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浅谈ⅠCEAS污水处理中污泥的资源化利用

发表时间：2020/10/16 来源：《基层建设》2020年第19期作者：罗跃禄

[导读] 摘要：作为城市污水处理中的副产物，污既是污染物又是一种资源。

        云南省玉溪市江川区环境监测站云南玉溪市江川区 652600
        摘要：作为城市污水处理中的副产物，污既是污染物又是一种资源。污泥的处理、处置与资源化利用相结合才是最佳的选择途径。概述了几种主要的污泥处理和利用方案，简述了选择污泥利用方案时须考虑的因素。
        关键词：污水处理：污泥；资源化利用
        城市工业生产和日常生活中产生的大量污水，经净化处理后可以循环利用。但是在处理过程中，对所产生的污泥,如果任意堆放和投弃就会对环境造成新的污染。如何妥善处置这些污泥，已成为全球共同关注的课题。当今的共识是将污泥视为一种资源加以有效利用，在治理污染的同时变废为宝。
        1 污泥处理方法
        随着向海洋投弃污泥被禁止以及人口的增加,人类的陆地生存空间越来越小，可弃置污泥的地方也逐渐减少，同时土地填埋也受到越来越严格的限制。因为填埋需占用大量土地、耗费巨额的填埋费用且不能根治污染，甚至造成新的污染，危害人类健康。因此，在今后的数年里,美国的大部分污泥填埋场将关闭，欧盟也将规定填埋必须和焚烧相结合，只有焚烧灰才可以被填埋。人们已认识到污泥处理的优先顺序是减容、利用、废弃,把经过稳定化、无害化处理后的污泥作为资源回用，已经成为主流。污泥利用可分为土地利用和热能利用，具体方法包括堆肥、碱性稳定化、热干化、净化水质及焚烧等。
        1.1堆肥
        堆肥是利用污泥中的微生物进行进积发酵的过程。在污泥中，功入一定比例的膨松剂和调理催化剂（如秸秆、稻草、木屑或生活垃圾等），利用微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为类腐殖质，研究表明，经过堆肥的污泥质地疏松，阳离子交换蛋(CEC)显著增加、容重减少、可被植物利用的营养成分增加，病原菌和寄生虫寒几乎全被杀灭。但在发酵过程中产生的有害
        气体，如的化氢，二氧化硫，一氧化氮等气体会污染环境，形成新的污染源，须进行妥善处理。再则堆肥需占用大量的面积，如成都、重庆等城市。人口多、地面少，此法受到限制。
        1.2 碱性稳定化
        碱性稳定化是在污泥中加入石灰或水泥窑灰等碱性物质，使污泥pH>12呈碱性环境并保持一段时间，利用强碱性和石灰放出的大量热能杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属，处理后的污泥可直接作肥料施用。碱性稳定后的污泥肥效高、污染小，其中的有机磷、有机氮能回收被植物利用，再生成天然绿色的食物或果子，便其变废为宝，降低了生产成本，对环境保护起着至关重要的作用。
        碱性稳定化的2个主要处理方法是 N-Vj-reSoil 和 Agri-Soil 方法。前者是在碱性稳定后通过机械翻堆或其他方法使污泥快速干燥，后者则是在混合碱性物料后进行堆肥。
        1.3 热干化
        热干化是利用烘干器的热能将污泥烘干。干化后的污泥呈颗粒或粉末状，体积仅为原来的1/5-1/4,而且由于含水率在10%以下，微生物活性完全受到抑制而避免了产品发霉发臭。将其制成颗粒肥料，利于贮藏和运输。热于化过程的高温灭菌作用很彻底，产品可完全达到卫生指标并使污泥性能全面改善，产品可作替代能源，可供土地利用。20世纪90年代，热干化技术得到迅速发展。2000年，世界干污泥产量已是1990年的10倍。目前，在设备市场技术领先的有奥地利的Andritz公司、比利时的Seghers公司和美国的Bio-Gro等，其设备可蒸发水量为0.5~10vh(相当于处理含水率为20%的湿污泥 15-300/d)，而且设备自动化程度高、安全性能好。
        热干化的缺陷是要建厂房，除占地面积以外，尚需要大量的热能和电能，生产成本高。但考虑到热干化的科学性、可行性，也不排除此法的应用。

