污水處理廠污泥處置技術(shù)及再利用研究

陳晨詠

（廣東粵港供水有限公司，廣東 深圳 518021）

污水處理廠的污泥主要是污水處理過程中沉淀的懸浮物質(zhì)，其中包括各種重金屬等，對環(huán)境造成不良影響。傳統(tǒng)的污泥處理方法主要是填埋法，這種處理方式對土壤產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，會(huì)導(dǎo)致填埋區(qū)域周圍無法生長植物，而污泥露天堆放對空氣造成一定的污染。如何處置污水處理廠污泥成為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的課題之一。另一方面，污泥中含有大量的有機(jī)物或植物生長所需的營養(yǎng)元素，污泥經(jīng)過處理后可以實(shí)現(xiàn)再利用，從而提高我國資源的利用率。然而，污泥的再處理成本較高，近年來，研究人員不斷探索污泥處置技術(shù)，希望在提高污泥再利用的基礎(chǔ)上，降低污泥的處置成本。

1 污泥的特性及危害

污水處理廠排放的污泥含有大量的有機(jī)物、細(xì)菌和病原菌等。這些有害物質(zhì)在污泥中積累，如果不能得到妥善處理，會(huì)對人身健康和環(huán)境產(chǎn)生較大的危害。污泥中還含有有機(jī)物和礦物質(zhì)，其可以被植物利用，促進(jìn)植物的生長。且污泥中含有的氮、磷和鉀等物質(zhì)可以提高土壤的肥力，改善土壤的理化性質(zhì)，當(dāng)污泥中的有害物質(zhì)被處理后，可以作為肥料用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。但是，污泥中含有的重金屬物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境的破壞是較大的，未經(jīng)過處理處置的污泥不能隨意利用，否則也會(huì)造成環(huán)境的二次污染[1]。

2 污水處理廠污泥處置原則

2.1 減量化原則

污泥處理的第一步是脫水，主要是去除污泥中的自由水，分離結(jié)合水和毛細(xì)水，該處理可以有效降低污泥中的水含量。污水處理廠污泥的含水率為90%以上，在處理污泥時(shí)，如果不能有效脫除污泥中的水，則無法進(jìn)行后期的處理和利用。采用污泥脫水的方式可以實(shí)現(xiàn)污泥的減量化目的，縮小污泥的體積，方便后續(xù)的處理處置和運(yùn)輸[2]。

2.2 穩(wěn)定性原則

在處理污泥過程中，需要采取科學(xué)的方法，避免造成二次污染。同時(shí)，注意防護(hù)污泥的運(yùn)輸和儲(chǔ)存，如果發(fā)生污泥變質(zhì)，會(huì)加大后期對其的處理難度，提高處理成本，因此，污泥處置應(yīng)遵循穩(wěn)定性原則。

2.3 無害化原則

污泥處置需要符合無害化的要求，從而充分發(fā)揮污泥的利用價(jià)值。因此，需要堅(jiān)持無害化處理原則，保證處理后污泥的各項(xiàng)指標(biāo)符合要求，實(shí)現(xiàn)資源化轉(zhuǎn)變。

3 污水處理廠污泥處置技術(shù)

3.1 污泥濃縮技術(shù)

污泥濃縮技術(shù)是將污泥進(jìn)行濃縮，從而降低污泥的含水率，縮小污泥的體積。其主要是利用污泥顆粒中含有的縫隙，將水從縫隙中擠出來，主要利用的物理方法如重力法、離心力法等[3]。通過污泥濃縮技術(shù)可以減少污泥處置的步驟，節(jié)約處理成本，并提高污水的處理效率，降低污水處理廠的日常運(yùn)營費(fèi)用，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 污泥脫水處理技術(shù)

