淺談城市污水廠污泥的處理處置及綜合利用

摘 要：隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)污水的排放量也在不斷增加，城市污水廠污泥的處理處置問(wèn)題迫在眉睫。針對(duì)城市污水處理廠污泥的特點(diǎn)，結(jié)合污泥處理處置的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化原則，本文對(duì)目前污泥處理處置及綜合利用的方法進(jìn)行了概述，推動(dòng)我國(guó)污泥處理處置技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城市；污泥處理；污泥處置；綜合利用

1 城市污水處理廠污泥的特點(diǎn)

城市污水污泥的成分復(fù)雜，由多種微生物形成的菌膠團(tuán)與其吸附的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的集合體，含有水分、難降解的有機(jī)物、重金屬、鹽類(lèi)以及少量的病原微生物和寄生蟲(chóng)等。污泥中重金屬含量主要取決于工業(yè)廢水排入污水處理廠的情況。中國(guó)污水中工業(yè)廢水比重大，故污水廠初沉及二沉污泥重金屬含量較高，某些重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)。

2 污泥處理處置的一般原則

2.1 減量化

城市污水處理廠的污泥減量化就是通過(guò)采用過(guò)程減量化的方法減小污泥體積，以降低污泥處理及最終處置的費(fèi)用。污泥減量化通常分為質(zhì)量的減少和過(guò)程減量，質(zhì)量減少的方法主要是通過(guò)穩(wěn)定和焚燒，污泥體積減小的方法主要是通過(guò)污泥濃縮、污泥脫水兩個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)， 過(guò)程減量可通過(guò)超聲波技術(shù)、臭氧法、膜生物反應(yīng)器、生物捕食、微生物強(qiáng)化、代謝解偶聯(lián)及氯化法等方法實(shí)現(xiàn)。

2.2 穩(wěn)定化

污泥穩(wěn)定化是降解污泥中的有機(jī)物質(zhì)，進(jìn)一步減少污泥含水量，殺滅污泥中的細(xì)菌、病原體，消除臭味，使污泥中的各種成分處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的一個(gè)過(guò)程。需要采用生物好氧或厭氧消化工藝，或添加化學(xué)藥劑等方法，使污泥中的有機(jī)組分轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的最終產(chǎn)物，進(jìn)一步消解污泥中的有機(jī)成分，避免在污泥的最終處置過(guò)程中造成二次污染。

2.3 無(wú)害化

污泥無(wú)害化處理的目的是采用適當(dāng)?shù)墓こ碳夹g(shù)去除、分解或者“固定”污泥中的有毒、有害物質(zhì)及消毒殺菌，使處理后的污泥在最終處置中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成沖擊，防止意想不到的污染物在不同介質(zhì)之間的轉(zhuǎn)移，更具有安全性和可持續(xù)性，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。

2.4 資源化

污泥的特點(diǎn)和性質(zhì)決定了污泥的根本出路是資源化。資源化是指在處理污泥的同時(shí)，回收其中的氮磷鉀等有用物質(zhì)或回收能源，達(dá)到變害為利、綜合利用、保護(hù)環(huán)境的目的。污泥資源化的特征是：環(huán)境效益高、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效益高、能耗低。

3 污泥的最終處置和綜合利用

3.1 污泥的衛(wèi)生填埋

污泥填埋處置主要可以分為兩類(lèi)：一是在專(zhuān)門(mén)填埋污水污泥的填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處置；二是在可以和生活垃圾一起在城市固體廢棄物填埋廠進(jìn)行填埋。衛(wèi)生填埋是從傳統(tǒng)的堆放和填地發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)最終處置技術(shù)。目前已經(jīng)比較成熟，它的優(yōu)點(diǎn)是投資少、容量大、見(jiàn)效快，并且還可以增加一部分城市建設(shè)用地?；痉绞绞浅鞘形勰嘟?jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的滅菌處理，直接傾倒于低地或谷地制造人工平原。但是這種方法占地面積大，而且污泥中含有的各種有毒有害物質(zhì)，會(huì)通過(guò)雨水的侵蝕和滲透作用污染地下水，并不能徹底地避免環(huán)境污染，并且還有填埋場(chǎng)構(gòu)筑物中的沼氣的累計(jì)可能產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸，有潛在的危險(xiǎn)性。

