污水處理廠的污泥處置及利用途徑探究

沈登城

（廣州開發(fā)區(qū)水質(zhì)監(jiān)測中心，廣東 廣州 510530）

現(xiàn)階段，我國污水處理廠在污泥處置中還存在著一些問題，如技術(shù)單一、設(shè)備陳舊等，導(dǎo)致污泥處置效率低下，造成了生態(tài)環(huán)境的污染與破壞。因此，污水處理廠在今后的發(fā)展中，要針對這些問題展開深入的探討與分析，從而制定切實可行的解決措施。

1 污泥處理的基本內(nèi)容

1.1 重要性

污水處理廠是水資源凈化處理、循環(huán)再利用的主要場所之一，其對于社會建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展都發(fā)揮著非常重要的作用。在實際的污水處理中，不僅要做好污水的處理工作，還要做好污泥的處置與利用，以此實現(xiàn)資源的充分利用。

由此可見，污水處理廠中的污泥處置工作非常重要，必須要給予高度重視。其重要性表現(xiàn)在：第一，做好污泥處置工作不僅能有效降低污泥對生態(tài)環(huán)境的污染與破壞，還能夠提高資源利用效率，為污水處理廠帶來更多的社會效益。第二，污水處理廠在污泥處置中，實現(xiàn)污泥的回收利用可為污水處理廠帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。這不僅有利于提高污水處理廠的凈化效能，還能夠有效解決污泥量不斷增長的問題，充分發(fā)揮出了污水處理廠的價值與效能。第三，隨著城市化進(jìn)程不斷加快，污水與污泥數(shù)量同時在不斷增多。因此，做好污泥處置工作，有效解決了污泥量增加的問題，為營造良好的城市環(huán)境，加快社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)[1]。

1.2 原則

污水處理廠進(jìn)行污泥處置是為了實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、無害化、資源化，同時，在充分利用污泥的基礎(chǔ)上，為處理廠帶來更多的綜合效益。其主要原則為：

第一，因地制宜。在污泥處置中，必須要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，遵循因地制宜的原則，保障污泥的處置效率與水平，且降低處置成本與難度。如可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境、土地資源等，來選擇相應(yīng)的處置方法與技術(shù)、設(shè)備與工藝，以此實現(xiàn)污泥處置的高效性。

第二，經(jīng)濟(jì)性。合理高效地進(jìn)行污泥處置，可為污水處理廠帶來更多的利潤，促使其獲得長遠(yuǎn)持續(xù)的發(fā)展。在實際處置工作中，不僅要保障污泥處置的效率與水平，還要提高其資源利用效率，這才能為污水處理廠增加經(jīng)濟(jì)效益。

第三，科學(xué)合理。由于不同地區(qū)之間的污泥特性、處置設(shè)備等都存在著一定差異，因此，對于污泥處置工作帶來了很大挑戰(zhàn)。在實際處置中，要根據(jù)污泥的特性，污水處理廠的實際情況，來采用相應(yīng)的技術(shù)與方法，且遵循科學(xué)合理的原則。

第四，資源化、穩(wěn)定化、無害化原則。資源化是指提高污泥的處置效率，實現(xiàn)污泥資源的循環(huán)利用。而穩(wěn)定化是指污泥經(jīng)過處理后不會繼續(xù)發(fā)生性質(zhì)變化。無害化是指污泥經(jīng)過處理后不會對人體、生態(tài)環(huán)境造成危害。因此，在實際處置中必須遵循以上原則，以此發(fā)揮出污泥處置的價值與效益。

1.3 存在的問題

現(xiàn)階段，我國污水處理廠的污泥處置還存在著一些問題，導(dǎo)致污泥處置與利用效率低下。主要表現(xiàn)在：第一，目前，我國污泥處置技術(shù)工藝主要分為資源化與拋棄型。資源化技術(shù)工藝是指將污泥經(jīng)過加工處理后實現(xiàn)充分利用。這樣既提高了資源的利用效率，又保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。而拋棄型主要為填埋、焚燒、海洋排放等，以上處理方式既造成了生態(tài)環(huán)境的污染與破壞，又浪費(fèi)了大量的資源和能源。比如填埋處理技術(shù)，需要占用大量土地資源，且污泥中的廢水會滲入地下，污染地下水資源[2]。而焚燒處理技術(shù)同樣會對生態(tài)環(huán)境會造成污染。海洋排放會威脅到海洋生物的生存，污染海水資源等。第二，由于我國的污泥處置起步較晚，技術(shù)方法較為單一，設(shè)備設(shè)施相對陳舊，導(dǎo)致處理效率低下，這也是現(xiàn)階段存在的問題之一。