經(jīng)過濃縮處理后，污泥中的水含量仍較大，含水率大于80%，因而污泥的體積較大，流動(dòng)性較好，不利于后期的污泥處置。因此，在經(jīng)過污泥濃縮處理后，還需要進(jìn)行污泥脫水處理。其主要是將濃縮后的毛細(xì)水和空隙水進(jìn)行過濾分離[4]。常用的污泥機(jī)械脫水方式包括真空脫水、離心脫水和壓濾脫水等。真空脫水是利用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)將過濾網(wǎng)一段壓縮成真空模式，從而擠出污泥中多余的水分，大大降低污泥的體積。離心脫水的原理是通過離心力的作用，將污泥中的水分分離出去。壓濾脫水是利用壓力擠壓污泥中的水分，使其通過介質(zhì)過濾到另一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)污泥中水分的脫除。這幾種方式在污水處理廠十分常用，可以大大提高污泥的處理效率。

3.3 污泥消化處理技術(shù)

污泥消化分為好氧消化和厭氧消化，主要是降低污泥中有機(jī)物的含量，保持污泥的穩(wěn)定性。其中，厭氧消化主要消除污泥中的病原菌，而好氧消化可提高污泥的曝光量，加快有機(jī)物的分解。有機(jī)物的消化主要經(jīng)歷兩個(gè)步驟，即水解酸化和產(chǎn)甲烷，通過水解酸化可以分解污泥中的蛋白質(zhì)，而在產(chǎn)甲烷階段，可以將乙酸等物質(zhì)再次分解成為甲烷分子，然后再通過新陳代謝作用分解為甲烷，從而將污泥的價(jià)值進(jìn)行充分利用[5]。

3.4 污泥焚燒處理技術(shù)

焚燒處理就是將污泥進(jìn)行焚燒，這種方式較為直接，可以減小污泥的體積，最快的消除污泥中的水分。但是這種方式會(huì)產(chǎn)生一定的有害氣體，尤其在污泥不能充分燃燒的條件下，會(huì)產(chǎn)生更多的有害氣體，如一氧化碳，對生態(tài)環(huán)境造成較大破壞。因此，如果應(yīng)用污泥焚燒處理技術(shù)，就需要保證污泥的充分燃燒，利用燃燒產(chǎn)生的熱量，去除重金屬物質(zhì)[6]。

4 污水處理廠污泥處理后再利用途徑

4.1 用于土壤改良

污泥中含有大量的微生物及氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，經(jīng)處理后可應(yīng)用于土壤改良領(lǐng)域。為此需要進(jìn)行好氧菌發(fā)酵處理，降解污泥中的有機(jī)物，改變污泥的性質(zhì)，提高污泥的營養(yǎng)成分。同時(shí)，通過高溫發(fā)酵可以消除污泥中的病原體，實(shí)現(xiàn)污泥的無害化處置。將處理好的污泥用于土壤改良，可以提高土壤的肥力，改善土壤的化學(xué)及物理性能，促進(jìn)植物的生長。這種利用方式，也是污泥再利用的主要方式之一[7]。

4.2 用作建筑原材料

剩余污泥經(jīng)處理后可應(yīng)用于建筑工程方面。經(jīng)脫水和焚燒處理后，污泥可作為建筑工程的原材料，這樣不僅能實(shí)現(xiàn)對資源的回收利用，還可提高工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國建筑業(yè)的發(fā)展。

4.3 用作農(nóng)業(yè)肥料

污泥經(jīng)過處理后可以作為肥料應(yīng)用。將污泥中的重金屬去除后，剩余污泥可以被制作成肥料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用[8]。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市人口數(shù)量的增長，城市污水處理廠的處理量逐年增加，從而增加污泥的處理量和處理難度。而如果不能做好相應(yīng)的污泥處理工作，將對生態(tài)環(huán)境帶來極大的威脅。因此，政府部門需要加大污泥處置和再利用的技術(shù)研發(fā)和投入，提高污泥的處理效率，降低污泥的處理成本，并減小污泥對環(huán)境的影響，甚至將污泥進(jìn)行資源化利用，提高污水處理廠的處理效果[9]。同時(shí)，我國需要引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，并建立適合自身情況的污水處理機(jī)制，避免因隨意處置污泥而污染環(huán)境。此外，污水處理廠也應(yīng)擴(kuò)展污泥再利用的領(lǐng)域，促進(jìn)污泥多元化再利用。