城市污水廠剩余污泥脫水的環(huán)保意義及措施

姚建群

（福建中閩水務(wù)投資集團(tuán)有限公司 福建福州 350001）

引言

污水處理中，剩余污泥是一種十分常見(jiàn)的處理產(chǎn)物，其中存在很多的重金屬等有害物質(zhì)，由于其對(duì)于環(huán)境的危害性非常大，污水處理中對(duì)剩余污泥的處理同樣是非常關(guān)鍵的。工業(yè)化與城市化快速發(fā)展的過(guò)程中，國(guó)家對(duì)污水排放、剩余污泥產(chǎn)生提出了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，隨著城市污水廠處理水量的增加，剩余污泥產(chǎn)生量也急劇增加，當(dāng)前很多城市的剩余污泥含水量高達(dá)99%甚至更高，高含水率是剩余污泥處理中存在的突出問(wèn)題。在城市污水處理領(lǐng)域，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余污泥的高效脫水是當(dāng)前及未來(lái)的重點(diǎn)研究課題。

1 剩余污泥脫水處理的意義

（1）提高水資源利用率。伴隨著各種生產(chǎn)生活作業(yè)的開(kāi)展，污水排放量日漸增大，尤其是在城市化快速發(fā)展的今天，大量人口涌入城市，城市生活污水排放量增大，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，工業(yè)廢水的污染程度提升，城市內(nèi)污水的排放量增大、污染加劇，使得各個(gè)城市污水廠承擔(dān)著越來(lái)越艱巨的污水處理任務(wù)，剩余污泥脫水處理作為污水處理中的關(guān)鍵工序，通過(guò)這一處理作業(yè)的實(shí)施，提高了水資源的綜合利用率。當(dāng)前的發(fā)展條件下，人們的環(huán)保意識(shí)日漸提升，人們對(duì)于污水處理中剩余污泥脫水處理的關(guān)注度也日漸提升，實(shí)現(xiàn)了污水的凈化，有效保障了城市水資源的合理利用。

（2）實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)都進(jìn)入了新的發(fā)展階段，各個(gè)城市在污水處理廠中的建設(shè)投入日漸增多，各種新型工藝逐步被應(yīng)用在污水處理中，有效提升了污水的凈化效果，水資源得以回收利用，減少了污水隨意排放對(duì)城市生態(tài)環(huán)境所造成的不利影響。剩余污泥脫水作為污水處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有效推進(jìn)了城市綠色可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵谙冗M(jìn)脫水工藝的支持下，污泥中的各種重金屬物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)等得到了有效的處理，也就降低了污泥的危害性，改善了城市當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，且部分經(jīng)由脫水處理以后的污泥還可以被應(yīng)用于其他方面，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)、生態(tài)效益非常明顯。

（3）促進(jìn)環(huán)境保護(hù)工程的順利進(jìn)行。近年來(lái)，隨著可持續(xù)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施，各個(gè)城市都結(jié)合自身的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，增大了在環(huán)境保護(hù)工程方面的投入，各種環(huán)境保護(hù)工程的實(shí)施給城市帶來(lái)了新的發(fā)展生機(jī)與活力。剩余污泥脫水工藝的應(yīng)用，有效推進(jìn)了環(huán)境保護(hù)工程的順利開(kāi)展，帶動(dòng)了城市的現(xiàn)代化發(fā)展。剩余污泥脫水處理方面的技術(shù)日漸成熟，在處理中污水處理廠可以根據(jù)剩余污泥的具體類型和污染程度，選擇最為恰當(dāng)?shù)拿撍幚砉に嚕纳飘?dāng)下城市的環(huán)境污染問(wèn)題，解決環(huán)境危機(jī)，為城市居民創(chuàng)造相對(duì)和諧、穩(wěn)定的生產(chǎn)生活條件。

（4）有利于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的共同發(fā)展。各個(gè)城市在當(dāng)下的發(fā)展條件下，都在積極探索生態(tài)文明發(fā)展路徑。事實(shí)上，生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在著緊密的聯(lián)系，傳統(tǒng)發(fā)展下過(guò)于關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)，缺乏對(duì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，存在廢棄物和廢水的恣意排放，引發(fā)了生態(tài)環(huán)保危機(jī)，阻礙了城市的現(xiàn)代化。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提升，城市污水廠的剩余污泥脫水處理，有利于實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的同步發(fā)展，為城市創(chuàng)造更大的發(fā)展?jié)摿Γ龠M(jìn)城市的和諧發(fā)展[1]。