此外，由于城市化進(jìn)程不斷加快，污水排放量不斷增多，因此，污水處理廠就把重心放在了污水的處理凈化上，忽視了對的污泥處理，再加上污水處理廠的資金、場地有限，無法投入大量的資金引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)施設(shè)備、新型技術(shù)等，以上諸多原因都給整個污泥處置工作帶來了很大挑戰(zhàn)，從而也阻礙了社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 污水處理廠的污泥處置方法

2.1 焚燒處理

焚燒處理法最早出現(xiàn)在上個世紀(jì)九十年代，在當(dāng)時被一些發(fā)達(dá)國家廣泛的應(yīng)用在污泥處理中。該方法能夠?qū)⑽勰嘀械牟≡w、碳化有機(jī)物等有效消滅，并且能消除污泥中的惡臭，也減少了污泥量，具明顯的處理效果。后來引入我國，成為了我國污泥處置的常用方法之一。

污泥焚燒處理法可分為直接焚燒與干化焚燒。直接焚燒法會消耗大量的資源和能源，無法實現(xiàn)污泥資源的充分利用。而干化焚燒法是通過多種工序、工藝的應(yīng)用，有效提高污泥中可燃物的含量，降低污泥中的水含量，提高了利用效率，該方法是一種高效的污泥處置方法。污泥焚燒處理法屬于高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，可對資源進(jìn)行充分利用，既提高了處理效率，又避免造成環(huán)境二次污染等。污泥在經(jīng)過焚燒之后，可將焚燒灰制成工業(yè)用品、農(nóng)業(yè)肥料等，為污水處理廠帶來了經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 填埋處理

污泥填埋處理法最早也出現(xiàn)在上個世紀(jì)九十年代，當(dāng)時在美國、德國、香港等地區(qū)有著非常廣泛應(yīng)用。污泥填埋處理法包括單獨(dú)填埋與混合填埋，這兩種方法都有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在實際應(yīng)用中，污泥的類型影響著填埋方法，因此，對污泥進(jìn)行處理時必須要根據(jù)污泥的類型以及當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，來選擇相應(yīng)的填埋方式。

單獨(dú)填埋是指污泥單獨(dú)填埋；而混合填埋是指污泥與垃圾混合填埋。不同的填埋方法對于污泥的含固率、抗剪強(qiáng)度等，有著一定的要求。因此，在污泥填埋之前必須先做好脫水工作，而脫水后的污泥含水量必須要達(dá)到65%左右，這才可以進(jìn)行填埋。如果污泥含水量較高，就必須加入填充劑才能進(jìn)行填埋。此外，在污泥進(jìn)行填埋時，必須要對填埋地區(qū)的土力學(xué)性質(zhì)、環(huán)境因素等進(jìn)行綜合考慮與分析，否則不能采用填埋處理法。

（1）污泥的單獨(dú)填埋法又可以分為填溝法、平面填埋法、筑堤法[3]。填溝法是指通過開挖溝渠將污泥填埋進(jìn)去，且將挖溝時的土壤作為最終覆蓋層，這種方法一般用于地勢較陡的地區(qū)。而平面填埋法是指通過利用填埋設(shè)備進(jìn)行土坑的開挖，然后將污泥與開挖土一共填埋。筑堤法是指通過修筑堤壩，在堤壩里面填埋污泥與土的混合物。（2）混合填埋法是指在污泥經(jīng)過脫水處理后，與垃圾一塊填埋，以此對污泥進(jìn)行有效處置。

2.3 熔化技術(shù)

污泥的熔化技術(shù)是指在高溫環(huán)境下對污泥進(jìn)行干燥處理，將污泥中的有機(jī)成分燃盡。其處理工藝為，在高溫熔化中將污泥中的水分蒸發(fā)掉，使其變成干燥的污泥，再經(jīng)過特殊形狀的熔化爐，使其在爐內(nèi)燃燒，最后剩下的不可燃物會以溶液形態(tài)流出爐外，冷卻固化后形成爐渣。由于爐渣的主要成分包括鋁、鎂、鐵、硅等，可用于制作建筑材料。需要注意的是，在熔化過程中必須使用專業(yè)的熔化爐，如底焦熔化爐、表面熔化爐、旋轉(zhuǎn)熔化爐等，以此滿足污泥的熔化處理需求。

