污泥處理及資源化技術(shù)研究進(jìn)展

林昱廷，彭婭婭，蘇冰琴，陶 艷，芮創(chuàng)學(xué)

（1.太原科技大學(xué) 環(huán)境與安全學(xué)院，山西太原 030024；2.太原理工大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山西晉中 030600；3.山西嘉寶源科技有限公司，山西太原 030006）

污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，含有大量有機(jī)物、氮、磷、病原微生物、重金屬和有毒化合物。如果污泥未經(jīng)處理或處理不當(dāng)，將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)污泥處理、處置與資源化技術(shù)的研究進(jìn)展。

1 污泥處理技術(shù)

1.1 污泥濃縮

污泥濃縮是降低污泥含水率的方法。常用的方法有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮。Nguyen，N.C 等研究了超聲滲透（FO）工藝濃縮污泥，這種技術(shù)作為新興的污泥濃縮工藝，具有創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的潛力。

1.2 污泥穩(wěn)定

污泥穩(wěn)定化是指降解污泥中的有機(jī)物質(zhì)，去除細(xì)菌等病原體。主要處理方法包括消化、堆肥化、固化穩(wěn)定化、濕式氧化技術(shù)、等離子體處理技術(shù)和氯氧化技術(shù)。Liu Yongjun 等研究發(fā)現(xiàn)加入優(yōu)勢(shì)菌屬能夠促進(jìn)污泥穩(wěn)定化進(jìn)程，提高污泥好氧消化效率。

1.3 污泥脫水

污泥脫水是指流態(tài)污泥脫除水分，轉(zhuǎn)化為半固態(tài)或固態(tài)泥塊的處理方法，可采用加熱、凍融、超聲或電場(chǎng)等方式進(jìn)行物理調(diào)理，采用混凝、絮凝、高級(jí)氧化技術(shù)（AOP）、酸堿和酶處理等方式進(jìn)行化學(xué)調(diào)理。加壓垂直電滲透脫水（PVEOD）是一種新興的污泥深度脫水機(jī)械技術(shù)。張宇等研究了污泥投加量、電壓、機(jī)械壓力的交互效應(yīng)對(duì)電滲透脫水的影響。

2 污泥處置技術(shù)

2.1 污泥堆肥

堆肥是通過(guò)微生物作用，使有機(jī)物被降解，分為好氧堆肥和厭氧堆肥。蚯蚓堆肥是指將蚯蚓引入到可降解物質(zhì)中進(jìn)行堆肥處理的過(guò)程，蚯蚓能利用自身豐富的酶系統(tǒng)將有機(jī)廢棄物迅速?gòu)氐追纸?，加速堆肥腐熟過(guò)程。

2.2 污泥焚燒

污泥焚燒是利用焚燒爐高溫氧化污泥中的有機(jī)物，使污泥成為灰燼。污泥焚燒可以使有機(jī)物碳化、殺死病原體、消除有害物質(zhì)。

2.3 污泥填埋

污泥填埋是處理污泥的有效途徑之一，污泥進(jìn)入填埋場(chǎng)后和垃圾及覆土分層進(jìn)行層堆、碾壓，簡(jiǎn)便易行、成本低且適應(yīng)性強(qiáng)。Jun He 等研究表明，改性污泥作為臨時(shí)覆蓋材料時(shí)，含固量大于60%。

3 污泥資源化技術(shù)

污泥資源化是通過(guò)物理、化學(xué)和生物方法，提取污泥中的有效組分，將污泥變?yōu)橘Y源，具有良好的生態(tài)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。污泥資源化利用的主要方向有能源化、材料化、建材化和有機(jī)化等方面。

3.1 污泥能源化

污泥能源化是指通過(guò)物理、化學(xué)或生物的手段將污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為熱量，實(shí)現(xiàn)污泥的能源化利用，包括污泥熱解制油技術(shù)和污泥制氫技術(shù)。

3.2 污泥材料化

污泥材料化主要是指利用污泥制作成各種原材料，如吸附劑、可降解塑料、陶粒等。S.RIO 等研究了炭化活化條件對(duì)制備的吸附材料理化性能和吸附性能的影響。Yang Xin 等采用鐵活化法將生物污泥熱解制備污泥基吸附劑（SBA）。曲波提出將剩余污泥轉(zhuǎn)化為可生物降解塑料的兩段工藝。熊惠磊等研究發(fā)現(xiàn)，污泥厭氧產(chǎn)酸與PHAs 組合可降低成本。

3.3 污泥有機(jī)化

污泥有機(jī)化即為污泥蛋白質(zhì)技術(shù)，實(shí)質(zhì)是對(duì)微生物進(jìn)行破壁處理，釋放其中的蛋白質(zhì)和水分，實(shí)現(xiàn)污泥資源化利用。陳茂霞等采用考馬斯亮藍(lán)法，提取到污泥蛋白質(zhì)濃度在10～180μg/m L。

3.4 污泥建材化

污泥建材化是指污泥經(jīng)過(guò)干化、焚燒之后，再加入粉煤灰等原料，將其制作成水泥、陶粒等建材。污泥合成水泥是指污泥作為水泥熟料煅燒中的添加劑。生態(tài)水泥是一種新型的硅酸鹽水泥。污泥制陶粒指以污泥作為主要原料，添加粉煤灰和黏土燒制陶粒濾料。岳敏等考察了燒制過(guò)程中各主要因素（干燥時(shí)間、預(yù)熱溫度、預(yù)熱時(shí)間、焙燒溫度和焙燒時(shí)間）對(duì)產(chǎn)品性能的影響。污泥制磚是在制磚原料中摻配一定比例的污泥，利用有機(jī)物的熱能價(jià)值和無(wú)機(jī)物替代部分黏土。國(guó)外有研究通過(guò)室內(nèi)和室外實(shí)驗(yàn)對(duì)摻配污泥比例不同的黏土磚進(jìn)行測(cè)試，摻配污泥的磚抗壓強(qiáng)度在10.98～29.61MPa。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，城鎮(zhèn)污水處理能力隨之增強(qiáng)，導(dǎo)致污水處理廠污泥產(chǎn)量急劇增加。未經(jīng)合理處理與處置的污泥，極易產(chǎn)生“二次污染”，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響到水體、大氣、土壤等周邊環(huán)境。綜上所述的污泥處理與處置方法，均在一定程度上緩解了污泥污染問(wèn)題。污泥資源化利用技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)“以廢治廢”“變廢為寶”，是污泥處理技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。