污水處理過(guò)程中的污泥資源化利用

王林

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展迅速，多數(shù)污水處理廠采用活性污泥法處理污水，但存在著進(jìn)水碳源不足的問(wèn)題，導(dǎo)致脫氮除磷效果不佳;外加碳源能夠提高處理效率但處理成本大大提高，因此開(kāi)發(fā)“內(nèi)碳源”成為行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。開(kāi)發(fā)利用“內(nèi)碳源”在降低處理成本的同時(shí)，還可以使產(chǎn)生的剩余污泥無(wú)害化，起到一定的環(huán)境保護(hù)作用。

關(guān)鍵詞：污水處理過(guò)程;污泥資源化;利用

引言

在城市污水處理中，污泥的資源化利用可以高效地解決污泥排放問(wèn)題，人們可以將其作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。最重要的是，污泥的資源化利用可以改善生態(tài)環(huán)境，提高環(huán)境質(zhì)量。

1城市污水污泥處理所面臨的問(wèn)題

目前城市污水處理采用活性污泥法，主要包括生物脫氮和除磷兩大過(guò)程。脫氮過(guò)程中，反硝化反應(yīng)需要大量的有機(jī)碳提供電子，從而將NH4+-N最終轉(zhuǎn)化成N2，去除氮，除磷過(guò)程中，主要是聚磷菌發(fā)揮作用，小分子有機(jī)碳可作為能量來(lái)源，從而去除磷。而大部分城市污水處理廠均存在C/N較低的問(wèn)題，導(dǎo)致碳源不足，脫氮除磷效率低，很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前常用外加碳源的方法來(lái)提高C/N，雖然提高了污水處理效率，但也使得成本大大增加。另一方面，現(xiàn)有的污水處理工藝會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥，對(duì)其處理費(fèi)用占整個(gè)污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的很大一部分，一般都超過(guò)50%。因此尋求合適的方法來(lái)有效地實(shí)現(xiàn)污泥資源化、減量化、無(wú)害化具有很好的應(yīng)用前景，也是城市污水處理廠未來(lái)處理處置污泥的趨勢(shì)。從目前的研究現(xiàn)狀來(lái)看，污泥資源化主要就是將其中不溶性的蛋白質(zhì)和碳水化合物轉(zhuǎn)化為溶解性的物質(zhì)，既提高了污泥的利用率、又減少了污泥產(chǎn)量。

2城市污水污泥資源化利用的意義

2.1改善城市環(huán)境

污泥是城市污水的重要組成部分，近些年，我國(guó)城市發(fā)展進(jìn)程不斷加快，城市污水污泥產(chǎn)生量不斷增加。為了保證城市的可持續(xù)發(fā)展，人們迫切需要對(duì)污泥進(jìn)行科學(xué)處理，以充分利用污泥，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。污泥成分復(fù)雜，常見(jiàn)的有金屬元素、攜帶病原體的微生物和有機(jī)物等。污水污泥是重要的污染源，但同時(shí)含有部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此，要有效治理污泥，充分利用其中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，改善城市生態(tài)環(huán)境，同時(shí)保證資源的合理利用。

2.2提升我國(guó)污水處理水平

當(dāng)前，每個(gè)城市都建有污水處理廠，以有效處理污水，保護(hù)城市環(huán)境。但是，現(xiàn)有污水處理技術(shù)仍然存在較多弊端，尤其是污泥處理方面?，F(xiàn)階段，大多數(shù)污水處理廠都沒(méi)有有效處理污泥資源，其采用的污泥處理方案不僅未有效改善城市生態(tài)環(huán)境，還可能導(dǎo)致污泥污染，影響城市的可持續(xù)發(fā)展。污泥處理成為促進(jìn)城市發(fā)展的基礎(chǔ)項(xiàng)目，各個(gè)城市要加大污泥處理的投入力度，改善城市生態(tài)環(huán)境，提高污水處理水平。

2.3有效提升城市的資源利用率

城市污水污泥含有多種可利用的物質(zhì)。當(dāng)前，人們要做好污泥處理，盡可能提高資源的利用率，重復(fù)利用資源。在當(dāng)今的城市發(fā)展進(jìn)程中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要豐富的資源作為基礎(chǔ)，而污泥深度處理可以促進(jìn)資源循環(huán)利用，滿足社會(huì)發(fā)展需求，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

3污水處理過(guò)程中的污泥資源化利用

3.1pH值和含水率

pH值對(duì)污泥處理來(lái)說(shuō)是十分重要的條件.有研究表明，國(guó)內(nèi)污水處理廠的污泥pH值均在6～9之間.本研究采集污泥的pH值在4.84～8.67之間，其中有3家單位超過(guò)了《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)（GB4284-2018）》對(duì)其限值（5.5～8.5），這是因?yàn)樯贁?shù)污水處理廠污水來(lái)源為工業(yè)產(chǎn)酸或產(chǎn)堿廢水，因此導(dǎo)致其pH值過(guò)低或過(guò)高;49家污水處理廠中有39家污水污泥pH值在6.0～7.0之間，在污泥農(nóng)用時(shí)不會(huì)對(duì)土壤的酸堿度造成大的影響，86%的污水處理廠脫水污泥含水率均在70%以上，因此，高含水率污泥不宜直接施用于不同處置方式中，需將對(duì)應(yīng)污泥進(jìn)行下一步脫水處理才可以利用.污泥脫水工藝分為自然干化工藝和機(jī)械脫水工藝，自然干化的方法操作簡(jiǎn)單但脫水周期長(zhǎng)且脫水不徹底，機(jī)械脫水方式脫水率較高，一般可采用真空過(guò)濾脫水、離心脫水和壓濾脫水的方式來(lái)降低污泥含水率.

