通沟污泥处理技术发展及问题探讨

周 琪

北京北排水务设计研究院有限公司，北京 100124

1 通沟污泥性质概述

通沟污泥主要来源于污水中的颗粒物和杂质、道路降尘、垃圾及建设工地泥浆等，其组成为水矿化颗粒物混合物，总体上呈弱碱性，有机烧失量含量占总干基污泥的10%～30%，植物营养成分和热值较低，含水率受清淤方式、清捞周期和排水体制等影响，沉积物质中含有重金属、细菌和寄生虫卵等有害物质，粒径小于0.2mm的颗粒物含量较高，其自然沉降较好，添加絮凝剂后可有效降低其浊度，具有点多、面广、分散、不定时及局部量小等特点。沟泥中污染物性质和含量受地区分布，管道服务对象、范围、性质，以及其在管道内的位置等因素影响。

2 通沟污泥处理处置技术的发展

2.1 传统处置方法

沟泥成分复杂且不同成分粒径范围差异巨大，因此无法采用常规的机械脱水、加热干化、消化稳定化等方式进行处理。早期，对于沟泥，人们多采用自然风干后直接填埋的粗放型处理方式，占地面积较大，且对气候要求较高，臭味明显，对周边环境卫生安全造成严重影响。

2.2 水力淘洗分离

水力淘洗将沟泥进一步分离为脱水残渣、粒径大于0.2mm的砂石和污水。脱水残渣一般采用卫生填埋处理；粒径小于0.2mm的颗粒物和污水纳管排入下游污水处理厂处理；砂石有机烧失率低于3%，把其填埋或作为建筑材料资源化利用。该工艺存在主要问题是消耗水量巨大，对颗粒物的粒径分级程度不够，筛出物的资源化利用程度较低。具体实例如图1所示。

图1 上海长宁区沟泥水力淘洗处理工艺流程

2.3 湿式多级分离技术改进

沟泥后续处理技术的发展主要集中在混合物精细化分级，分类填埋或资源化利用，提高机械化处理程度，减少人工作业，节水节电等方面。

具体改进细节如下：①将粗格栅调整为水平振动筛网，以避免设备损坏，硬质物、韧性较强的物质等进入进料池。常规一般在储泥池上方设置规格为50～100mm的网状粗格栅进行筛分，当改进为水平振动筛网后，能提高筛分效率并减少人工作业。②调整储泥池结构。沟泥自然沉降性能较好，可以利用自然沉降对储泥池中沟泥初步分级。将储泥池改进为分格式结构，分别为粒径大且密度高的沉积浓缩池和粒径小且密度低的悬浮取水池，并提高储泥池停留时间，可实现洗涤转鼓（螺杆运输）和洗砂装置（潜水吸砂泵运输）分质喂料，起到节水节能的效果。③增加特细砂分离装置。水力淘洗处理工艺中粒径小于0.2mm的特细砂随洗涤水排入污水处理系统，特细砂在泵站集水池和管道中沉积，需要人工及时清掏，否则影响设备运行，并将导致污水处理厂沉砂池和生物处理环节处理效率下降。④增加有机物分离装置。沟泥中的油脂会对特细砂的沉淀效果产生不利影响，同时分离出的砂石有机物含量高时，易腐败产生臭味，不利于长期储存和后续资源化利用。增设高效擦洗和细粒径分离设备，增加曝气装置，可去除砂石表面油脂；增设有机物分离设备，在特殊设计的水力流场作用下，去除砂石表面轻质有机物。⑤冲洗水回用。沟泥湿式多级分离处理工艺耗水量较大。在南方多水城市，冲洗水源一般就近采用河水，原水经2mm过滤装置处理；在北方少水城市，冲洗水源多采用中水或是污水处理厂二沉池出水。沟泥冲洗水经处理后可回用于沟泥前端预处理，从而达到节水目的。具体实例如图2所示。

图2 河南省漯河市沟泥改进处理工艺流程

2.4 国外沟泥处理技术

以日本为例，结合该国国情，通沟污泥主要采用资源化利用的处置方式。神户市与“水ing”及“三菱”旗下肥料公司合作，成功从通沟污泥中回收磷生产农业肥料。福冈市从沟泥厌氧发酵产生的沼气中提取燃料氢，供给市内燃料电池公交车。佐贺市和“东芝”公司、日本绿虫藻公司等五家企业和团体合作，从沟泥发酵产生的沼气中提取二氧化碳，培养绿虫藻，作为饲料等生产原料投入使用。长崎市和松山市则对沟泥进行热处理，经后续处理后制为固体燃料，供火力发电站和水泥厂使用。

3 结论与建议

3.1 结论

排水管道的养护和污泥处理处置设施的完善工作日益受到重视，不仅关注给水处理厂或污水处理厂终端污泥，排水管渠清掏出的沟泥也逐步得到全面妥善处理，从最早的自然风干、晾晒然后采用填埋或是填入偏僻地区取土坑的粗放型处置方式，转变为湿式多级分离处理，将沟泥进一步分离为单一、稳定的成分，为后续卫生填埋或作为建筑材料（建筑用砂、水泥骨料、道路基层材料等）资源化利用提供了条件，降低了对环境卫生安全的不利影响。

3.2 建议

（1）在工程实践的同时加强理论研究。通沟污泥中不同颗粒物粒径和含量差异较大，处理技术主要是利用水力、机械力和重力，结合粒度分选对沟泥中重砂石、特细砂、轻质有机物和油脂等不同组分进行进一步分离，保证后续资源化利用，并有利于污水处理提质增效，因此在开展工程实践的同时应加强对流体力学、泥沙运动的理论研究。

（2）加强全过程控制。污水处理或污泥处理各个环节会相互影响，全过程中各个环节都应该充分发挥该环节的作用，不能把压力集中在终端。排水设施养护单位应与环卫、水务管理部门联合，借助执法权加强上游管理。例如，加强地上生活垃圾收集清运，减少进入排水管渠的垃圾量；建设工地排水经过预处理后外排，降低进入排水管渠的建筑泥浆砂石量；完善上游化粪池、隔油池、初期雨水处理构筑物等设施，减少进入排水管渠的固渣、油脂等。

（3）通沟污泥分类收集、处理和处置。我国现有排水体制存在合流制和分流制两种基本形式，现状排水管渠存在雨污水错接、混接等各种问题。理论上，污水管渠沟泥和雨水管渠沟泥性质应存在较大差异，在区域雨污分流制改造不断完善的前提下，后续可对不同性质排水管渠沟泥采取分类收集、处理和处置的方式。同时，随着城市黑臭水体治理工程项目的推进，沟泥处理设施可对城市硬化河道和自然水体的清淤底泥进行合理处置。