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        1.4 焚烧
        焚烧是处理污泥的一种方法。在焚烧中，可利用污泥中丰富的生物能来发电、供暖、供气，并使污泥达到最大程度的减容。通过焚烧可使污泥得到干净、完全地处理，最后只剩下灰烬。在焚烧过程中，所有的病菌、病原体均被彻底杀灭，有毒有害的有机残余物被氧化分解。焚烧灰可用作生产水泥的原料和填料，使重金属被固定在混凝土中而避免其重新进入其他地方。不足之处是,在焚烧过程中会产生二英等空气污染物。目前，各地应用最广泛的焚烧设备是流化床焚烧炉，当污泥的含水率达到38%以上时，就可不需要辅助燃料直接燃烧。污泥焚烧，在日本和欧美较为普遍，日本有61%的污泥采用焚烧处理。
        2 污泥利用方案的选择
        面对众多的污泥利用方案，Bridle等提出用生命周期评价法即从“环境卫生安全、资源回收、资源投入产出比和收益影响比”4个方面评估污泥利用方案的可持续性。因各地区的发展状况不平衡，发展的能力和速度各异，所得出的结论也不同。所以，应根据本地实际情况，选择适合的污泥利用方案。尽可能地本着耗能少、投资小、效率高等原则选择污泥利用方案。使其因地制宜地得以开发利用。
        2.1 污泥利用的潜在风险
        污泥利用须满足严格的环境卫生标准，以不能造成新的环境危害为原则。污泥利用的环境问题是重金属和氮对土壤、作物、水体、大气的影响以及病原物污染。所以，污泥的利用具有潜在风险。污泥的热能利用无疑是风险最小的，而土地利用则须严格管理。只有重金属含量低于农用污泥标准，才可用于农作物。对污泥肥的施用，也须严格定量以控制重金属的积累和减少氮、磷流失对水体的污染。至于病原物(细菌)污染，热干化的安全系数较大。污配经高温来灭菌,产品可完全抑制微生物的活性，碱性稳定化基本上也能达到安全标准。堆肥则不足以保证安全性*%,因病原物仍有少量存活，且产品的高含水率(一般为30%-40%)可使病原物复活，故采用堆肥方案时须加强对难肥质量、场所和施用场地的管理。利用活性河泥进行污水处理的意义更重大，因为它可使废弃物得以充分的循环利用，可以保护湖泊的水质。这也是功在当利在手种之事。
        2.2利用方法的比较
        污泥利用可回收植物生长所需的养分并能改善土壤的物理性质，其收益是显著的，但前提是污泥必须安全。焚烧污泥既可回收热热能，又可通过干馏提取油、气等，可作燃料，也可用制造四氧化碳、氧仿等化工产品，具有工业化利用前景。因此当污泥不能农用或者污泥量大于农用需求时，焚烧也是一种有效选择（欧州将来有30%的污泥被土地回收利用，有70%的回收热能)。对污泥热干
        化最具灵活性。经过热干化处理后的污泥，无论直
        接焚烧或者干馏制油都需先进行热干化处理。因此，热干化适用于所有污泥，其产品用途也最广泛。从有利的角度讲，用活性污泥进行大量的污水处理是最划算的。首先，培养活性污泥的成本低，处理污水的效果佳；其次，使用活性污泥，可达到以污治污、以毒攻毒的目的，使之变害为利、变废为宝。
        3 结论
        污泥经过减容、再生利用、稳定和无害化处理后，可以作为资源加以综合利用、变害为利。目前的利用方向主要是土地利用和热能利用。面对各地区千差万别的条件和污泥的利用经验，应立足于本地区的实际，在兼顾环境、生态、社会和经济效益平衡的前提下，审慎地、全面地论证各种方案实施的可行性，从中选出最佳方案并付诸实施。
        参考文献：
        [1] 赵丽君.张大群.陈宝柱.污水处理与处置技术的进展。中国给水排水2001.17（6）22-25
        [2] 有机废弃物管理与利用国际学术研讨会论文集[C],南京：2000
        [3] 宁序彤，中国城市供水排水发展特征及对策。农业环境保护，1997,16（1）：12-15