張學(xué)秋

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城市污水廠污泥的處理處置與綜合利用

張學(xué)秋

（南京萬(wàn)德斯環(huán)保科技有限公司）

本文對(duì)城市污水處理廠的建設(shè)運(yùn)行,污水得到了處理,而怎樣對(duì)污泥處理處置提出了解決方案并做了一些分析。首先對(duì)城市污水處理廠污泥特性、污泥處理處置原則進(jìn)行了說(shuō)明,對(duì)污泥處理處置以穩(wěn)定化、無(wú)害化、減量化、資源化為原則對(duì)污泥消化、堆肥、干燥、填埋、焚燒等工藝流程、優(yōu)缺點(diǎn)作了詳盡闡述,對(duì)污泥的建材利用做了介紹。

城市污水 污泥處理 綜合利用

一、前言

隨著城市污水處理廠的建設(shè)運(yùn)行,污水得到了處理,河道等水環(huán)境得到了大大改善,隨之而來(lái)的污泥大量增加。因此污泥處理處置成為突出的問(wèn)題,也越來(lái)越得到各方面的重視。目前,一些城市污泥采取了隨產(chǎn)隨運(yùn),送去填埋或郊區(qū)傾倒,從而變成二次污染源,對(duì)大氣、水體、土壤都造成污染和危害。如不進(jìn)行適當(dāng)處理及合理有效的再利用,將導(dǎo)致在處理污水的同時(shí)制造出新的更為嚴(yán)重的污染,使人們生存的環(huán)境進(jìn)一步惡化,生態(tài)環(huán)境難以修復(fù)。該文就城市污水處理廠的污泥處理提出解決方案并做部分案例分析。

二、排泥水處理及其污泥處置必要性

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快加深，越來(lái)越多的自來(lái)水廠建立，公眾環(huán)保意識(shí)也在不斷加強(qiáng)，政府對(duì)環(huán)境污染治理程度也逐漸加大，開(kāi)始把對(duì)凈水廠污泥的處理、處置方法和技術(shù)的研究提上日程。凈水廠污泥對(duì)環(huán)境危害性相對(duì)較小，其處理處置也容易被忽略，大多數(shù)凈水廠污泥被直接排入水體，其危害性主要表現(xiàn)在以下方面：

2、排泥水中的大量懸浮物、有機(jī)物等污染物會(huì)造成水體污染。數(shù)據(jù)顯示，2012年全國(guó)污水排放總量達(dá)到了684.6億噸，對(duì)環(huán)境的沖擊十分明顯。

3、污水廠產(chǎn)生的大量鋁污泥，排入水體后會(huì)危害水中生物，破壞水體生態(tài)平衡。妥善處置水廠排泥水，也有助于緩解水資源短缺和創(chuàng)建節(jié)水型社會(huì)。近年來(lái)，隨著人們用水量的增加，挖掘現(xiàn)有水處理構(gòu)筑物的產(chǎn)水能力已成為一個(gè)熱點(diǎn)方向，豐桂珍通過(guò)斜管（板）沉淀池的優(yōu)化來(lái)提高澄清池產(chǎn)水能力。將排泥水處理回用也是一種利用現(xiàn)有構(gòu)筑物產(chǎn)水的方式。我國(guó)新建和改造的凈水廠均考慮了排泥水處理系統(tǒng)。如廣州市南洲水廠、內(nèi)蒙古某經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)凈水廠均對(duì)排泥水進(jìn)行了妥善的處置。

三、城市污水處理廠污泥特性

城市污水處理廠的污泥是污水將城市地區(qū)的污水收集處理、出水達(dá)標(biāo)排放后剩余的殘留物。泥中除了含有大量的有機(jī)物和豐富的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還含有重金屬、致病菌和寄生蟲等有毒有害成分,而且氮磷以有機(jī)態(tài)為主。污泥中還有許多植物所必須的微量元素,可以緩慢釋放,具有長(zhǎng)效性,經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理并在滿足標(biāo)準(zhǔn)的情況下,污泥是有用的生物資源,是很好的土壤改良劑和肥料。

污泥當(dāng)中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)厭氧發(fā)酵后可以產(chǎn)生沼氣,可以提供熱能、電能（發(fā)電）、機(jī)械能（直接驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)為曝氣池曝氣）、燃料（城市燃?xì)饣蛱娲囉锰烊粴獾能囉谜託猓?/p>

通過(guò)典型污水廠污泥的研究分析得到:污泥濃縮后的含水率一般在96%左右；經(jīng)脫水后的含水率在80%左右；污泥的低位熱值為2000～3800大卡/公斤,干化后在達(dá)到環(huán)保要求的條件下,可以替代部分燃料；主要有機(jī)物脂肪、蛋白質(zhì)及碳水化合物對(duì)產(chǎn)氣量有直接影響；N、P在泥中的流動(dòng)情況與前處理工藝有關(guān)。

四、污泥處理處置的原則

1、穩(wěn)定化,通過(guò)處理使污泥停止降解,達(dá)到穩(wěn)定,從而避免二次污染的發(fā)生；

2、無(wú)害化,污泥中含有大量醫(yī)學(xué)上危險(xiǎn)的病原菌、病毒等,只有殺滅寄生蟲卵和病原微生物,才能安全和衛(wèi)生的加以利用；

1.2.2 短路故障 電力系統(tǒng)線路三相短路故障是電力系統(tǒng)最危險(xiǎn)的故障類型，占總故障的5%~10%．利用Rotary Switch模塊與Timed Fault Logic模塊可搭建設(shè)置多種類型線路故障并控制故障時(shí)間．本文故障的起始時(shí)間和切除時(shí)間分別為2.0 s和2.2 s．

