污水处理厂的污泥处置及利用途径探究

2021-11-28沈登城

皮革制作与环保科技 2021年23期

关键词：处理厂污泥污水

沈登城

（广州开发区水质监测中心，广东广州 510530）

现阶段，我国污水处理厂在污泥处置中还存在着一些问题，如技术单一、设备陈旧等，导致污泥处置效率低下，造成了生态环境的污染与破坏。因此，污水处理厂在今后的发展中，要针对这些问题展开深入的探讨与分析，从而制定切实可行的解决措施。

1 污泥处理的基本内容

1.1 重要性

污水处理厂是水资源净化处理、循环再利用的主要场所之一，其对于社会建设与经济发展都发挥着非常重要的作用。在实际的污水处理中，不仅要做好污水的处理工作，还要做好污泥的处置与利用，以此实现资源的充分利用。

由此可见，污水处理厂中的污泥处置工作非常重要，必须要给予高度重视。其重要性表现在：第一，做好污泥处置工作不仅能有效降低污泥对生态环境的污染与破坏，还能够提高资源利用效率，为污水处理厂带来更多的社会效益。第二，污水处理厂在污泥处置中，实现污泥的回收利用可为污水处理厂带来更多的经济效益。这不仅有利于提高污水处理厂的净化效能，还能够有效解决污泥量不断增长的问题，充分发挥出了污水处理厂的价值与效能。第三，随着城市化进程不断加快，污水与污泥数量同时在不断增多。因此，做好污泥处置工作，有效解决了污泥量增加的问题，为营造良好的城市环境，加快社会经济建设奠定了坚实基础[1]。

1.2 原则

污水处理厂进行污泥处置是为了实现污泥的稳定化、无害化、资源化，同时，在充分利用污泥的基础上，为处理厂带来更多的综合效益。其主要原则为：

第一，因地制宜。在污泥处置中，必须要结合当地的实际情况，遵循因地制宜的原则，保障污泥的处置效率与水平，且降低处置成本与难度。如可根据当地的气候环境、土地资源等，来选择相应的处置方法与技术、设备与工艺，以此实现污泥处置的高效性。

第二，经济性。合理高效地进行污泥处置，可为污水处理厂带来更多的利润，促使其获得长远持续的发展。在实际处置工作中，不仅要保障污泥处置的效率与水平，还要提高其资源利用效率，这才能为污水处理厂增加经济效益。

第三，科学合理。由于不同地区之间的污泥特性、处置设备等都存在着一定差异，因此，对于污泥处置工作带来了很大挑战。在实际处置中，要根据污泥的特性，污水处理厂的实际情况，来采用相应的技术与方法，且遵循科学合理的原则。

第四，资源化、稳定化、无害化原则。资源化是指提高污泥的处置效率，实现污泥资源的循环利用。而稳定化是指污泥经过处理后不会继续发生性质变化。无害化是指污泥经过处理后不会对人体、生态环境造成危害。因此，在实际处置中必须遵循以上原则，以此发挥出污泥处置的价值与效益。

1.3 存在的问题

现阶段，我国污水处理厂的污泥处置还存在着一些问题，导致污泥处置与利用效率低下。主要表现在：第一，目前，我国污泥处置技术工艺主要分为资源化与抛弃型。资源化技术工艺是指将污泥经过加工处理后实现充分利用。这样既提高了资源的利用效率，又保护了生态环境。而抛弃型主要为填埋、焚烧、海洋排放等，以上处理方式既造成了生态环境的污染与破坏，又浪费了大量的资源和能源。比如填埋处理技术，需要占用大量土地资源，且污泥中的废水会渗入地下，污染地下水资源[2]。而焚烧处理技术同样会对生态环境会造成污染。海洋排放会威胁到海洋生物的生存，污染海水资源等。第二，由于我国的污泥处置起步较晚，技术方法较为单一，设备设施相对陈旧，导致处理效率低下，这也是现阶段存在的问题之一。

此外，由于城市化进程不断加快，污水排放量不断增多，因此，污水处理厂就把重心放在了污水的处理净化上，忽视了对的污泥处理，再加上污水处理厂的资金、场地有限，无法投入大量的资金引进先进的设施设备、新型技术等，以上诸多原因都给整个污泥处置工作带来了很大挑战，从而也阻碍了社会经济的可持续发展。

2 污水处理厂的污泥处置方法

2.1 焚烧处理

焚烧处理法最早出现在上个世纪九十年代，在当时被一些发达国家广泛的应用在污泥处理中。该方法能够将污泥中的病原体、碳化有机物等有效消灭，并且能消除污泥中的恶臭，也减少了污泥量，具明显的处理效果。后来引入我国，成为了我国污泥处置的常用方法之一。

污泥焚烧处理法可分为直接焚烧与干化焚烧。直接焚烧法会消耗大量的资源和能源，无法实现污泥资源的充分利用。而干化焚烧法是通过多种工序、工艺的应用，有效提高污泥中可燃物的含量，降低污泥中的水含量，提高了利用效率，该方法是一种高效的污泥处置方法。污泥焚烧处理法属于高温热处理技术，可对资源进行充分利用，既提高了处理效率，又避免造成环境二次污染等。污泥在经过焚烧之后，可将焚烧灰制成工业用品、农业肥料等，为污水处理厂带来了经济效益。

2.2 填埋处理

污泥填埋处理法最早也出现在上个世纪九十年代，当时在美国、德国、香港等地区有着非常广泛应用。污泥填埋处理法包括单独填埋与混合填埋，这两种方法都有着各自的优缺点。在实际应用中，污泥的类型影响着填埋方法，因此，对污泥进行处理时必须要根据污泥的类型以及当地的实际情况，来选择相应的填埋方式。