3.2 污泥的焚燒處理

污泥焚燒的處理法是最徹底、最大程度的減容方法。一是脫水直接焚燒，另一類(lèi)是脫水、干化再焚燒。污泥中含有大量的有機(jī)物和一定量的纖維木質(zhì)素，具有一定的熱值。焚燒法產(chǎn)生的剩余物最少，無(wú)異味，可迅速和較大程度地使污泥達(dá)到減量化。不需作滅菌處理，干污泥顆?？勺靼l(fā)電廠燃料的摻合料，燃燒灰可作水泥的添加劑，污泥陶粒等可作建筑材料。污泥通過(guò)干餾可提取焦油、燃料油等。污泥中合有一定量的有機(jī)成分，經(jīng)脫水干燥的污泥可用焚燒處理。污泥焚燒還可以從廢氣中獲得剩余能量，用來(lái)發(fā)電。在脫水污泥中加入引燃劑、催化劑、疏松劑和固硫劑等添加劑制成合成燃料。該合成燃料可用于工業(yè)和生活鍋爐，燃燒穩(wěn)定，熱工測(cè)試和環(huán)保測(cè)試良好，是污泥有效利用的一種理想途徑。

3.3 污泥的土地利用

污泥的土地利用已有多年歷史，主要包括污泥農(nóng)用，污泥用于森林與園藝、廢棄礦場(chǎng)等場(chǎng)地的改良等。污泥中含有豐富的有機(jī)物和N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素以及植物生長(zhǎng)必需的各種微量元素Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等，施用于農(nóng)田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。污泥的土地利用是一種安全積極的污泥處置方式，其能耗低、可回收利用污泥中養(yǎng)分等優(yōu)點(diǎn)，但污泥中也含大量病原菌、寄生蟲(chóng)，以及銅、鋁、鋅、鉻、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、二噁英、放射性核素等難降解的有毒有害物。一般來(lái)說(shuō)，污泥要作土地處置必須經(jīng)無(wú)毒無(wú)害化處理，否則，污泥中的有毒有害物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致土壤或水體的二次污染。

3.4 污泥的堆肥處理

污泥堆肥是城市生活污水處理產(chǎn)生的污泥堆肥化產(chǎn)物，也就是將污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理。堆肥處理是一種無(wú)害化、減容化、穩(wěn)定化的綜合處理技術(shù)，是由混合微生物群落在潮濕的環(huán)境中對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解。堆肥過(guò)程中產(chǎn)生的高溫可以有效地殺死病原微生物及各種寄生蟲(chóng)卵。污泥經(jīng)過(guò)高溫堆肥進(jìn)行生物發(fā)酵技術(shù)處理后，把有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性較高的腐殖質(zhì)，可達(dá)到無(wú)害化和資源化。它一方面借助堆肥產(chǎn)生的高溫加快分解速度，更加有效地殺死病原微生物及各種蠕蟲(chóng)卵。另一方面通過(guò)添加調(diào)理劑、膨脹劑以改善污泥的膠體團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，降低含水率，同時(shí)由于污泥的進(jìn)一步腐殖化，植物可利用的養(yǎng)分增加，大大提高了肥料的利用價(jià)值。

3.5 污泥制作建筑材料

（1）污泥制瀝青

瀝青混合物的黏度、耐久性和穩(wěn)定性的提高需要向其中添加細(xì)集料。經(jīng)試驗(yàn)研究，加入了污泥灰的瀝青混合物，其各方面性能與傳統(tǒng)的材料制成的混合物相同。

（2）污泥制磚

污泥制磚的方法有兩種。一種是用干化污泥直接制磚，另一種是用污泥灰渣制磚。用干化污泥直接制磚時(shí)，應(yīng)對(duì)污泥的成分作適當(dāng)調(diào)整，使其成分與制磚粘土的化學(xué)成分相當(dāng)。

（3）污泥制混凝土

污泥灰可替細(xì)填料污泥焚燒灰也可以作為混凝土的細(xì)填料，代替部分水泥和細(xì)砂。研究表明污泥灰可替代高達(dá)30%的混凝土的細(xì)填料，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

盡管世界各地對(duì)污泥的處理、處置和管理措施不盡相同，但最終的目的都是使污泥經(jīng)過(guò)減量、穩(wěn)定和無(wú)害化處理后作為資源加以綜合利用。污泥處理處置和利用應(yīng)同時(shí)考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三方面的因素，污泥作為一種有價(jià)值的資源，進(jìn)行穩(wěn)定化、無(wú)害化處理后再利用， 既解決了污泥的出路問(wèn)題，又開(kāi)發(fā)了新的資源，滿足了可持續(xù)發(fā)展的需求。當(dāng)然，各地區(qū)應(yīng)根據(jù)各自經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，制定和實(shí)施目前適宜的處理處置技術(shù)，但選擇具體方法時(shí)應(yīng)及早考慮短期適用目標(biāo)與終極發(fā)展目標(biāo)的漸進(jìn)銜接。

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作者簡(jiǎn)介：

王鑫（1985.5），男，漢族，畢業(yè)于沈陽(yáng)理工大學(xué)，環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)，碩士研究生，工程師，主要從事排水管線及泵站運(yùn)行、監(jiān)測(cè)分析、設(shè)計(jì)及施工現(xiàn)場(chǎng)管理等工作。