2.4 干化處理

污泥的干化處理也是污泥處置的有效方法之一，該方法能實現(xiàn)污泥的有效處理與充分利用。污泥的干化處理是指通過滲濾、蒸發(fā)等作用將污泥中的大量水分去除，然后用于各種生產(chǎn)與加工。在干化處理中需要用到高黏度污泥干化設(shè)備，其常用的設(shè)備為熱風(fēng)旋片干燥機(jī)，然后再根據(jù)污泥的黏度，選擇雙軸旋片式、三軸旋片式（干燥機(jī)）等，其水分去除率可高達(dá)80%左右，且整個處理過程耗時較短，效率較高。隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國很多污水處理廠開始使用熱電廠蒸汽作為烘干熱源，雖然在一定程度上提升了污泥的處理效率，但成本較高，因此，該技術(shù)在實際應(yīng)用中還需要進(jìn)一步改良與優(yōu)化。

3 污水處理廠的污泥利用途徑

3.1 制作建筑材料

采用焚燒法進(jìn)行污泥處置，可將焚燒灰用于加工制作各種建筑材料。通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，污泥焚燒灰與制磚黏土的成分非常接近，因此，可用來制作磚塊。制作出來的污泥磚屬于新型材質(zhì)，不僅具有傳統(tǒng)實心磚的良好性能，還提高了資源的利用效率，減少了對土地資源的消耗，有效保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。此外，焚燒灰還可用于制作陶粒、生化纖維板、生態(tài)水泥等建筑材料，為污水處理廠帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

污泥是污水處理后的剩余固體與污水的混合物，其在經(jīng)過處置之后就可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，直接利用。因污泥中含有著大量的有機(jī)物、鉀、磷、氮元素，這些都是植物在生長過程中所需要的營養(yǎng)元素，因此，污泥可以直接用于農(nóng)田、森林、牧草、復(fù)墾地中。通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，將污泥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可增加土壤中的鉀、磷、氮元素，為農(nóng)作物、植物提供了充足的生長養(yǎng)分[4]。且還可以增加牧草產(chǎn)量、防止侵蝕和徑流，以及改善土壤的透水性與耕性。第二，處置后利用?，F(xiàn)階段，我國的污泥處置技術(shù)工藝在不斷更新與優(yōu)化。因此，污泥在經(jīng)過處置之后，其中有害物質(zhì)的含量也在大幅度減少，將其應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中后可有效替代石灰，進(jìn)而增加了土壤的肥力，有效改善了土地與周邊環(huán)境的土壤質(zhì)量。

3.3 制作動物飼料

污泥中含有大量的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等，這些都是動物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。因此，污泥在經(jīng)過處置后既可用于制作動物飼料，又可為污水處理廠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。一般情況下，污泥中的粗蛋白含量在20%～50%左右，可有效滿足動物生長的營養(yǎng)需求。

3.4 能源熱能利用

能源熱能利用也是污泥利用的途徑之一，也能帶來更多的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益。其具體利用途徑如下：第一，沼氣。污泥在經(jīng)過厭氧消化后會生成甲烷等氣體，這些氣體都是沼氣的主要成分。且在長時間的厭氧消化中，污泥的酸性物質(zhì)也開始分解，當(dāng)酸性與堿性分解保持平衡時，消化效率就會提升，也不會散發(fā)出臭氣，最終生成沼氣，作為能源應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)[5]。第二，其他氣體。污泥在消化過程中還會產(chǎn)生其他氣體，這些也可以作為能源，可用于熱水鍋爐、內(nèi)燃機(jī)、焚燒爐等燃料。第三，燃料化利用。采用HERS法對污泥進(jìn)行處置，可將剩余的活性污泥和初沉污泥分別進(jìn)行厭氧消化，然后產(chǎn)生消化氣，在經(jīng)過脫硫處理后就可作為發(fā)電的燃料。而混合消化污泥在離心脫水后，加入輕溶劑油就能制作成污泥燃料，可用于發(fā)電與工業(yè)生產(chǎn)。第四，熱能利用。污泥在經(jīng)過處理后還是一種干燥的熱源，能夠用于發(fā)電，回收能量，實現(xiàn)污泥的重復(fù)利用。不過在污泥處置過程中，需要選用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒ú拍軐崿F(xiàn)污泥的最大化利用。同時也能降低了對生態(tài)環(huán)境的污染。

4 結(jié)語

綜上所述，污水處理廠的污泥處置將會影響污泥資源的利用，以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。因此，在今后的實際工作中可采用焚燒處理法、填埋處理法、熔化技術(shù)、干化技術(shù)等，對污泥進(jìn)行有效處置；然后將其用于制作建筑材料、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源熱能利用等，以此充分發(fā)揮污泥的效能，同時也為保護(hù)生態(tài)環(huán)境作出貢獻(xiàn)[6]。