污水厂污泥的处置与综合利用解析

2016-11-09陆建勋

低碳世界 2016年29期

陆建勋，李谋

污水厂污泥的处置与综合利用解析

陆建勋1，李谋2

（1.高邮市经济开发区凯盛污水处理有限公司，225600；2.扬州恒洁环保材料有限公司，225000）

随着我国城市化建设的不断发展，大量农村人口涌入城市，使得城市污水排放大量增加，城市污水厂污泥的处理处置与综合利用已经迫在眉睫。本文通过在多几年的工作经验和相关文献的参考下，结合城市污水厂污泥的特点，提出了一系列处理处置与综合利用的建议，希望对我国城市污水厂污泥的处理处置与综合利用有一定帮助。

污水厂；污泥处理处置；综合利用

引言

所谓城市污水厂的污泥也就是污水处理过程中产生的一些废弃物。这些废弃物有固体也有固液共存，是一种非常复杂的非均质杂物，如果不对这些污泥进行科学合理的处理，就会对周围的生态环境造成严重的污染。随着我国社会经济的发展，城市污泥的产生量越来越多，怎样提高对污水厂污泥的处理处置与综合利用，是目前城市污水厂需要解决的首要问题。根据相关部门的数据统计，我国2014年城市产生的污泥量是150万t，而且每年以12%的速度在增长，如果没有科学合理的处理处置措施，就会形成新的污染源。怎么样通过科学合理的处理处置措施，使城市污泥无害化、减量化、资源化，是各个国家关注的主要话题之一。

1 城市污水长污泥的特点

随着我国社会经济的发展，人们生活水平有了质的提高，与此同时城市污水厂污泥的成分也越来越复杂。由微生物组成的菌胶团及有机物和无机物共同组成的集合污泥，为污泥的处理处置增加了很大难度。而且在污泥中含有很多重金属以及病原体和寄生虫，如果随意排放到河流或者填埋会对周围的生态环境造成严重的破坏［1］。通过调查某污水厂污泥处理处置的相关资料发现，城市污水厂污泥的主要成分和特点如表1所示。

从表1中可以看出，如果污泥处理处置得当，能够很好的实现二次利用。其中主要的影响是重金属离子，这些重金属离子的来源主要是工业废水排放，工业废水在我国城市污水中占据较大的比例，所以在污泥处理处置以及综合利用过程中必须着重控制重金属离子问题。

表1 污水厂污泥的成分及特点

2 污水厂污泥处理的工艺流程

污水厂污泥处理的主要目的是为了实现污泥减量化、无害化、稳定化、资源化，为污泥最终处理和运输提供便利的条件，所以污泥处理处置的工艺主要由污泥的特性和最终处理的目的共同决定。某污水厂污泥处理的工艺流程图如图1所示。

图1 污水厂污泥处理工艺流程图

从图1中可以看出，该污水厂污泥处理的工艺流程比较复杂，首先把污水厂的污泥进行脱水处理，保证污泥的含水量小于85%，然后通过螺杆泵把含水量小于85%的污泥抽到干馏处理污泥机组中，通过生物炭把污泥中的有机物质以及重金属离子进行分离处理，然后通过冷却装置把经过生物炭处理的污泥进行装袋，通过土壤有机改良剂把处理后的污泥进行改良，从而形成对外生态环境没有污染的土质。在干馏处理污泥机组中还会产生很多混合气体，需要通过一定的装置对这些气体进行处理［2］。

3 污泥的最终处置和综合利用

3.1 卫生填埋污泥

卫生填埋污泥处理方式主要有两种：①在专门的污泥填埋场进行填埋处置；②和生活垃圾一起在固体废弃物场地进行填埋。卫生填埋最终处置技术是借助生活垃圾堆放场所和填埋技术而形成的一种污泥最终处理技术，具有容量大、投资少、见效快而且还能为城市的发展提供一定的建筑用地，所以也是污水厂污泥处理经常使用的一种方式。把污泥经过简单的沉淀灭菌以后，倒入事先挖好的坑地中，然后在表面覆盖上一定厚度的土层。但是这样的方式没有从根本上解决污泥存在的隐患，污泥中还有很多有毒有害的物质，填埋以后经过雨水的冲刷，这些有毒有害的物质就会渗透到地下水中，从而影响居民的生活正常用水，同时也会对周围的环境造成很大程度的破坏。

3.2 焚烧处理

焚烧处理能从根本上解决污泥对环境的影响，污泥的焚烧处理也两种方式：①先对污泥进行脱水处理，然后进行焚烧处理；②脱水以后先进行风干处理，然后再进行焚烧处理。从表1中可以得知污泥中含有大量的有机物和纤维木质素，具有很强的热值，焚烧以后剩余的杂物比较少，而且没有有毒气体的产生，能快速达到污泥减量化的目的。污泥也不需要做任何灭菌处理，因为在焚烧的过程中火焰的温度足够全面的杀死细菌。同时焚烧过的污泥，还能用于电厂燃料的掺合剂，焚烧灰可以当做水泥的添加剂，焚烧处理污泥是有效利用污泥资源的最理想途径。

3.3 污泥的土地利用

我国对污泥的土地利用已经比较成熟，能够把污泥用于农田改良、森林园艺等环境中，而且污泥中含有大量的氮、磷、钾等营养元素，是农作物生长必须的氮、磷、钾等元素，这些元素在很大程度上能改良农田的结构，对农作物的生长非常有利，所以说污泥的土地利用是一项安全稳定的处理处置方式。据调查在美国等发达国家，每年50%的污泥都通过土地利用的方式进行处理和处置。虽然土地利用的耗能低，而且可回收的氮、磷、钾等元素对农作物的生长非常有利，但同时也含有大量的病原菌，以及铬、汞等有毒元素，所以在土地利用过程过程中必须进行无毒无害的处理，从而减少污泥二次污染的现象发生［3］。

3.4 污泥的堆肥处理

堆肥处理也是污泥处理主要的方式之一，而且具有极强的稳定性，能很好的达到污泥处理处置的目的。其主要的工艺流程图如图2所示。

从图2中可以清楚看出，堆肥处理具有无害化、减容化、稳定化的综合特点，通过微生物集聚在潮湿的环境中，对污泥中的有机物质进行充分分解，在发酵过程中会产生比较高的温度，能有效的杀死病原菌和微生物，从而达到改良污泥的目的。在堆肥处理过程中，通过微生物发酵技术，把一些有机废物转化成比较稳定的腐殖质，从而达到污泥处理处置无害化和资源化的目的。堆肥污泥处理技术主要包括两个方面：①通过借助发酵产的高温能加速杀死病原菌的速度；②通过调理剂和膨胀剂，能改善污泥胶体结构，从而减低污泥的含水量，产生的腐殖质能为农作物提供大量的营养，提高污泥综合利用的效率。

图2 污泥堆肥处理工艺流程图

3.5 污泥的碱性稳定化处理

在经过脱水处理的污泥中加入适量的石灰、水泥窑灰等碱性材料，保证污泥的pH值超过12，然后加入大量的强碱性材料释放呼出大量的热量，从而杀死所有的病原菌，并使得重金属离子发生钝化反应。通过碱性稳定化处理的污泥能达到农田改善的要求，所以可以直接施用在农田当中。碱性稳定化的两个主要处理方法是N-ViroSoil和AgriSoil方法［4］。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。