污水處理廠污泥處理技術(shù)研究及應(yīng)用

夏旗

【摘要】：近年來隨著我國工業(yè)化進程的不斷推進，化工產(chǎn)業(yè)、制藥業(yè)和印染業(yè)等工業(yè)項目得到了快速發(fā)展。但是目前許多行業(yè)產(chǎn)品的附加值比較低，生產(chǎn)的產(chǎn)品以低端產(chǎn)品為主，因此生產(chǎn)相同的產(chǎn)值會帶來更多的污染物，其中污水及污泥是最重要的問題。如果處理不好，會造成水體的嚴(yán)重污染，造成受納水體水質(zhì)惡化，因此，應(yīng)該加強對污水及污泥的處理?；诖?，本文將著重分析探討污水處理廠污泥處理技術(shù)及應(yīng)用，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】：污水處理廠；污泥處理；技術(shù)

1、 污水處理廠污泥概述

在生產(chǎn)過程中會夾帶一部分懸浮雜物，這些雜物經(jīng)過一定時間的沉淀，就會變成污泥，此外在污水處理的階段殘留著不可降解的有害物質(zhì)以及微生物，這些污泥中殘留著大量的有毒物質(zhì)，會影響到水中生態(tài)圈的自然循環(huán)，造成不同程度的環(huán)境污染。同時，污泥的顆粒較細(xì)，含水率高，因此不易處理，化學(xué)性質(zhì)是污泥的固有屬性，包括其水中溶解物、酸堿度等，對污泥脫水技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，因此加深污泥化學(xué)性質(zhì)的研究，是保證污泥脫水技術(shù)提高其工藝水平的基礎(chǔ)工作。同樣，在污泥的分選工作中，污泥的化學(xué)性質(zhì)也具有相當(dāng)大的參考價值?；瘜W(xué)性質(zhì)對污泥脫水技術(shù)的影響還表現(xiàn)在加工過程中，硬度較大的污泥，脫水處理的成本也相應(yīng)提高，這是由于硬度較大的污泥的濃度高，不易破碎，因此其溶解分離的過程也隨之拉長。正確的做法，應(yīng)該在進行污泥脫水技術(shù)之前，對污泥進行絮凝沉降的實驗，從而提高相關(guān)技術(shù)人員對污泥化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識，根據(jù)污泥的有機分子數(shù)，使用適宜的絮凝劑。

2、 污水處理廠污泥處理技術(shù)要點

2.1 污泥脫水與濃縮技術(shù)

當(dāng)前，污泥減容所采用的重要技術(shù)為污泥脫水與濃縮技術(shù)。在各種濃縮方法中，浮選濃縮與重力濃縮被應(yīng)用得最為廣泛。與西方國家相比，我國所采用浮選濃縮與重力濃縮辦法效率非常低下，且其對占地面積有著非常高的要求，往往要投資不菲的工程成本，管理控制操作也存在非常大的難度。在傳統(tǒng)污泥脫水處理的過程中，其主要是借助自然干化來達(dá)到脫水目的。這種方式下，其往往對場地面積有著非常高的要求，且環(huán)境狀況非常差，有二次污染。這種方式現(xiàn)在已經(jīng)很少被使用了。目前使用的污泥脫水設(shè)備多包括板框壓濾機、離心脫水機、帶壓壓濾機、疊螺脫水機、真空過濾機等。針對不同理化性質(zhì)的污泥，污水廠在建設(shè)與配套設(shè)置方面也會有所不同，其場地面積、投資成本會因?qū)嶋H狀況而有所不同。

2.2 污泥消化穩(wěn)定技術(shù)