单独填埋是指污泥单独填埋；而混合填埋是指污泥与垃圾混合填埋。不同的填埋方法对于污泥的含固率、抗剪强度等，有着一定的要求。因此，在污泥填埋之前必须先做好脱水工作，而脱水后的污泥含水量必须要达到65%左右，这才可以进行填埋。如果污泥含水量较高，就必须加入填充剂才能进行填埋。此外，在污泥进行填埋时，必须要对填埋地区的土力学性质、环境因素等进行综合考虑与分析，否则不能采用填埋处理法。

（1）污泥的单独填埋法又可以分为填沟法、平面填埋法、筑堤法[3]。填沟法是指通过开挖沟渠将污泥填埋进去，且将挖沟时的土壤作为最终覆盖层，这种方法一般用于地势较陡的地区。而平面填埋法是指通过利用填埋设备进行土坑的开挖，然后将污泥与开挖土一共填埋。筑堤法是指通过修筑堤坝，在堤坝里面填埋污泥与土的混合物。（2）混合填埋法是指在污泥经过脱水处理后，与垃圾一块填埋，以此对污泥进行有效处置。

2.3 熔化技术

污泥的熔化技术是指在高温环境下对污泥进行干燥处理，将污泥中的有机成分燃尽。其处理工艺为，在高温熔化中将污泥中的水分蒸发掉，使其变成干燥的污泥，再经过特殊形状的熔化炉，使其在炉内燃烧，最后剩下的不可燃物会以溶液形态流出炉外，冷却固化后形成炉渣。由于炉渣的主要成分包括铝、镁、铁、硅等，可用于制作建筑材料。需要注意的是，在熔化过程中必须使用专业的熔化炉，如底焦熔化炉、表面熔化炉、旋转熔化炉等，以此满足污泥的熔化处理需求。

2.4 干化处理

污泥的干化处理也是污泥处置的有效方法之一，该方法能实现污泥的有效处理与充分利用。污泥的干化处理是指通过渗滤、蒸发等作用将污泥中的大量水分去除，然后用于各种生产与加工。在干化处理中需要用到高黏度污泥干化设备，其常用的设备为热风旋片干燥机，然后再根据污泥的黏度，选择双轴旋片式、三轴旋片式（干燥机）等，其水分去除率可高达80%左右，且整个处理过程耗时较短，效率较高。随着社会经济的高速发展和科学技术水平的不断提升，我国很多污水处理厂开始使用热电厂蒸汽作为烘干热源，虽然在一定程度上提升了污泥的处理效率，但成本较高，因此，该技术在实际应用中还需要进一步改良与优化。

3 污水处理厂的污泥利用途径

3.1 制作建筑材料

采用焚烧法进行污泥处置，可将焚烧灰用于加工制作各种建筑材料。通过相关研究发现，污泥焚烧灰与制砖黏土的成分非常接近，因此，可用来制作砖块。制作出来的污泥砖属于新型材质，不仅具有传统实心砖的良好性能，还提高了资源的利用效率，减少了对土地资源的消耗，有效保护了生态环境。此外，焚烧灰还可用于制作陶粒、生化纤维板、生态水泥等建筑材料，为污水处理厂带来了可观的经济效益。

3.2 用于农业生产

污泥是污水处理后的剩余固体与污水的混合物，其在经过处置之后就可用于农业生产。主要体现在以下几个方面：第一，直接利用。因污泥中含有着大量的有机物、钾、磷、氮元素，这些都是植物在生长过程中所需要的营养元素，因此，污泥可以直接用于农田、森林、牧草、复垦地中。通过相关研究发现，将污泥用于农业生产可增加土壤中的钾、磷、氮元素，为农作物、植物提供了充足的生长养分[4]。且还可以增加牧草产量、防止侵蚀和径流，以及改善土壤的透水性与耕性。第二，处置后利用。现阶段，我国的污泥处置技术工艺在不断更新与优化。因此，污泥在经过处置之后，其中有害物质的含量也在大幅度减少，将其应用到农业生产中后可有效替代石灰，进而增加了土壤的肥力，有效改善了土地与周边环境的土壤质量。

3.3 制作动物饲料

污泥中含有大量的有机物，如蛋白质、脂肪、维生素等，这些都是动物所需要的营养物质。因此，污泥在经过处置后既可用于制作动物饲料，又可为污水处理厂带来可观的经济效益。一般情况下，污泥中的粗蛋白含量在20%～50%左右，可有效满足动物生长的营养需求。

3.4 能源热能利用

能源热能利用也是污泥利用的途径之一，也能带来更多的社会效益、经济效益与生态效益。其具体利用途径如下：第一，沼气。污泥在经过厌氧消化后会生成甲烷等气体，这些气体都是沼气的主要成分。且在长时间的厌氧消化中，污泥的酸性物质也开始分解，当酸性与碱性分解保持平衡时，消化效率就会提升，也不会散发出臭气，最终生成沼气，作为能源应用于工业生产[5]。第二，其他气体。污泥在消化过程中还会产生其他气体，这些也可以作为能源，可用于热水锅炉、内燃机、焚烧炉等燃料。第三，燃料化利用。采用HERS法对污泥进行处置，可将剩余的活性污泥和初沉污泥分别进行厌氧消化，然后产生消化气，在经过脱硫处理后就可作为发电的燃料。而混合消化污泥在离心脱水后，加入轻溶剂油就能制作成污泥燃料，可用于发电与工业生产。第四，热能利用。污泥在经过处理后还是一种干燥的热源，能够用于发电，回收能量，实现污泥的重复利用。不过在污泥处置过程中，需要选用适当的工艺方法才能实现污泥的最大化利用。同时也能降低了对生态环境的污染。