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城市污水污泥的处理技术及处置工艺研究张耿雄

发表时间：2021/6/3 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张耿雄

[导读] 摘要：随着环境的恶化，人们开始意识到科学和经济的快速发展在一定程度上是一种环境和社会资源的损失，温室效应、环境空气污染、各种能源的短缺等问题充分证明了这一点，可利用水资源的减少等等。为此，中国政府逐步退出多项政策，积极宣传教育环境保护和生态理念，倡导绿色、健康、无污染生活，进一步落实科学发展观，发展生态循环经济体系，加快建设资源节约型和自然环境友好型城市。

        平和北控水质净化有限公司福建漳州 363700
        摘要：随着环境的恶化，人们开始意识到科学和经济的快速发展在一定程度上是一种环境和社会资源的损失，温室效应、环境空气污染、各种能源的短缺等问题充分证明了这一点，可利用水资源的减少等等。为此，中国政府逐步退出多项政策，积极宣传教育环境保护和生态理念，倡导绿色、健康、无污染生活，进一步落实科学发展观，发展生态循环经济体系，加快建设资源节约型和自然环境友好型城市。城市污水处理厂也因此快速发展，尤其是随着城市污水处理设施和技术的不断普及提升，其污泥的产量越来越多，这对城市而言也是一个新问题，因此城市污水处理厂污泥的处理处置就成为当前乃至今后我们迫切需要解决的重任，下面笔者就对城市污水处理厂污泥处理回收利用技术进行深入探讨。
        1 城市污水处理中污泥来源及性质指标
        1.1 城市污泥处理中污泥来源
        城市污水处理中往往产生较多污泥，包括栅渣、浮渣、沉降池沉渣、除尘污泥、二沉污泥等，来源较为复杂，其中栅渣来源格栅或滤网，呈现垃圾状，量少，处理与处置难度小。浮渣来源气浮池、上浮渣，会含有一定量的油脂，量少；初沉污泥主要来源于初沉池，含有较多的无机物，数量较多，而且含有病变菌、虫卵等，容易腐化发臭。二沉污泥来源二沉池，含有较多的水分、有机质，不仅脱水难度大，而且容易腐化发臭。其中初沉污泥和二沉污泥是污泥处理的主要对象。
        1.2 城市污水处理中污泥性质指标
        污泥性能指标较多，包括含水率和含固体率、挥发性固体含量、污泥脱水性能等。其中含水率表示污泥中水含量的百分数，而含固率则是污泥中干泥或固体含量百分数。挥发固体指在600℃燃烧炉中被燃烧，以气体方式逸出的那部分固体，是衡量污泥稳定性的主要指标。污泥脱水性能常使用毛细吸水时间或比阻抗值加以衡量。其中毛细吸水时间指当污泥和滤纸接触时，在毛细管作用下，水分在滤纸上渗透 1cm 长度的时间，按照秒进行计算。比阻抗表示单位干重虑饼的阻力。污泥的比阻抗值越大，过滤难度越大，脱水效果越差。污泥处理时除对污泥的上述性质加以详细研究外，还应对污泥量有个大致的把握，以确定合理数量的污泥处理设备。
        2 我国城市污泥处理状况及问题
        众所周知，在城市污水处理厂的污水处理过程中，污泥是不可避免的。虽然污泥量仅为0.3%-0.5%，但随着我国城市化进程的加快，城市污水处理厂产生的污泥量不断增加。目前，我国废水排放量约400亿吨，年干污泥排放量约600万吨。另外，在污泥处置方面，绝大多数城市污水处理厂采用相对简单的填埋或随意堆放方式，甚至有的城市在城市绿化和土地填埋中简单使用污水处理厂污泥，或利用污泥制备复合肥，导致城市污水处理厂污泥处理工作不尽如人意。据相关统计，我国大部分城市污水处理厂处理的污泥中含有大量微生物、寄生卵、重金属、有毒有机物、异味、致病菌等，已成为城市环境健康的首要危害。为了改善这一问题，我国从2000年开始，近年来，大部分城市相继出台并实施了污泥处理处置的政策和规划。但是，从目前的处理情况来看，简单粗暴的填埋处置和堆放只能为以后的城市发展埋下隐患，特别是近年来，随着污水处理厂数量的不断增加和污泥处理量的不断增加，只有科学、系统、合理地进行处理可及时进行，以稳定污泥，使污泥减量化、无害化和再利用的程度才是最佳的、完善的污水处理循环链，才能够使得污泥处理处置工作产生效果。
        3 城市污水厂污泥处理技术
        3.1 污泥浓缩技术
        由于污泥中含有大量的水分，所以需要采用污泥浓缩技术降低水分含量，以对污泥体积进行有效控制，从而减轻污泥处理设备的工作负荷，提高设备实际作业效率和质量。在污泥浓缩技术实际应用过程中，还应该根据具体情况选用不同的浓缩处理方法，常见的有机械浓缩、重力浓缩以及气浮浓缩 3 种，其中重力浓缩技术应用最为广泛，因为其不但处理效果好，而且投入和维护费用都更低。
        3.2热解（炭化）技术
        热解技术是为污泥处理过程创造一个缺氧或厌氧的环境，然后对污泥进行加热。由于有机物在热环境中的稳定性会受到一定的影响，很容易热解，进而产生炭、燃料气或热解油等相关物质，其中燃料气和热解油可以回收利用，热解炭可以用来处理废气。另外，污泥热处理过程中产生的缺氧、厌氧环境可以阻断有害气体，降低重金属的利用效率，降低资源再利用过程中的环境风险。热解炭本身也能吸附一些有害物质，因此该技术目前具有很大的市场价值和空间。

