浅谈城市污水处理厂污泥处置新技术

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摘要：随着我国社会经济的高速发展，城市化进程加快，城市人口不断增长，工业与生活用水量及污水的排放量与日俱增，对资源和环境造成了空前的巨大压力。为满足相关法规的要求，城市污水处理率正逐年提高，污水处理的副产物――污泥的产出量也迅速增加。如果处理、处置不当，亟易造成二次环境污染。城市生活污水污泥的处理已经成为一个世界性的难题。

关键词：污水、污泥处理、新技术

一：污泥污染

污泥是污水处理过程中产生的一种含水率很高的絮状混合物，是一种污染治理工艺的副产品，它实际上是由污水中的悬浮物、微生物及其所吸附的有机物和代谢活动产物等的聚合体，截留和聚集了几乎全部被处理的污水原来所包含的有毒有害物质，因此具有较强的污染性质。污泥中常含有大量病原菌、寄生虫和病毒，某些难分解的有机毒物，以及丰富的氮、磷等养分；工业污水产生的污泥中还含有多种重金属成分。如果处理不当，会对环境造成严重的污染。其污染传播的途径大致有以下几种：

首先，污泥的含水率极高，除一部分自然蒸发到空气中外，大部分将缓慢地渗入地表土层，并在雨水等的冲刷下进入地表水系或地下水系，污泥中的污染物将沿着这两种途径进行传播。

其次，没有进行无害化处理的污泥进入农田菜地，可能直接侵入人类的食物链。

第三，污泥散发恶臭，可能影响相当大范围的周边环境；排放的气体还包含有影响力很强的温室效应气体。此外，污泥的数量庞大，储运这些污泥需要较大的空间和很多的工具，这些空间和工具都可能被污染，要做到与其它可能接触人类食物链的系统有效“隔绝”有一定难度。

因此，科学地处理污泥越来越受到人们的关注，也成为水处理行业关注的焦点之一。

根据这类污泥的特性，污泥处理的目的主要有以下四个方面：

（1）减量化减少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理量及最终处置的费用；

（2）稳定化通过处理使污泥稳定化，最终处置后不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染；

（3）无害化达到污泥的无害化与卫生化，如去除（或锁固）重金属，杀灭病菌、微生物等；

(4)资源化在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的，如产生沼气并加以利用等。

二、污泥处理处置全过程分析：

污泥处理处置是指将污泥经过一系列的物理、化学或生物处理，降解有机物、杀灭细菌，使污泥稳定化，一般包括前处理、中间处理和最终处置三个阶段，如下图所示。

目前，随着广州沥二期和猎德四期、京溪等污水厂投产运行，中心组团污泥量达到了1000多吨/天，随着收集系统完善，污泥量会进一步提高。随着同德围、石溪等污水厂的建设，至2013年，中心组团污泥量届时将达到约2000吨/天；广州目前污泥除了部分送到水泥厂或其它应急处理外，尚无稳定的污泥处理设施。另外，污泥送到垃圾填埋场填埋给垃圾填埋作业造成的困扰和安全隐患日益凸现出来，污泥逐渐淡出填埋场也是一种必然趋势。

因此，根据广州实际，按照污泥处置的要求，重新考虑广州中心城区各大污水处理厂的污泥出路，建设匹配污泥规模的干化处理中心，实现污泥的干化处理，最大程度地减量化，对于解决全市污泥处理问题是非常必要的，也是非常迫切的。

随着广州市各大污水处理厂污水系统的完善，必定产生大量的污泥，污泥是污水处理后的副产物，是由有机物、细菌、病原体、无机颗粒、胶体、重金属等组成的非均质体，如果污泥未能得到妥善处理，将成为制约污水处理厂发挥环境效益的瓶颈。如果污水处理厂产生的污泥不能得到及时处理，将导致污水处理作用前功尽弃，污水处理的环境效益和社会效益将大打折扣。

因此，对广州污水处理厂产生的污泥进行综合治理、最大限度地降低城市污泥造成的二次污染，是保证广州污水处理系统发挥其环境效益和社会效益的必要条件。

主要的污泥处理处置工艺方法

3.1干化

干化是利用热能将污泥烘干，干化后的污泥呈颗粒或粉末状，全干污泥含固率在85%以上，微生物活性受到抑制，避免了因微生物繁殖而发霉发臭。

干化后污泥可以用于制作肥料、营养土，也可作为燃料和建筑材料等加以利用，多个方面的应用和实践尚待深入研究。

污泥干化具有以下突出的优点：

1）减量化：污泥体积减小至原来的1/4～1/5；

2）无害化：臭味消除，无病原物；

3）资源化：能（潜在）回收利用，产品具有多种用途，如作为肥料、土壤改良剂、燃料等。

3.2碱性稳定

碱性稳定化是在污泥中加入石灰、水泥窑灰或飞灰等碱性物质，使污泥pH值大于12，并保持一段时间，利用强碱和高温杀灭病原体、降低恶臭和钝化重金属。最终处置方式采用土地利用或卫生填埋。