3.2回用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

城市污水污泥雖然含有大量營(yíng)養(yǎng)成分，它們是農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但是污泥不可盲目回用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。城市污水污泥還含有大量污染物，盲目使用不僅會(huì)影響農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，還會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生破壞，促使土壤質(zhì)量下降，進(jìn)而影響農(nóng)作物產(chǎn)量與糧食安全，導(dǎo)致農(nóng)民收益大幅度下降。城市污水污泥可以以養(yǎng)料的方式運(yùn)用到農(nóng)作物生產(chǎn)中，但是人們需要先利用提取技術(shù)將污泥中的營(yíng)養(yǎng)成分提取出來(lái)，促使?fàn)I養(yǎng)成分與污染源分離，不能直接將污泥回用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這樣才能保障農(nóng)作物茁壯生長(zhǎng)，同時(shí)土壤質(zhì)量和地下水質(zhì)量都不會(huì)遭到破壞。首先需要利用熱處理方法烘干污泥，殺死污泥中的細(xì)菌。其次便是提取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，然后對(duì)污泥進(jìn)行熟處理。最后按照比例加入其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并均勻攪拌，最終形成有機(jī)肥料。其間，最重要的便是殺菌，盡可能保障農(nóng)作物的生長(zhǎng)不受影響。伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)已成功利用無(wú)害化技術(shù)將污泥中的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)用到肥料生產(chǎn)中，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常資源需求，同時(shí)改善城市生態(tài)環(huán)境。

3.3污泥有機(jī)污染物含量分析

污泥是污水處理中有機(jī)污染物的主要富集載體，有機(jī)污染物含量差異大、種類(lèi)繁多，決定了污泥構(gòu)成的復(fù)雜性.其中，礦物油來(lái)源于洗衣粉，洗滌劑和農(nóng)藥乳化劑等制造廢水中，這也是導(dǎo)致污水處理廠礦物油超標(biāo)的原因，49家污水處理廠污泥礦物油含量集中分布在58.0～398.0mg·kg-1之間，占比為87.0%;97.9%的污泥礦物油含量符合污泥農(nóng)用A級(jí)和B級(jí)標(biāo)準(zhǔn).多環(huán)芳烴廣泛分布于環(huán)境中，任何有機(jī)物加工，廢棄、燃燒或使用的地方都有可能產(chǎn)生多環(huán)芳烴，污泥中的多環(huán)芳烴人為源主要來(lái)自于工業(yè)工藝生產(chǎn)過(guò)程和食品制作過(guò)程等方面，多環(huán)芳烴含量主要分布在0.10～0.81mg·kg-1之間，占比為87.9%;揮發(fā)酚主要污染源為煤氣洗滌、合成氨、造紙和木材防腐等，存在揮發(fā)酚污染的污水處理廠，其含量主要在0.0～1.9mg·kg-1之間，占比為77.6%;多環(huán)芳烴和揮發(fā)酚含量雖低，但其累積會(huì)造成農(nóng)作物的污染，最終危害人體健康.

3.4污泥資源化設(shè)計(jì)

由于城市污泥中含有很多的生長(zhǎng)元素，在充分了解其含量的基礎(chǔ)上，可以種植花卉草坪、農(nóng)作物、果樹(shù)等，既可以降低化學(xué)肥料的用量，也可以減少污泥所帶來(lái)的污染，且成本較低。污泥中的微生物和絮凝劑，可以在油水分離和除污水懸浮物等過(guò)程中發(fā)揮重要的作用，使得其表面的溢油吸附劑效果得到真正提升?；钚晕勰嗟恼辰Y(jié)劑也可以被加工成無(wú)煙粉煤。工業(yè)廢水和生活污泥排放處置的有機(jī)物、重金屬、有害微生物都可用于制造磚塊、生態(tài)、水泥、陶粒、填料等，提升很多制品的實(shí)際生產(chǎn)效率，降低處置成本，補(bǔ)充資源缺口，降低成本，提升市場(chǎng)運(yùn)作效率。

結(jié)語(yǔ)

污水污泥是城市發(fā)展的必然產(chǎn)物，無(wú)法規(guī)避，但是人們可以遵循可持續(xù)發(fā)展理念，通過(guò)各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)將污泥轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料、燃料和建筑材料等，進(jìn)而將其運(yùn)用到社會(huì)生產(chǎn)中，有效彌補(bǔ)城市能源缺口，改善城市環(huán)境，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，人們要加大對(duì)污水污泥處理技術(shù)的投入力度，使養(yǎng)料提取技術(shù)、能源轉(zhuǎn)化技術(shù)等都能得到飛速發(fā)展，有效提升城市污水污泥的資源利用率。

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