淺談污泥無害化處理工藝

閔振宇 趙政 李旭婷 李凌壁 陳明彪

【摘 ?要】隨著我國污水達標排放處理率的不斷提高，水污染治理成效顯著，然而污水治理的產(chǎn)物污泥卻一直被忽略，尤其是化工污泥，污泥的無害化處理率仍處于較低水平。本文首先指出污泥處置問題極其嚴峻，接著分析了污泥的性質(zhì)種類極其危害，同時提出在原有污泥處理處置技術(shù)的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，形成新的處理工藝，最后對污泥處理處置行業(yè)的現(xiàn)狀以及未來發(fā)展的方向進行簡明分析

【關(guān)鍵詞】污泥;無害化處理;厭氧

全國污泥處理處置促進會等主辦的“2017污泥高峰論壇（第四屆）”于11月11日～12日在廣州召開，環(huán)境工程^、中國工程院院士侯立安在論壇上表示：“目前，我國污泥處理方式仍以填埋為主，但這種方式會產(chǎn)生滲透液污染、污染水源、損害土壤、污染大氣，威脅生態(tài)環(huán)境及人體健康。”

由于“重水輕泥”、污泥處理處置未同步跟上，我國污水處理廠所產(chǎn)生的污泥有80%以上沒有得到妥善處理，污泥的隨意傾倒、堆放和填埋，導(dǎo)致二次污染嚴重、污染減排效果打折扣?！皩崿F(xiàn)化工污泥干燥機的技術(shù)更新，滿足污泥的前端源頭控制以及后端無害化資源化處置，刻不容緩。”

一、污泥的種類 性質(zhì)及危害

1.1污泥種類

污泥是污水處理后的產(chǎn)物，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的主要特性是含水率高（可高達99%以上），有機物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細，比重較小，呈膠狀液態(tài)。它是介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵運輸，但它很難通過沉降進行固液分離。

根據(jù)污泥從水中分離過程可分為沉淀污泥（包括物理沉淀污泥、混凝污泥、化學(xué)污泥）及生物處理污泥（指污水在二級處理過程中產(chǎn)生的污泥，包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等方法得到的腐殖污泥及活性污泥法得到的活性污泥）?，F(xiàn)代污水處理廠污泥大部分是沉淀污泥和生物處理污泥的混合污泥。物理沉淀污泥含有病原體和有毒重金屬，生物處理污泥含有大量微生物，含水率比較高且不易脫水。

按污泥成分及性質(zhì)可分為有機污泥和無機污泥。以有機物為主要成分的有機污泥可簡稱為污泥，其主要特性是有機物含量髙，容易腐化發(fā)臭，顆粒較細，密度較小，含水率高且不易脫水.是呈膠狀結(jié)構(gòu)的親水性物質(zhì)，便于用管道輸送。生活污水污泥或混合污水污泥均屬有機污泥。

以無機物為主要成分的無機污泥常稱為沉澄，沉渣的特性是顆粒較粗，密度較大，含水率較低且易于脫水，但流動性較差，不易用管道輸送。給水處理沉砂池以及某些工業(yè)廢水物理、化學(xué)處理過程中的沉淀物均屬沉渣，無機污泥一般是疏水性污泥。

1.2污泥性質(zhì)以及危害

污泥的組成隨廢水來源、廢水處理廠處理工藝及季節(jié)不同而變化，成分差異較大。一般是以微生物為主體的成分復(fù)雜的混合物質(zhì)。其中既有植物生長發(fā)育所需的肥分如氮、磷、鉀，及多種微量元素，同時也含有大量有害物質(zhì)，如寄生蟲卵、病原微生物、病菌及重金屬離子等。

1.鹽分可能引起的問題

污泥中的鹽分會直接影響土壤的電導(dǎo)率，破壞植物養(yǎng)分平衡，抑制植物對養(yǎng)分的吸收，甚至對植物的根系造成直接傷害，導(dǎo)致植物死亡，而且鹽分離子間的拮抗作用會使土壤中的有效養(yǎng)分加速淋失，破壞土壤養(yǎng)分平衡，使土壤板結(jié)而貧瘠。

2.病原微生物可能引起的問題

未經(jīng)中（高）溫消化或其他消毒方法處理的城市污水處理廠污泥中含有大量的細菌、病毒、寄生蟲卵等，每克污泥中含有數(shù)以億計的大腸菌、痢疾菌屬、噬菌體、寄生蟲卵、蛔蟲或腸道病毒等微生物。

3.N、P等營養(yǎng)物質(zhì)可能引起的問題

污泥中含有豐富的N、P 等元素。N、P 等元素是植物生長所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，若大量的N、P 元素進入湖泊、水庫和海灣等封閉或者半封閉的水體，會造成其富營養(yǎng)化，使大量水生生物死亡，水質(zhì)變差，造成環(huán)境污染。

