施建设;未建成通沟污泥处理设施的区域,应通过购买服务等形式,实现通沟污泥的规范处置。

1.2 国外通沟污泥处理现状

目前,发达国家的通过污泥大多经专门的排水管渠污泥处理设施处理,如日本横滨,排水管渠污泥经筛滤、粉碎、磁选、絮凝、沉淀处理后,有机垃圾可用于焚烧,污泥可用于绿化,砂石可用于修路;德国将该污泥筛分后进行机械脱水处理,含固率达到20%以上后大部分用于焚烧处置,其余用于农业或者景观处置。通过借鉴国外其他污泥处理经验,国内现有通沟污泥处理技术基本采用淘洗+筛分的物理方法。该模式的原理是利用水力和机械力、重力分选结合粒度分选,将通沟污泥分离为砂、污泥等相对单一、稳定的成分,不仅性质上发生很大变化,且总量上也得到了大幅度的减少,为其资源化利用创造条件。

随着国内各地通沟污泥项目的运行,问题逐渐显现,通沟污泥的处理技术面临着新的挑战。本研究将从通沟污泥处理技术的角度出发,以时间为序,着重讨论通沟污泥技术发展的状况,以期为从事该行业的相关设计人员提供参考。

2 通沟污泥处理技术的发展

2013年北京引入德国的筛分设备,完成国内第一个采用先进处理工艺,对通沟污泥进行系统化资源处置的项目,对通沟污泥进行淘洗和筛分,高效分离出不同颗粒尺寸的有机物、砂砾和污泥,减少了管网系统进入污水处理厂砂量的同时,回收了一批可作为建材的无机砂粒。随后类似的工艺又在上海、深圳、苏州等地得到了实施。随着对通沟污泥处理要求的不断提升,排放尾水中超细砂的回收问题、大块物料清理问题、淘洗水资源回收问题等先后得到了解决。在整个发展过程中,通沟污泥处理技术经历了以下几个发展阶段:

2.1 第一代通沟污泥处理技术

在早期项目中,对管网污泥的要求是对通沟污泥进行减量化、无害化、资源化。针对这个要求,设计理念如下:

(1)将污泥中的大于100 mm的大块故障物质进行分离,对成分复杂的通沟污泥进行匀化和软化处理,保障后续的设备稳定运行;

(2)对通沟污泥中颗粒物质进行逐级分离,实现减量化、无害化、资源化:先分离出粒径大于10 mm的粗大物质;再将通沟污泥中0.2~10 mm的无机砂砾分离,同时对无机砂砾进行淘洗,控制有机烧失量低于3%,作为资源回收利。

采用的工艺流程如图1所示,工艺流程说明如下:

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