城市污水处理厂污泥脱水后制砖的技术应用

杜林（湖南省建筑设计院，湖南 长沙410011）

城市污水处理厂污泥脱水后制砖的技术应用

杜林（湖南省建筑设计院，湖南 长沙410011）

近年来，随着我国污水处理厂建设的加快，污水处理规模日益增加，随之产生的污泥量大幅增加。城市污水污泥产量大且污泥成分复杂，给环境带来巨大压力，污泥问题迫在眉睫。如何实现污泥减量化、稳定化、无害化、资源化，是污泥处理处置的目标。某县城结合当地条件，将县城污水处理厂的污泥，通过“污泥改性+机械脱水”后送至当地制砖厂进行制砖，不会影响砖的成型和含水率。实现了对污泥的减量化、无害化处理，并进行了资源化利用，达到了最终处置的目的。

污泥处置；污泥脱水；烧结制砖；资源化利用

城市污水污泥产量巨大且污泥成分复杂。若污泥处理处置不当，不仅会对环境造成二次污染，同时也是对资源的一种浪费。某污水处理厂根据当地条件，将污泥经“污泥改性+机械脱水”后送至当地制砖厂进行制砖，并按20%的比例将脱水后的污泥加入到烧结砖原料的页岩中，不会影响砖的成型和含水率。实现了对污泥的减量化、无害化处理，并进行了资源化利用，达到了最终处置的目的。

1 污水处理厂现状及污泥泥质

某县城污水处理厂处理规模为3×104m3/d，主要处理生活污水。每天产泥量为3050kg/d（绝干污泥），折合80%含水率的污泥为15.50t/d。污水处理厂泥质如表1所示。

表1 泥质检测结果表

2 污泥最终处理方式选择

目前，国内外污泥最终处置的方式主要如下：

2.1 土地利用

从许多地区污水处理厂污泥的成分看，其中有机物、氮、磷等的含量均较高，还含有钾及其它微量元素，若适用于土地中，对土壤物理、化学及生物学性状有一定的改良作用。如果污泥中含有一些致癌物质和重金属及其化合物超过标准，动物和植物与之长期接触后会造成慢性中毒，因此最少的重金属含量和病原体的大量减少是污泥土地利用的必要前提条件[1]。

2.2 污泥卫生填埋

《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）中对填埋物入场要求为：“严禁将生活垃圾和危险性废弃物混合一起；严禁爆炸物性、易燃性、浸出毒性、腐蚀性、传染性、放射性等有毒有害废弃物进入生活垃圾场”、“厌氧产沼等生物处理后的固态残余物、粪便经处理后的固态残余物和生活污水处理厂污泥经处理后含水率小于60%，可以进入生活垃圾填埋场填埋处置”。

2.3 污泥焚烧

污泥通过焚烧，使污泥体积极大减少，可节约大量的填埋场地和运输费用。污泥焚烧过程中，高温可以杀死污泥中的病原体和微生物，得到稳定性、无害化的目的。因此，污泥的焚烧可以说是一种比较彻底的处理方案，但投资和运行费用相对较高[2]。

2.4 工业资源化利用

污泥资源化主要包括制造有机复合肥[1]、用作水泥添加剂、制砖、污泥陶粒等建筑材料、利用污泥的热值用作燃料等方面。污泥的建材利用包含了利用污泥及其焚烧灰制造砖块[2]、水泥、陶粒、玻璃、生化纤维板等。

在本工程污水处理厂所在地，有一座页岩砖制造厂，其利用当地丰富页岩资源生产页岩砖，建有一条年产8000万块标砖生产线，其产品按照《烧结普通砖》（GB5101-2003）标准生产，其采用的是高温焚烧制砖工艺。而由表1，可知污泥中重金属含量符合 《城镇污水厂污泥处置制砖用泥质》（GB/ T25031-2010）的要求。而且污泥和原材料混合后进入砖窑掺烧，不需额外增加处理设置，故可将将污水厂剩余污泥处理至含水率60%以下后，送至制砖厂掺烧制砖。制砖时将60%含水率的污泥，按20%的比例加入到烧结砖原料的页岩中，制成后不影响砖的成型和含水率。

3 污泥处理工艺

污泥的若干种处理方式各有其优缺点，采用何种处理方案其主要依据为污泥的物理/化学性质、污泥处理量及当地可利用资源情况等。结合最终处理方式，并参照国内外的研究成果，在进行多种方案比较的基础上，本污水处理厂的污泥深度脱水技术拟采用“污泥化学改性+机械脱水”方式，从能源角度看，机械脱水的成本远低于其它处理工具。其系统投资和运行成本相对较低，结构紧凑，占地小，操作简便。

其脱水原理是污泥通过改性后由输送泵送至污泥压滤系统。较高的输送压力使得污泥在输送过程中，其含有的大部分水被滤出；当输送压力逐步升高至最高压力时，系统停止高压泵的运行，启动污泥压榨系统，由高压泵提供一定压力的水对滤室内的污泥再次进行挤压。经过由小到大逐步递增力的挤压，残留的游离水被压出，最终得到含水率≤60%的饼状污泥。

图1 污泥处理工艺流程图

污泥深度脱水系统由污泥浓缩、污泥压榨脱水2部分组成。采用8h工作制，2套同时运行，互为备用。系统为间歇运行，循环周期≤4h/次。

4 污泥处理运行费用及处理效果分析

污泥化学改性+机械脱水部分，PAC投加量为0.3t/d，价格为1900元/t，PAM投加量为10kg/d，价格为32000元/t。药剂费用为57.40元/t（以80%含水率的污泥计）。每天电耗为332度，当地电价为0.75元/度，则电费为16.06元/t（以80%含水率的污泥计）。总运行费用为73.46元/t（以80%含水率的污泥计）。

污泥经“化学改性+机械脱水”后，泥饼经检测含水率为48.3～55.7%。然后运至砖厂，并按20%的比例加入到烧结砖原料的页岩中，进行制砖，制作的页岩砖平均抗压强度可达到10MPa，且外观上无明显裂缝和缺角等情况，满足MU10页岩砖指标要求。

5 结论

当污泥处理厂污泥中重金属含量符合 《城镇污水厂污泥处置制砖用泥质》（GB/T25031-2010）的要求，可考虑将污泥经“化学改性+机械脱水”后，按20%的比例加入到烧结砖原料的页岩、粘土或煤矸石中进行制砖，不会影响砖的成型和含水率。此种方式实现对污泥的减量化、无害化处理，并进行资源化利用，既经济又达到了最终处置的目的。

[1]李艳霞，陈同斌，罗 维，黄启飞，吴吉夫.中国城市污泥有机质及养分含量与土地利用[J].生态学报，2003，11：2464～2474.

[2]秦翠娟，李红军，钟学进.我国污泥焚烧技术的比较与分析[J].能源工程，2011，01：52～56+61.

[3]王 怡，陈 斌，严应政，王列平.城镇污水处理厂污泥堆肥减量工业废弃物的研究[J].中国给水排水，2015（21）.

[4]黄榜彪，张向华，朱基珍，景嘉骅，杜云丹，汪 涛，黎喜强，关琼琼，武海龙.污泥掺量对烧结污泥页岩砖抗压强度的影响[J].四川建材，2012（05）.

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2095-2066（2016）22-0020-02

2016-7-19

杜 林（1986-），男，工程师，硕士，主要从事市政给排水设计工作。