2 城市污水處理廠的環(huán)保措施

（1）建立危險(xiǎn)源監(jiān)控體系。城市污水處理廠的占地面積較大，在場(chǎng)地內(nèi)可能涉及了鹽酸儲(chǔ)罐、氯酸鈉儲(chǔ)罐與聚丙烯酰胺倉(cāng)庫(kù)等，這些地點(diǎn)不僅存在著巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)，還伴隨著較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，要保障污水處理廠環(huán)保工作的成效，污水處理廠最好可以根據(jù)自身的實(shí)際情況，構(gòu)建危險(xiǎn)源監(jiān)控體系，對(duì)污水處理廠中的一些特殊部位重點(diǎn)標(biāo)記，設(shè)立警示，安排專人負(fù)責(zé)這些特殊地點(diǎn)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)管理。各個(gè)污水處理廠要不斷完善其巡檢制度，安排專人對(duì)整個(gè)污水處理現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展全面的巡檢，重點(diǎn)對(duì)廠內(nèi)的物料儲(chǔ)罐、配套管道、閥門液位、壓力與密封、防護(hù)設(shè)備設(shè)施等加以檢查，并做好檢查記錄。如果污水處理廠的規(guī)模龐大，可以進(jìn)行COD 自動(dòng)監(jiān)控儀、氨氮自動(dòng)監(jiān)控儀、超聲波明渠流量計(jì)、水質(zhì)自動(dòng)采樣器等先進(jìn)儀器、系統(tǒng)的使用，以完成污水處理廠的環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)，在相應(yīng)指標(biāo)超出了正常標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，及時(shí)采取控制策略。

（2）定期檢查與維護(hù)。在污水處理廠的消毒間內(nèi)，由于配備有二氧化氯發(fā)生器、鹽酸儲(chǔ)罐、氯酸鈉儲(chǔ)罐等，污水處理廠要定期安排這些人員對(duì)這些設(shè)施加以維護(hù)與檢查，盡量通過(guò)維護(hù)與檢查消除由于化學(xué)藥劑等泄露而引起的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。正常情況下，最好保持每?jī)尚r(shí)巡檢一次，如果遇到了極端的天氣條件，更是要加大巡檢頻次。此外，污水處理廠的相關(guān)部門在日常的工作中同樣要做好衛(wèi)生防護(hù)和環(huán)保工作，積極引入先進(jìn)的衛(wèi)生與環(huán)保設(shè)施，安排專人定期對(duì)這些衛(wèi)生與環(huán)保設(shè)施加以檢查，避免設(shè)備故障而引起的環(huán)境問(wèn)題。

（3）泄露事故預(yù)防和環(huán)境保護(hù)。儲(chǔ)罐通風(fēng)設(shè)施始終處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，因?yàn)槲鬯幚韽S的污水總量大、危害大，地面設(shè)置有相應(yīng)的防腐防滲層，可以有效避免污水下滲對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土壤所造成的污染。在鹽酸儲(chǔ)罐設(shè)置有護(hù)欄、有毒物質(zhì)標(biāo)記、禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入等警示標(biāo)志，氯酸鈉儲(chǔ)罐上設(shè)置有易燃物品警示標(biāo)識(shí)。在污水處理廠的運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于加氯間需安排專人負(fù)責(zé)，且這些人員要嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范操作的要求，在開(kāi)展相應(yīng)操作時(shí)，配備安全防護(hù)工具，并做好相應(yīng)的防護(hù)措施，做好配料箱、管道維修等基礎(chǔ)性工作。污水處理廠在日常的工作中逐步形成了一套完善的進(jìn)出水水質(zhì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、水質(zhì)定期檢測(cè)制度，相關(guān)人員在污水處理廠的運(yùn)行中嚴(yán)格執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)與制度，使得進(jìn)出水水質(zhì)均可以符合國(guó)家的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，有效保持了污水處理廠各種污水處理作業(yè)的推進(jìn)。

（4）完善的環(huán)保管理制度。為有效消除污水處理廠的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，污水處理廠在不斷的污水處理中逐步形成了完善的環(huán)保管理制度，這一制度中包含的相關(guān)內(nèi)容非常多，給污水處理廠各個(gè)部門、崗位人員的環(huán)保工作給予了一定的制度支持。比如，環(huán)保責(zé)任制的落實(shí)，使得各個(gè)部門的人員均可以有效遵守環(huán)保工作的操作規(guī)范和制度要求；考核制度，針對(duì)各個(gè)部門、崗位人員的工作成效，在完善的考核制度基礎(chǔ)上給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰，提高污水處理廠內(nèi)各個(gè)人員的環(huán)保意識(shí)；培訓(xùn)制度，定期對(duì)各個(gè)崗位上的人員給予一定的環(huán)保工作培訓(xùn)和人才引進(jìn)，通過(guò)這種方式不斷在污水處理廠內(nèi)組建專業(yè)化團(tuán)隊(duì)，提高團(tuán)隊(duì)內(nèi)人員的環(huán)保工作水平，培訓(xùn)中重點(diǎn)要做好環(huán)保工作理論和技術(shù)的培訓(xùn)，使得參與培訓(xùn)的人員均可以掌握環(huán)保工作要點(diǎn)。

