城市污水處理廠污泥處理處置方法研究

高會亮

（沈陽環(huán)境科學(xué)研究院，遼寧 沈陽110016）

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化水平不斷提高，污水處理設(shè)施建設(shè)得到了高速發(fā)展。據(jù)《2013-2017年中國污泥處理處置深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》統(tǒng)計，2010年我國城鎮(zhèn)污水處理廠已經(jīng)建有2500多座，城市污水處理能力已達到每天1.22億噸，為實現(xiàn)國家的減排目標和水環(huán)境改善，做出了巨大貢獻。但是污水廠的建設(shè)及運行伴隨產(chǎn)生了大量剩余污泥，以含水率80%計，全國年污泥總產(chǎn)水量將很快突破3000萬噸，污泥處理形勢十分嚴峻。因此，針對污水廠污泥的成份、含水率等方面的情況，選擇合適的污泥處理處置工藝，對于推進污泥的綜合利用，實現(xiàn)資源化、能源化具有重要作用。

1 污泥處理處置原則

（1）污泥處理處置規(guī)劃應(yīng)納入國家和地方城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃。污泥處理處置規(guī)劃應(yīng)符合城鄉(xiāng)規(guī)劃，并結(jié)合當?shù)貙嶋H與環(huán)境衛(wèi)生、園林綠化、土地利用等相關(guān)專業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。

（2）污泥處理處置應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局。污泥處理處置設(shè)施宜相對集中設(shè)置，鼓勵將若干城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥集中處理處置。

（3）應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠的規(guī)劃污泥產(chǎn)生量，合理確定污泥處理處置設(shè)施的規(guī)模；近期建設(shè)規(guī)模，應(yīng)根據(jù)近期污水量和進水水質(zhì)確定，充分發(fā)揮設(shè)施的投資和運行效益。

（4）城鎮(zhèn)污水處理廠新建、改建和擴建時，污泥處理處置設(shè)施應(yīng)與污水處理設(shè)施同時規(guī)劃、同時建設(shè)、同時投入運行。污泥處理必須滿足污泥處置的要求，達不到規(guī)定要求的項目不能通過驗收；目前污泥處理設(shè)施尚未滿足處置要求的，應(yīng)加快整改、建設(shè)，確保污泥安全處置。

（5）城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌兼顧污泥處理處置，減少污泥產(chǎn)生量，節(jié)約污泥處理處置費用。對于污泥未妥善處理處置的，可按照有關(guān)規(guī)定核減城鎮(zhèn)污水處理廠對主要污染物的削減量。

（6）嚴格控制污泥中的重金屬和有毒有害物質(zhì)。工業(yè)廢水必須按規(guī)定在企業(yè)內(nèi)進行預(yù)處理，去除重金屬和其他有毒有害物質(zhì)，達到國家、地方或者行業(yè)規(guī)定的排放標準。

2 污泥處理處置方法比較

2.1 衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋處置方法簡單、易行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應(yīng)性強。但是污泥填埋也存在一些問題，尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴重污染的液體，如果填埋場選址或運行不當會污染地下水環(huán)境。填埋場產(chǎn)生的氣體主要是甲烷，若不采取適當措施會引起爆炸和燃燒。

2.2 土地利用

污泥土地直接利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分等優(yōu)點，被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式，科學(xué)合理的土地利用，可減少污泥帶來的負面效應(yīng)。林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴重擾動的土地（如礦場土地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區(qū)等需要復(fù)墾的土地）的修復(fù)與重建，減少了污泥對人類生活的潛在威脅，既處置了污泥又恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境。

2.3 焚燒

濕污泥干化后再直接焚燒應(yīng)用得較為普遍，沒有經(jīng)過干化的污泥直接進行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經(jīng)濟的。以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法之一，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積；但是其缺點在于處理設(shè)施投資大，處理費用高，設(shè)備維護成本高，而且產(chǎn)生強致癌物質(zhì)二惡英。

2.4 污泥干燥

污泥干燥是應(yīng)用人工熱源以工業(yè)化設(shè)備對污泥進行深度脫水的處理方法，盡管污泥干燥的直接結(jié)果是污泥含水率的下降(脫水)，但與機械脫水相比,其應(yīng)用目的與效果均有很大的不同。污泥機械脫水(也包括污泥濃縮)，其應(yīng)用的目的以減少污泥處理的體積為主，但脫水污泥餅除了含水率和相關(guān)的物理性質(zhì)，如流動性與原狀污泥有差異外，其化學(xué)、生物等方面性質(zhì)并不因脫水而產(chǎn)生變化。污泥干燥則由于提高水分蒸發(fā)強度的要求，使用人工熱源，其操作溫度(對污泥顆粒而言)通常大于100℃，干燥對污泥的處理效應(yīng)，不僅是深度脫水，還具有熱處理的效應(yīng)。

2.5 石灰投加技術(shù)

脫水后的污泥進入料斗，料斗中加入石灰和氨基璜酸，石灰投量為濕泥量的10%-15%，氨基璜酸的投量約為石灰投量的1%。由于氨基璜酸在反應(yīng)過程中產(chǎn)生氨氣，增強了整個工藝的殺菌效果，降低了反應(yīng)溫度。污泥、生石灰和氨基璜酸在料斗中攪拌后，由雙螺旋進料機推入柱塞泵進料口，通過柱塞泵送入反應(yīng)器，在70℃下停留30 min，輸出的產(chǎn)品可達到美國EPA PART503 CLASSA標準。反應(yīng)后的污泥泵送至料倉，密封容器中產(chǎn)生的氣體經(jīng)洗滌塔處理后排放。

2.6 污泥水解熱干化技術(shù)

污泥水熱干化技術(shù)通過將污泥加熱，在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，可以同時改善脫水性能和厭氧消化性能。隨水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加，顆粒碰撞增大，顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。經(jīng)過水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下機械脫水的含水率大幅度降低。