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國僅有3%的污水處理廠引入了污泥消化穩(wěn)定設(shè)備，如污泥厭氧消化系統(tǒng)，其中能夠正常運作的僅僅為1%。目前，在污泥消化穩(wěn)定技術(shù)方面主要有厭氧消化與好氧消化兩種技術(shù)。前者是目前應(yīng)用得最為廣泛的污泥生物處理技術(shù)，多見于大中型污水處理廠；后者則采用污泥高溫微好氧消化技術(shù)與好氧堆肥技術(shù)。其中厭氧消化技術(shù)具有運行成本低、能耗小的特點，其處理得到的污泥具有非常強的穩(wěn)定性，且能夠得到沼氣等副產(chǎn)品。該技術(shù)在處理污泥時往往需要25～30天的消化周期，能夠減量30%的污泥量，清除30%～50%的有機物。最終得到的污泥可以被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，具有非常強的經(jīng)濟價值。但是這種技術(shù)的總投資成本高昂，對技術(shù)與操作等方面都有著非常高的要求，所生產(chǎn)的甲烷等副產(chǎn)品也存在一定的安全隱患。

2.3 厭氧消化

對于厭氧消化水解的過程來說，整個過程發(fā)展具有較為緩慢的特征，對于該種情況，通過適當(dāng)預(yù)處理方式的應(yīng)用，則能夠在將污泥當(dāng)中顆粒成分進行破壞的基礎(chǔ)上使厭氧菌需求的有機質(zhì)能夠獲得釋放，在對污泥水解速率進行提升的基礎(chǔ)上實現(xiàn)厭氧消化過程的加快，增加產(chǎn)氣量。一般情況下，用于厭氧消化與處理的方式主要有熱處理、溶菌酶、冷凍以及超聲波處理法等。經(jīng)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，通過γ射線對污泥厭氧消化進行與處理，污泥厭氧消化產(chǎn)氣量以及消化率將獲得較大的提升，也有研究者對超聲波的處理效果進行研究，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，通過超聲破解方式的應(yīng)用，能夠?qū)ξ勰鄥捬跸挠袡C物除率以及生物氣產(chǎn)量進行有效的提升，并以此實現(xiàn)厭氧消化時間的縮短。而對于其余人員，在通過熱水解方式對污泥進行與處理后，則能夠?qū)ξ勰喙腆w有機物的溶解速度進行加快，在有機物溶解完成后，將水解形成低分子物質(zhì)，其中，揮發(fā)性有機酸占據(jù)溶解性COD的35%左右，以此實現(xiàn)污泥厭氧消化性能的有效提升。

2.4 污泥好氧發(fā)酵

污泥好氧消化和厭氧消化所適用的條件正好相反，好氧消化是在好氧條件下，污泥中所含的有機物被分解的過程，又稱其為污泥堆肥。在好氧的條件下污泥消化時會釋放出大量的熱能，在反應(yīng)堆中形成高溫，可以將其中的病原微生物和寄生蟲殺死。污泥經(jīng)過好氧消化后其中所含的有機物可轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性較高的腐殖質(zhì)，從而使污泥達(dá)到無害化和資源化。此外，還可以通過添加調(diào)理劑和膨脹劑，改善污泥的結(jié)構(gòu)，使其降低含水率，進一步腐殖化，從而實現(xiàn)污泥得到充分的利用。該工藝可以實現(xiàn)污泥的無害化、減量化和資源化，而且經(jīng)濟、實用、處理過程中無需外加碳源，終產(chǎn)物可供植物所利用。但是其缺點是運行的周期長，占地面積較大，在運行過程中還會產(chǎn)生一些臭氣和廢液，需要進行相關(guān)的處理。

2.5 干化焚燒

污泥焚燒是一種減量化、穩(wěn)定化、無害化處理方法。這種方法可將污泥中水分和有機質(zhì)完全去除，并殺滅病原體，處理污泥較為徹底，減量化效果顯著，占地面積小，幾乎不受外界環(huán)境影響。污泥焚燒的煙氣應(yīng)進行處理，并滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485）等有關(guān)規(guī)定。污泥焚燒的爐渣和除塵設(shè)備收集的飛灰應(yīng)分別收集、儲存、運輸。同時，國家鼓勵對符合要求的爐渣進行綜合利用；飛灰需經(jīng)鑒別后妥善處置。但該技術(shù)管理要求高，投資大，運營成本高。