（5）完善的環(huán)保預(yù)警機(jī)制。城市污水處理廠的環(huán)保工作難度較大，因?yàn)槲鬯呐欧趴偭看?、污染?yán)重，環(huán)保工作開(kāi)展時(shí)的任務(wù)艱巨，為達(dá)到環(huán)保工作目標(biāo)，幾乎所有的污水處理廠都建立了完善的環(huán)保預(yù)警機(jī)制，在這一機(jī)制下，污水處理廠內(nèi)的各個(gè)部門都能夠根據(jù)預(yù)警等級(jí)劃分，通過(guò)不斷的環(huán)保監(jiān)測(cè)，及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急機(jī)制，當(dāng)出現(xiàn)環(huán)保工作問(wèn)題以后，快速啟動(dòng)預(yù)警和應(yīng)急機(jī)制，來(lái)減小環(huán)境污染范圍。

3 污泥脫水技術(shù)

（1）干化。剩干化脫水處理工藝下成本投入偏低、操作簡(jiǎn)單，但處理時(shí)卻需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，甚至?xí)殡S著一些有毒有害物質(zhì)的排放，脫水處理的效率不高。根據(jù)實(shí)際處理，自然干化下的剩余污泥脫水處理一般要消耗4～5 周的時(shí)間，在經(jīng)由第一周的處理以后，污泥含水率一般可以下降到60%以內(nèi)，在4～5 周的脫水處理以后，剩余污泥含水率一般會(huì)低于10%[2]。根據(jù)自然干化工藝的應(yīng)用，為保障良好的脫水處理效果，在氣候干燥的地區(qū)更為適用。

（2）機(jī)械脫水。剩余污泥脫水處理中，如果單純利用的是機(jī)械脫水工藝，其中的含水率并不能在有效的時(shí)間內(nèi)快速降低，一般會(huì)將機(jī)械脫水與其他工藝結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，來(lái)保障良好的脫水效果。根據(jù)相關(guān)研究，某石油化工企業(yè)的污泥，在濃縮與機(jī)械脫水工藝的有效結(jié)合下，其含水率并未明顯降低，依舊高達(dá)85%甚至更高，且處理時(shí)的成本消耗較大[3]。

（3）超聲處理工藝。在將超聲處理工藝應(yīng)用于剩余污泥脫水處理的過(guò)程中，利用的是超聲波的特殊性能，首先，因?yàn)槌暡ǖ穆暬瘜W(xué)性能良好，利用這一性能以后，就可以使得超聲波在水中出現(xiàn)空穴作用，也就在局部形成了高溫高壓與強(qiáng)勁的水剪切力，這些作用力的產(chǎn)生使得剩余污泥難以保持原有的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與菌膠團(tuán)，內(nèi)部結(jié)合水在這些條件下被釋放出來(lái)，剩余污泥的脫水性能得以大大改善；其次，超聲波還具有一定的海綿效應(yīng)，因?yàn)樵诔暡ǖ妮o助下，水分子的通過(guò)率得以提升，超聲波波面通道中的水分子通過(guò)更為容易，也就使得剩余污泥粒徑大大增大；最后，超聲波兼具混凝作用，正是因?yàn)槌暡ǖ倪@一特性，使得在利用超聲處理工藝進(jìn)行脫水處理的過(guò)程中，污泥顆粒之間通過(guò)不斷的碰撞和粘結(jié)，而擴(kuò)大剩余污泥的粒徑。

（4）生物淋濾工藝。生物淋濾工藝下，利用的是生物淋濾處理，在經(jīng)由專業(yè)化處理以后，剩余污泥的pH 值顯著降低，胞外聚合物在經(jīng)由水解以后會(huì)逐步脫離于污泥表面而存在，剩余污泥的水分分布無(wú)法保持最初的狀態(tài)，也就使得其脫水性能得以改善。與其他的處理工藝相比，生物淋濾工藝下的節(jié)能環(huán)保性非常突出，這是其最為突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在投入非常小的成本條件下，就可以獲得良好的脫水效果，且在脫水處理以后不存在二次污染的問(wèn)題，剩余污泥中的重金屬離子等有毒有害物質(zhì)及時(shí)被脫除，是最具經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的脫水工藝[4]。

結(jié)語(yǔ)

城市污水廠的剩余污泥的脫水處理對(duì)于環(huán)保事業(yè)而有效落實(shí)而言意義重大，在實(shí)際脫水處理過(guò)程中，處理工藝非常多，但不同的處理工藝下的脫水效率有著明顯的區(qū)別。隨著當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的提出，在剩余污泥脫水處理的過(guò)程中，對(duì)于節(jié)能環(huán)保性的關(guān)注度大大提升，未來(lái)的不斷發(fā)展中，要加強(qiáng)對(duì)工藝的創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)脫水處理中的節(jié)能減排目標(biāo)。