碱性稳定的两个主要方法是N-Viro Soil方法和Agri-Soil方法。前者在碱性稳定后通过机械翻堆或其它方法使污泥快速干燥；后者在混合碱性物料后进行堆肥，该工艺在美国和澳大利亚等人均土地占有量较大的国家得到了一定应用。

碱性稳定化的优点是可以消除病原体，缺点是不但不会减少污泥量，而且还会增加污泥总量，占地面积大，要求周边没有环境敏感点。对于广州1000多万人的特大城市，不适用。

3.3污泥堆肥

堆肥技术是一种最常见的污泥生物转换技术，是污泥进行稳定化、无害化处理的主要方式之一，也是农业利用的有效途径。

污泥堆肥投资小，工艺简单，运行成本低，但堆肥存在明显的问题：

堆肥要求污泥的重金属含量稳定且小于相关标准要求，较难控制。

堆肥技术所需场地面积大、辅料需求量大、处理周期长。

堆肥过程产生的渗滤液处理难度大，恶臭控制较难，易造成二次污染，对环境影响大。

污泥堆肥产品肥效低，只能就近使用，生产运行状况受产品销售市场的影响，难以持续处理污泥。

根据广州市污泥特性检测，污泥中重金属含量虽未超标，而且存在市场销路的问题。因此，堆肥技术暂不适于广州大规模的污泥处理，但在污泥满足农用标准条件下，可以作为污泥干化后的污泥处置方式之一。

3.4焚烧

焚烧是利用污泥中丰富的可燃质，使污泥焚化。焚烧过程中，所有的病菌病原体被彻底杀灭，有毒有害的有机残余物被热氧化分解。焚烧灰渣可用作生产水泥等建材的原料。

用于污泥焚烧处理的焚烧炉有多层焚烧炉、流化床焚烧炉、炉排焚烧炉、复合床焚烧炉等。

污泥焚烧是否需要外加燃料，取决于污泥本身的热值（如有机物含量）和污泥的含水率。含水率为70~85%的脱水污泥直接进行焚烧时一般需要添加辅助燃料，含水率为35~40%的半干污泥一般不需辅助燃料就可以焚烧。

污泥焚烧的温度取决于所采用的焚烧炉类型，如多层焚烧炉干化区的温度为400~750C，燃烧区的温度为800~950C；流化床焚烧炉底层温度一般为750~800C，燃烧温度可以达到850~900C；炉排炉燃烧温度可达到850C以上。

污泥焚烧处理设施的配套工艺主要包括三方面：干化系统对污泥进行干化，使污泥在焚烧过程中能够稳定燃烧，降低添加辅助燃料的运行成本；净化系统对废气、废液、废渣进行处理，以便达到规定的排放标准，保护环境；余热锅炉对烟气的热量进行回收利用。

图3-5 焚烧流程示意图

3.5土地利用

污泥的土地利用是指污泥经过处理后，使污泥中的营养成份又回用于土地的处置技术。污泥的土地利用处置方式常与堆肥、碱性稳定和干化等污泥处理工艺结合使用。

土地利用有很多种形式，用于拟关闭石坑生态恢复绿化、石壁绿化、自然山地的植被生态恢复、污泥制肥代替复合肥用于高尔夫球场草皮养护以及污泥农用和土壤改良剂等。

3.6卫生填埋

这里所说的污泥卫生填埋与目前采用的污泥在生活垃圾卫生填埋场填埋不是同一个概念，污泥卫生填埋一般指单独建设一个专门填埋处置污泥的填埋场地，这是一种较为成熟的污泥处置技术。污泥卫生填埋是把脱水污泥、干化污泥或焚烧后的残渣运到污泥卫生填埋场进行填埋处置的工艺。

3.7污泥建材利用

由于污泥中含有一定量的有机和无机成份，而一些建材制品（如建筑用砖）的制作原料需要一定量的无机物（粘土），另外烧制过程中需要一定量的辅助燃料，这两方面的需要使得污泥有可能作为水泥生产与制砖生产所需的原料。

结束语：

激烈的竞争、严格的规范和环境保护的需要要求不断开发新的工艺，减少环境公害，使得污泥污染得到有效的控制。

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