小型污水處理廠污泥近自然處置利用技術(shù)探析

【摘要】現(xiàn)代社會的進(jìn)步，工業(yè)的發(fā)展以及城市化建設(shè)的逐步深入，污水的排放量不斷增加，其淤積與土壤中而形成了污泥。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的提高，使得其污水處理廠的技術(shù)也不斷更新，對于污泥的處理也十分普遍。本文簡單分析了小型污水處理廠污泥近自然處置利用技術(shù)中污泥土壤化植物濾床的特點(diǎn)及基本原理；污泥土壤化植物濾床的設(shè)計及制作，包括污泥投加系統(tǒng)的設(shè)計、防滲濾床的制作、濾液收集系統(tǒng)、植物種植層及其運(yùn)行管理措施等，為從事小型污水處理廠的管理人員提供一定的參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】小型污水處理廠；污泥處理；近自然處置利用技術(shù)；管理；研究

前言

我國現(xiàn)代城市的污泥處理方式主要是利用機(jī)械設(shè)備將其脫水后，在實(shí)施衛(wèi)生填埋，但是該方式的缺陷在于污泥一般沒有達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，且在填埋是還會出現(xiàn)二次污染問題，或者引起其他的環(huán)境問題。我國對于環(huán)境保護(hù)的重視程度日益加深，污水處理規(guī)模逐漸提高，污泥處理也成為較為突出的方面，直接影響到了整個污水處理行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。在減少污泥量，使之無害化的處理中，主要技術(shù)包括厭氧消化、濃縮脫水、好氧發(fā)酵、焚燒、干化、堆肥等。如果污水處理廠的規(guī)模較大，可以選擇厭氧消化、堆肥、焚燒等方式進(jìn)行處理，并充分利用資源，但是許多小城鎮(zhèn)中的污水處理廠規(guī)模較小，投資有限，且運(yùn)營管理水平不足，污泥近自然處置利用技術(shù)則是其較為理想的處理方式，適用于好氧穩(wěn)定污泥、厭氧污泥和消化污泥的處置，能夠?qū)⑽勰鄬?shí)現(xiàn)資源化。

1.污泥土壤化植物濾床的基本原理

在進(jìn)行污泥脫水及土壤化的過程中，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)即是濾床上種植的各類植物把污泥當(dāng)做營養(yǎng)物質(zhì)，將其吸收后，在慮床中快速生長。在慮床中種植特殊的植物，并將污泥置入濾床后，其中所含的部分水分被植物根系直接吸收，設(shè)置于慮床底部的濾液收集系統(tǒng)則將部分水分收集起來，并輸送至污水處理系統(tǒng)，最后植物葉面將其他水分蒸發(fā)，即完成了污泥的自然脫水。污泥中包含一定的有機(jī)質(zhì)，其在微生物降解的作用下，被植物吸收利用，污泥性質(zhì)逐步穩(wěn)定，該過程即為土壤化的過程，最后形成營養(yǎng)成分較為均衡營養(yǎng)土。沉積污泥的結(jié)構(gòu)也會在植物長出的莖和根的翻松作用下得到良好的改善。上層污在亞鐵酸作用在，逐漸變化為黑色，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)土壤化的下層污泥則呈現(xiàn)出棕色并除去了氣味。該慮床相較一般的慮床，未種植物的條件，該慮床濾床大大加強(qiáng)了微生物的作用，提高了對已有機(jī)物的分解及降解的效率，有效的改善了土壤化污泥的性質(zhì)，進(jìn)一步提高土壤化污泥的土地利用。土地濾床中的植物在經(jīng)過一段時間的生長后，直接將其收割，并與園林綠化垃圾進(jìn)行堆肥、利用其進(jìn)行造紙或者直接制作成燃料，充分利用資源，發(fā)揮出最大的效益。在該慮床運(yùn)行半年左右，在植物的作用下即可實(shí)現(xiàn)礦化，轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥?。最終可以利用其進(jìn)行綠化園林、改良土壤或者進(jìn)行生態(tài)種植。該技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠在不消耗能量的條件下將污泥脫水、減量，并保持性質(zhì)穩(wěn)定[1]。

2.技術(shù)特點(diǎn)

污泥土壤化植物濾床是一種近自然的污泥處置利用技術(shù)，其能夠通過簡單的操作、維護(hù)及管理過程對濕污泥直接進(jìn)行脫水，有效的減少污泥的體積，提高含固率，效果較為良好，運(yùn)行穩(wěn)定，大量節(jié)減少了污泥濃縮處理的各項(xiàng)費(fèi)用，包括設(shè)備投資、能源消耗、運(yùn)行費(fèi)用、管理費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用、填埋處置費(fèi)用等，最終達(dá)到污泥的無害化、資源化處的目的。