2.6 土地利用

污泥的土地利用主要有園林綠化、林地利用、土壤修復(fù)和農(nóng)用。污泥中含有豐富的有機物和N、P、K等營養(yǎng)元素以及植物生長所必須的Ca、Mg、Cu等元素。污泥的土地利用是一種安全有效的污泥處置方式。農(nóng)用可將經(jīng)無害化、穩(wěn)定化處理的污泥作為農(nóng)用肥料，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，同時可降低化肥的使用量，但其中所含的重金屬等有害物質(zhì)必須嚴(yán)格控制。同時可以作為園林綠化中景觀林、花卉和草坪的肥料或基質(zhì)，可以改善土壤的結(jié)構(gòu)和組成，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)更容易被植物吸收。同樣污泥經(jīng)過穩(wěn)定化和減量化作用后，也可作為林地的土壤修復(fù)和改良劑，進而恢復(fù)廢棄的土地或保護土壤免受侵蝕，例如廢棄的采煤場、取土坑等等。污泥的土地利用是污泥資源化利用最有效的方法之一，而且也是最為經(jīng)濟、低碳的技術(shù)路線，但是還存在污泥中重金屬、病原體等有毒有害物質(zhì)的污染環(huán)境的問題，因此在利用時還應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。

2.7 建材利用

污泥中含有20%--30%的無機物，主要是硅、鋁、鐵、鈣等。這與許多建筑材料常用的原料成分相近。當(dāng)污泥泥質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置制磚用泥質(zhì)》（GB/T25031--2010）要求時，污泥可直接作為制磚原料；當(dāng)污泥泥質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置水泥熟料生產(chǎn)用泥質(zhì)》（CJ/T314-2009）要求時，污泥可直接作為水泥熟料生產(chǎn)的原料。建材利用的主要方式有：污泥用于水泥熟料的燒制即水泥窯協(xié)同處理處置、污泥制陶粒等，并且具有一定的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。此外，可以利用污泥代替粘土參與水泥的生產(chǎn)，以便更好的進行污泥資源的充分利用

3、 污水處理廠污泥節(jié)能降耗處理技術(shù)

在現(xiàn)今人們對能源需求不斷提升的情況下，人們也在不斷的尋求新的能源類型，其中，太陽能是人們目前廣泛應(yīng)用的能源類型。目前，已經(jīng)有研究人員對太陽能應(yīng)用在污泥厭氧消化加熱工作的可靠性進行了一定的研究。經(jīng)過小試發(fā)現(xiàn)，污泥具有較高的吸熱效率，是一種較好的吸熱體，淺槽式集熱器水溫隨太陽輻射強度增高而升高，隨水深增加而降低，小試采用單（雙）層玻璃淺槽式集熱器，對于集熱器設(shè)備來說，其可以作為厭氧消化過程中的補充熱源進行應(yīng)用。此外，也有人員以自行設(shè)計的混合太陽能污泥干燥裝置對機械脫水后、具有80%左右含水率的污泥進行了干燥處理，并對該方式對污泥干燥處理的可行性進行了利用。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，通過太陽能對污泥進行干燥處理具有較好的可行性，在實際應(yīng)用中，為了避免受到較大的天氣因素影響，則可以考慮在系統(tǒng)當(dāng)中做好輔助熱源的加入。

總而言之，隨著我國污水處理能力的快速提高，污水處理廠產(chǎn)生的污泥量也同步大幅度增加。故而實現(xiàn)對污泥處理技術(shù)要點的優(yōu)化應(yīng)用有著重要的現(xiàn)實意義，這也就要求我們在以后的實際工作中必須對其實現(xiàn)進一步研究探討。

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