污泥處理——以八崗污泥處置廠為例

楊文杰 張孟祥

(鄭州大學(xué) 水利與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450001)

1 污泥

城市污水處理廠污泥是一類危害性極大的固體廢棄物，主要有初沉池污泥(P:95-97%)、剩余活性污泥(P:99.2-99.6%)、消化污泥(P:97%左右)和化學(xué)污泥。

主要性質(zhì)參數(shù):污泥含水率P、濕污泥比重、揮發(fā)性固體(VS)和灰分、可消化程度、污泥重金屬離子含量、污泥肥分

2 常用工藝

常用的污泥處理方法有:污泥濃縮、污泥穩(wěn)定、污泥機(jī)械脫水;最終處置有污泥堆肥、制造建筑材料、填地和填海造地、投海等。

2.1 污泥濃縮

污泥中含有大量的水分(95—97%)，為了提高消化效果，在進(jìn)入?yún)捬跆幚怼⑽勰嗝撍?，如果含水率太高，要進(jìn)行濃縮處理。

2.1.1 重力濃縮(71.50%):是污泥中固體顆粒的在重力作用下沉淀和進(jìn)一步濃縮，而使污泥的含水率降低的方法，污泥含固量可達(dá)4—5%。其本質(zhì)上是一種沉淀工藝，因其操作簡單且經(jīng)濟(jì)，得到廣泛應(yīng)用。分間歇式濃縮池和連續(xù)式濃縮池。連續(xù)式有平流式和輻流式兩種，輻流式效果好于平流式。

2.1.2 氣浮濃縮(7.10%):采用溶氣氣浮技術(shù)。有壓力溶氣氣浮、生物溶氣氣浮兩種。能把含水率99.5%的活性污泥濃縮到94-96%，濃縮效果比重力濃縮法好，但運(yùn)行費(fèi)用較高。

2.1.3 機(jī)械濃縮(21.40%):有離心濃縮機(jī)濃縮、帶式濃縮機(jī)濃縮、轉(zhuǎn)鼓濃縮機(jī)濃縮和螺壓濃縮機(jī)濃縮。機(jī)械濃縮后污泥含固量可達(dá)6—7%，所需時間短，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，自動化程度高等一系列優(yōu)點(diǎn)而被有條件的使用。

2.2 污泥穩(wěn)定

污水污泥中含有50%以上的有機(jī)物，極易腐敗，產(chǎn)生惡臭，采用穩(wěn)定化處理可以是有機(jī)物含量降低達(dá)到污泥的穩(wěn)定。常用工藝有:厭氧消化、好氧消化、好氧堆肥和堿法穩(wěn)定。

2.2.1 好氧消化(2.81%):通過對可生物降解有機(jī)物的氧化產(chǎn)生穩(wěn)定的產(chǎn)物，減少質(zhì)量和體積，減少病原菌，改善污泥特性。常見有CAD工藝、A/AD工藝、ATAD工藝等。

2.2.2 厭氧消化(38.04%):污泥在無氧條件下，由兼性菌和厭氧細(xì)菌將污泥中的可生物降解的有機(jī)物分解成二氧化碳、甲烷氣，使污泥得到穩(wěn)定的過程。一般包括三個階段即水解、酸化階段，乙酸化階段，甲烷化階段;按溫度可分為中溫消化、高溫消化;按運(yùn)行方式可分為一級消化、二級消化。

2.2.3 好氧堆肥(3.45%):在有氧條件下，好氧微生物通過自身的生命活動，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物，釋放出可供微生物生長活動所需的能量，而另一部分有機(jī)物則被合成新的細(xì)胞質(zhì)，使微生物不斷生長繁殖，產(chǎn)生出更多生物體的過程。

