根據聯合國的數據,世界上有25%的耕地面臨貧瘠化的威脅。為了給耕地補充營養,將來自于生活污水和工業污水的污泥轉化為有機肥料是一個理想的解決方案:既可以產生經濟效益,還可以替代化學肥料、減少環境污染。
今天,我們為大家介紹一個“污泥作肥”方面頗為成功的一座城市——密爾沃基市。
密爾沃基市:“啤酒之都”的污水挑戰
密爾沃基市(Milwaukee)位于美國中西部密歇根湖的西岸。它的名字來源于美國土著人的語言,意思是“水邊的聚集地”。19世紀大量德國移民進入密爾沃基市,為這里帶來了釀酒技術,使得城市發展為了如今的“啤酒之都”:美國四大啤酒廠——藍帶啤酒公司、施利茨啤酒公司、米勒啤酒公司和伯萊茲啤酒公司——都在此建廠。
然而,啤酒的釀造過程中會產生大量的污水。污水被直接排入河流,不只嚴重污染了當地的水體,更激起了極大的民怨。如何設計出一種符合當地情況、同時降低生態影響的解決方案,成為了當時的挑戰。
巧用微生物,污水也能變肥料
當第一批德國移民進入密爾沃基市時,他們一定想不到,自己建設的“啤酒之都”,竟然在兩百多年后同時成為了“肥料之都”——密爾沃基誕生了美國市場上最古老的肥料品牌密爾沃基有機氮(Milorganite?),而這些肥料竟然是用當地釀造啤酒排放的污水制作的!
從1926年起,密爾沃基大區污水管理局(MMSD)就在當地研發并市場化了一種污水處理工藝,可以將城市區域內收集到的污水(尤其是釀酒廠排放的污水)轉化為生物固體肥料。
這種工藝首先將污水收集起來,并去除固體物質。隨后,微生物被添加到水中,活化過程中微生物會消化分解水中的營養物質。緊接著,凝結劑被加入到水中,使微生物聚集在一起,最終沉淀到沉淀池中無擾動水的底部。沉淀后,清潔達標的水被排放回附近的密歇根湖。
微生物團塊則會通過回轉干燥機脫水和干燥成95%的固體。然后這種呈顆粒狀的物質被火車或卡車運送到臨近的密爾沃基港,裝入容量五磅到一噸不等的袋子,運送給商業和零售客戶。
2008年,密爾沃基大區污水管理局與威立雅建立了公私合作伙伴關系,并于2016年續簽合同。威立雅集團運營并維護著該市的瓊斯島和南海岸兩個污水處理設施,包括共515公里的收集系統、生物固體生產和一個“深層管道”廢水污泥存儲系統。
“明星肥料”的成功秘訣
事實證明,啤酒廠污水中的特殊物質對肥料的營養含量影響非常之大。密爾沃基大區污水管理局執行董事Kevin Shafer解釋道:“其它城市也在生產類似的肥料。但由于來自啤酒廠污水的良好BOD含量(生物需氧量),我們的品質更高。密爾沃基有機氮Milorganite?的吸引力在于:它來自于自然資源,因此它比開采的磷——磷也是一種有限的資源——生產的合成肥料溶解得更慢,而且能更有效地滲入地下?!?/span>
密爾沃基有機氮Milorganite?在美國、加拿大和加勒比地區銷售,銷售量一直穩步增長。主要客戶有高爾夫球場、綠地和零售商。2017年,密爾沃基有機氮年產約48000噸,銷售收入超1000萬美元。
不僅如此,運營維護該市瓊斯島污水處理設施的威立雅還向密爾沃基大區污水管理局提出了一項建議,即通過利用沼氣來減少瓊斯島污水處理設備的能源消耗。沼氣來自27公里以外的、同樣由威立雅運營的垃圾填埋場。在那里,垃圾通過厭氧消化產生的甲烷會被管道回收、輸送至污水處理廠。該項目已于2017年完工,運行期間已使污水處理設備的天然氣消耗量減少了一半,平均每年節省150萬大卡熱量。此外,一個新的沼氣廠即將開工,屆時沼氣供電在污水處理設備用電中的占比將提高至85%。
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