3.污泥土壤化植物濾床的設(shè)置及管理

3.1設(shè)置污泥投加系統(tǒng)。污水處理廠一般有剩余污泥的收集和儲存設(shè)施，可以對其進(jìn)行簡單的改造，充分利用其功能。一般情況下，土壤化植物濾床的建設(shè)位置處于廠區(qū)標(biāo)高以下，污泥儲存池與土壤化植物濾床存在一定的高差，可以利用該高差使污泥從儲存池流動至土壤化植物濾床。如果需要控制污泥投入量，可以在與污泥儲存池相連接的投加管線中設(shè)置快開閥門。污泥應(yīng)在無壓的條件下投加，防止植物種植層受及已經(jīng)土壤化的污泥由于泥液流速而被沖蝕。在污泥投加的過程中，由于各種因素的影響，管線可能被堵塞，因此可以將管徑適當(dāng)擴(kuò)大[2]。

3.2制作防滲濾床。防滲濾床的制作可以利用抗?jié)B效果良好的鋼筋混凝土水池，或者設(shè)置了防滲膜的土池。設(shè)置了防滲膜的土池具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，且建設(shè)也較為方便，成本低。一般情況下，其需要使用厚度為1.5mm的HDPE膜作為其防滲膜，并保障搭接處的焊接質(zhì)量，使之具有良好的防滲效果。在防滲膜底部基層和防滲膜表面需要鋪設(shè)一定厚度的細(xì)砂，或者使用土工布加細(xì)砂，制作成防護(hù)層，避免防滲膜免受到破壞而影響防滲效果。該慮床的有效使用深度為1.6m左右，使用壽命為6年左右。在一段時間后，污泥填滿，可以將其清空后，重復(fù)利用。濾床底部應(yīng)設(shè)置向?yàn)V液收集管一側(cè)傾斜2%左右的坡度，便于收集及排出濾液。由于污水處理廠的污泥處理工藝有較大的不同，濾床的過濾負(fù)荷需要設(shè)計成不同的參數(shù)[3]。

3.3濾液收集系統(tǒng)。在濾床底部一側(cè)設(shè)置濾液收集管線布置?？梢允褂檬褂弥睆匠^100mm的穿孔HDPE管，便于清通及維護(hù)工作。其一端連接至濾液收集井，另一端則需要預(yù)留清通口，且收集管上方與植物種植層之間，需要設(shè)置厚度為20cm的保護(hù)層。如果濾床面積不超過100m2，濾液收集井可以設(shè)置為0.5m3；如果濾床面積超過了100m2時，濾液收集井則需要設(shè)置為1m3。

3.4植物種植層。濾床上種植的植物需要具有較為發(fā)達(dá)的根系，莖葉茂密，能夠抵抗病蟲害，耐污能力較強(qiáng)，并適于本土生長，如果考慮到經(jīng)濟(jì)效益，還需要其具有一定的經(jīng)濟(jì)價值，一般較為適合的植物包括水花生、蘆葦、大米草、香蒲等，其中蘆葦?shù)母递^為發(fā)達(dá)，輸氧能力良好，且活性物質(zhì)的表面積較大，是污泥土壤化植物床較為理想的選擇。種植層的土壤厚度保持在15cm最有，種植密度一般為15株/m2。如果選擇蘆葦作為種植植物，一般需要移栽，先將有孢芽的蘆葦根分剪，尺寸為10cm，再埋入土中4cm的位置，端部暴露至地面。

3.5運(yùn)行管理措施。要保障慮床的運(yùn)行效果，其管理也是十分重要的，包括污泥的投加及清空慮床，具體措施如下：①污泥的投加 在濾床的運(yùn)行初期兩年左右，需要嚴(yán)密監(jiān)控植物的生長狀況，觀察其對于污泥環(huán)境的實(shí)用性。初期運(yùn)行時污泥投加量不宜過大，時間間隔也應(yīng)適當(dāng)。在植物已經(jīng)能夠正常生長后，兩次污泥投加時間的間隔應(yīng)保持1周左右。如果處于冬季，則需要超過1周。此外，還需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件適當(dāng)調(diào)整；②濾床清空 濾床的規(guī)模不同，使用壽命也會有所區(qū)別，一般條件下為5～10年。在清空濾床是應(yīng)在春季進(jìn)行，植物可以重新發(fā)芽，繼續(xù)生長。如果慮床屬于設(shè)置了防滲膜的土地濾床，在清空的過程中應(yīng)對防滲膜采取必要的保護(hù)措施，發(fā)現(xiàn)有損壞的部分，及時修補(bǔ)，保障其防滲效果[4]。

4.總結(jié)

現(xiàn)代社會對于環(huán)境的要求逐漸提高，城市污水的排放量增加，污水處理廠的工作量增大，污泥的處理也成為了難題。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使得污泥的處理有了更多的選擇。規(guī)模較小的污水處理廠可以選擇污泥土壤化植物床技術(shù)，其優(yōu)勢在于運(yùn)行管理簡單、成本費(fèi)用較低并能有效的節(jié)省能源，并符合污水處理廠污泥治理的各項(xiàng)原則，包括減量化、無害化、穩(wěn)定化、資源化等，充分利用植物床的生物化學(xué)作用，將污泥轉(zhuǎn)逐漸化成為土壤基質(zhì)，無需利用其它的外部動力，即能夠有效的利用資源，促進(jìn)節(jié)能減排，并發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，是較為理想的技術(shù)方式。

參考文獻(xiàn)

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