2.2.4 堿法穩(wěn)定:通過添加劑使污泥PH值和溫度升高來實(shí)現(xiàn)污泥的殺菌。但污泥的PH會隨著時間逐漸下降，從而使微生物恢復(fù)活性，污泥失去穩(wěn)定性。石灰穩(wěn)定污泥具有無細(xì)菌原體再生風(fēng)險;除臭除味;成本低，運(yùn)作簡易;改良土壤結(jié)構(gòu)使其更肥沃;提高污泥含固率的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 污泥機(jī)械脫水

污泥機(jī)械脫水是對濃縮后的污泥進(jìn)一步減少含水率，經(jīng)機(jī)械脫水后的污泥含水率為50-70%。主要有真空過濾脫水、板框壓濾脫水、帶式壓濾脫水、離心式脫水，螺旋壓榨式脫水。

2.4 污泥干化

2.4.1 自然干化法:常采用污泥干化場，是利用蒸發(fā)、滲濾、重力分離等使泥水分離，達(dá)到脫水的目的。污泥的含水率可降低到75%左右，體積大大縮小，適用于氣候比較干燥、有廢棄的土地可資利用以及環(huán)境衛(wèi)生容許的地區(qū)。

2.4.2 烘干法:污泥脫水后，仍含有大量水分，用加熱烘干法進(jìn)一步處理，使污泥含水率降低至10%左右。由于此法耗費(fèi)大量的能源，一般不采用。

3 八崗污泥處置場工藝

八崗污泥處置場污泥主要來自鄭州市的馬頭崗污水處理廠(UCT工藝污泥)、王新莊污水處理廠(厭氧消化后污泥)、五龍口污水處理廠(改良型氧化溝延時曝氣工藝污泥)。八崗污泥處理工藝采用高溫固態(tài)好氧槽式發(fā)酵(翻拋加好氧堆肥)工藝，流程主要是:預(yù)處理～一次發(fā)酵～二次發(fā)酵～后處理～貯存。

3.1 預(yù)處理

混料車間中，斗式儲泥倉中的污泥與經(jīng)皮帶機(jī)輸送的秸稈、回填料在料倉中按一定比例進(jìn)入無軸螺旋并送至混料機(jī)混料，混合后的物料含水率約在60%左右，混合后的物料由裝載機(jī)送至好氧堆肥車間。

3.2 發(fā)酵階段

物料堆放在好氧堆肥車間的發(fā)酵槽內(nèi)發(fā)酵，一期發(fā)酵槽33個，槽容300m3，實(shí)際布料200m3，約160t。混料污泥需發(fā)酵21—23天，分三階段。第一階段—升溫期:經(jīng)過六天的升溫期，溫度從30°升至55°，此階段主要是中溫菌的生成和作用、高溫菌的培養(yǎng)過程;第二階段—高溫期:約3—4天，溫度保持在55°—75°，長時間的高溫基本可以全部殺死污泥中的糞大腸桿菌、蛔蟲卵和草籽，實(shí)現(xiàn)污泥的無害化;第三階段—脫水期:約需10天，堆溫從55°逐漸下降，通過翻拋工藝和鼓風(fēng)技術(shù)使污泥水分大量蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化。在發(fā)酵過程中，污泥中的有機(jī)質(zhì)逐步分解降至40%，實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化。

3.3 后發(fā)酵、貯存階段

出槽腐熟料一部分進(jìn)入堆肥倉進(jìn)行后熟發(fā)酵;一部分經(jīng)篩分機(jī)篩分曬上物作為回填料，篩下物作為成品營養(yǎng)土入庫。

4 結(jié)語

污泥問題已是全世界重要的環(huán)境問題，污泥處理要以“減量化、無害化、資源化”為原則，盡可能利用處理過程中的能量和物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)約能源。處置技術(shù)主要有制造建筑材料和土地利用、投海。不同國家、不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇技術(shù)路線。

[1]張自杰，林榮忱，金儒霖，排水工程下冊[M]，中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[2]張辰，污泥處理處置技術(shù)與工程實(shí)例[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

{3}李霞，李國金，郭淑琴等，鄭州馬頭崗污水處理廠污泥處理處置方案比選{J}，給水排水，2008