4.有機污染物可能引起的問題

污泥中的有機物包含蛋白質(zhì)、苯、氯酚，以及多氯代二苯并二英（PCDDs）和多氯代二苯并呋喃（PCDFs）（統(tǒng)稱二惡英），其中二惡英/呋喃（PCDD/Fs）是一類多氯代三環(huán)芳香化合物，存在210 種異構(gòu)體。

二、污泥處置處理

目前填埋、堆肥、自然干化、焚燒等是我國污泥處理的主要方式，這些處理方式往往會出現(xiàn)一些不良問題。原因在于：一方面，我國污泥處理技術(shù)仍處于起步階段，技術(shù)不夠成熟，污泥處理處置不合格的情況時有發(fā)生，另一方面，我國有關(guān)污泥處理方面的標準制定較晚，實施中存在較多問題，需不斷摸索、改進。

污泥處理技術(shù)分為污泥處理和污泥處置兩個環(huán)節(jié)。污泥處理處置應(yīng)本著減量化、穩(wěn)定化、無害化三個原則。污泥處理處置工藝一般有：污泥濃縮、污泥消化、污泥脫水及污泥利用等四個環(huán)節(jié)組成。污泥濃縮的目的在于降低污泥的含水率，減小污泥體積，方便后續(xù)處理工作的開展。污泥濃縮的方法較多，包括沉降法、氣浮法、離心法等。污泥消化分為好氧消化和厭氧消化。污泥脫水的作用在于將污泥表面附著水、毛細水去除，減小污泥的體積和重量。污泥脫水分為自然干化脫水、機械脫水兩種方法。本技術(shù)流程如圖1.

本技術(shù)將采用離心濃縮、厭氧消化，調(diào)質(zhì)后離心脫水，以及用干燥處理后的污泥進行好氧堆肥，建材利用，土地填埋。

離心濃縮采用臥螺式離心機，對于污泥有較好的處理效果，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機中由于離心力大小不同，使泥、水得到分離。最大優(yōu)點是效率高、時間短、占地少，能使污泥在很短時間內(nèi)濃縮。離心濃縮法的工作環(huán)境好，應(yīng)用非常廣泛。

厭氧消化設(shè)計為兩級消化，采用中溫消化。根據(jù)中溫消化運行經(jīng)驗可知，消化的前8d，產(chǎn)生的沼氣量占全部產(chǎn)氣量的80%。甲烷含量越高，沼氣價值越高。產(chǎn)生的沼氣可以直接驅(qū)動污泥離心機。第一級消化池有集氣罩，有加熱，攪拌設(shè)備，第二級消化池不加熱，不攪拌，依靠剩余熱量繼續(xù)消化，由于不攪拌，二級消化池可作為污泥濃縮池。兩級消化可以減少耗熱量，減少攪拌所需能耗，熟污泥含水率低，提高能量利用效率。

在脫水之前對污泥進行調(diào)質(zhì)，由于構(gòu)成污泥固體顆粒常帶有負電荷，利用藥劑可以降低固體顆粒所帶電荷，減少固體顆粒與水分子的親和力，增大顆粒直接按的凝聚力，從而增大顆粒直徑，改善脫水性能。本技術(shù)所加藥劑為FeCl，配以石灰來調(diào)節(jié)PH。這種方法可改善污泥結(jié)構(gòu)，成本較低，應(yīng)用普遍脫水后污泥含水率可控制在60%～85%。

污泥脫水環(huán)節(jié)采用離心分離脫水，采用低速臥螺式離心脫水機，這種形式的離心機污泥連續(xù)供給，連續(xù)脫水，分離液和泥餅連續(xù)排出。進行離心分離部分由內(nèi)外桶構(gòu)成，內(nèi)外桶同時高速旋轉(zhuǎn)，帶動污泥藥液一起旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力。這種機器構(gòu)造簡單，脫水效果好。

污泥干燥指去除脫水污泥顆粒內(nèi)部水、吸附水、毛細管水，更容易進行焚燒處理。污泥處理的后續(xù)環(huán)節(jié)，可采用好氧堆肥，建材利用，以及土地填埋等多種手段。好氧堆肥采用動態(tài)筒倉式發(fā)酵槽，該結(jié)構(gòu)具有堆肥周期短，供養(yǎng)均勻，發(fā)酵效率高。污泥中除了有機物外，20%～30%的無機物是硅、鐵、鋁。為了利用污泥中的有機物和無機物，建材利用一般是經(jīng)濟有效資源化方法。

三、結(jié)語

污泥處理處置首先應(yīng)當注重減容化、穩(wěn)定化、無害化和資源。，在實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)污泥量、污泥性質(zhì)、重金屬含量等情況.選擇適合本單位的處理方法。污泥處理還應(yīng)考慮環(huán)境生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、處理成本、技術(shù)、發(fā)展等因素，積極探索污泥處理的新技術(shù)、新工藝、新方法。

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作者簡介：

閔振宇（1998—），男，遼寧營口人，本科，研究方向：能源動力。

（作者單位：沈陽化工大學(xué)）