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        3.3石灰加药技术
        污泥脱水处理可投加一定量的氨基磺酸和石灰，但必须控制其投加量。一般情况下，石灰的添加量为湿污泥的10%～15%，氨基磺酸的添加量为石灰的1%。在该技术的实际应用过程中，整个水环境是强碱性的，因此可以起到很好的杀菌作用，还具有沉淀金属离子、去除污泥中异味、保护环境的作用。另外，石灰加药技术的应用还可以实现自动控制，操作非常简单，大大减少了人工劳动量，加入氨基磺酸可以产生氨气，进一步提高了灭菌操作的效率。3.4 污泥厌氧消化技术该项技术的应用可以很好地降解污泥中的各种有机物，利用微生物将有机物转换成沼气，从而实现对有机物的处理。需要注意的是，在具体应用过程中，必须严格按照中温、高温厌氧消化和两相厌氧消化 3 个阶段进行操作，同时还要充分结合污水处理厂自身情况选择合理的厌氧消化技术，有效提高污泥厌氧消化技术的适应性。
        4 城市污水处理厂污泥处置工艺
        4.1 焚烧
        污泥焚烧就是将脱水污泥直接送入焚烧炉中焚烧。污泥中的全部有机质、病原体、腐殖质等经过量空气充分燃烧氧化，热解并被彻底破坏。焚烧的优点是设备占地面积小、处理速度快，不需要长期储存，减容显著，减轻了后续处置负担，缓解了环境压力。焚烧后的产品可直接或经重金属螯合剂处理后填埋，也可经检测试验合格后用作建材或铺路等。但污泥焚烧设备投资大、处理费用高，污泥焚烧质量不易控制，同时污泥中的有机物燃烧易产生二恶英等剧毒物质，对污泥焚烧的推广应用形成限制。
        4.2 填埋
        污泥填埋分为混合填埋和单独填埋，目前，我国污泥填埋以混合填埋为主。污泥填埋易操作，成本低，容量大，效果显著。污泥经脱水消化后，有机质含量降低，固化速度加快，对填埋场稳定性的影响减小。同时，填埋可以将污泥与周围环境隔离开来，最大限度地避免污泥堆积给公众健康和环境安全带来的隐患，增强公众对环境健康的安全意识。
        污泥混合填埋要求污泥的土壤力学性质达到标准，填埋后对环境的影响有限。但目前常规工艺脱水率较低，填埋场必须添加石灰等填料。然而，填埋剂的加入增加了填埋成本，缩短了填埋寿命。单一污泥填埋场具有投资大、占地广、渗滤液处理难度大、可能影响地下水水质等优点，存在二次污染隐患。
        4.3制肥
        污泥中含有丰富的有机质和大量的微量元素。污泥肥料是利用污泥中的好氧微生物对污泥中的有机物进行生物降解，转化为易于被植物吸收的类腐殖质物质，从而实现污泥中有益元素的再利用，达到资源节约、环境友好的目的，形成一定的经济效益和社会效益。然而，近年来，人们对肥料的使用提高了警惕，对绿色食品的要求不断提高，限制了污泥肥料的使用。同时，由于对污泥中重金属离子和有毒有害动植物病原菌的去除问题的担忧，这种处理方法的推广受到限制。
        4.4干燥
        污泥干燥技术是指利用热能使污泥中的水分蒸发，排出产生的蒸汽。干燥可以大大减少污泥的体积和质量，便于运输和处置。对干污泥进行巴氏杀菌处理，基本消除了病原菌。干污泥安全卫生。干污泥可作为肥料、土壤改良剂、燃料、建材和化工原料。但干燥处理技术仍需改进，如能耗高、设备复杂、成本和运行费用高、蒸发还原、冷凝、除臭等措施不彻底，综合成本高。干燥后的污泥被送去焚烧或用作肥料，但仍然存在出口问题，一般使用较少。
        结束语
        随着国家工业生产行业的不断发展，城市污水处理厂中产生的污泥量不断增加，越来越严重的环境污染使得污泥处理工作人员更加重视对污泥的有效治理。在对污水处理厂中的污泥进行处理时，要采取合理的处理技术与科学的处置工艺，政府应加强政策扶持，社会要实现共治，污水处理厂则要加强质量措施，遵循工艺生产的环保化原则，真正的兼顾生态效益与经济效益，确保采用的污泥处理和处置途径符合行业发展与城市发展要求。
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