3、減量化,減少污泥最終處置的體積,為后續(xù)處置、運(yùn)輸提供便利,降低了污泥處置經(jīng)營(yíng)成本；

4、資源化,主要指作為農(nóng)用肥料、肥土、園嶺肥料、底土、更換土、沙地鹽堿地的壤改良用土及補(bǔ)充燃料等。分類技術(shù)特點(diǎn)

五、污泥的綜合利用

1、土地利用

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，污泥中含有氮、磷、鉀鈣等微量元素、有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)都是農(nóng)作物必須的肥料組成，將污泥進(jìn)行加工處理后作為農(nóng)肥，對(duì)農(nóng)作物具有良好的增產(chǎn)效果，也可以對(duì)土壤進(jìn)行改良。但是污泥中含有一定量的重金屬，其比較穩(wěn)定，難以降解的特點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致土壤二次污染，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。

我國(guó)逐步建成了一批機(jī)械化水平較高的堆肥廠，其處理發(fā)酵等工藝及各個(gè)單元設(shè)備相對(duì)完整，并且產(chǎn)品、環(huán)境質(zhì)量，運(yùn)行操作的可控性都能達(dá)到較高的水平，典型工程如常州市環(huán)境衛(wèi)生綜合處理廠和北京南宮堆肥廠。

2、建材利用

污泥除了用于土地利用之外，由于其中含有大量的硅、鋁、鐵、鈣、有機(jī)物，這與許多建筑材料常用的原料組成很接近，因此還可以將污泥作為原料，進(jìn)行建材的制備。

①制磚

污泥建材技術(shù)在以日本為首的歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展十分迅速，其中日本的污泥焚燒灰制磚也最為成熟，大阪府早在1997年開(kāi)始利用污泥焚燒制透水性磚。隨著污泥制磚工藝的逐漸成熟，已經(jīng)將制成的磚用于廣場(chǎng)、公園、人行道等公用場(chǎng)所的建設(shè)。

②水泥

污泥雖然成分很復(fù)雜，但扣除其燒失量之后，其主要成分是氧化硅，與普通水泥的原料石灰石、粘土、鐵礦粉的成分相近。因此，可以用污泥來(lái)替代水泥生料，制備水泥。近年來(lái)，諸多學(xué)者對(duì)污泥制水泥的工藝進(jìn)行了研究，日本研究員將城市垃圾燒卻灰與下水道污泥按一定比例調(diào)配，高溫煅燒，生產(chǎn)生態(tài)水泥，摻入緩凝劑后，可用與道路、水壩、海洋混凝土等方面。漆宏利用水泥窖頭窖尾污泥雙摻組合生產(chǎn)工藝生產(chǎn)水泥，該工藝生產(chǎn)水泥品質(zhì)好，節(jié)省材料、資源，操作性強(qiáng)，安全性好，成本較低，同時(shí)污染物排放均能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

3、能源化利用

①發(fā)電

目前污泥發(fā)電方法主要有燃燒發(fā)電和厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣發(fā)電。污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣發(fā)電是先將污泥經(jīng)過(guò)厭氧消化，從而得到沼氣，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)利用沼氣燃燒做功，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而產(chǎn)生熱能和電能。其投資高、工藝復(fù)雜、多工種協(xié)調(diào)配合能力要求高、收益低的特點(diǎn)，限制了污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣發(fā)電在我國(guó)的應(yīng)用推廣

②制油

城市政污泥中有機(jī)成分高達(dá)70%至85%（以干泥計(jì)算），將其制油可獲得較高的油收率。1982年，德國(guó)率先對(duì)污泥低溫?zé)峤庵朴瓦M(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究。1986年，澳大利亞的Perth和Sydney建了兩座實(shí)驗(yàn)工廠，為20世紀(jì)90年代末第一座商業(yè)規(guī)模的蘇比亞科污泥低溫?zé)峤鉄捰吞幚韽S的正式建造提供了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，其建成后每天處理規(guī)模高達(dá)25t干泥。低溫?zé)峤庵朴途哂性O(shè)備簡(jiǎn)單，能量回收率高，對(duì)環(huán)境污染小，成本較為低等優(yōu)點(diǎn)，因此具有可觀的應(yīng)用前景。

③制氫

氫能被視為最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，其具有安全環(huán)保、燃燒熱值高、適用廣泛等特點(diǎn)。而污泥制氫主要研究方法有三種：污泥生物制氫、污泥高溫氣化制氫、污泥超臨界水氣化制氫。其中，污泥生物制氫更為符合持續(xù)發(fā)展的道路，但由于現(xiàn)有技術(shù)的局限性，以至于只限于實(shí)驗(yàn)室研究。超臨界水氣化制氫在日本、美國(guó)都有了相關(guān)的研究。其新型、高效、條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，值得大力展開(kāi)深入研究。

六、結(jié)束語(yǔ)針對(duì)凈水廠不同來(lái)源排泥水的各自特點(diǎn)，在其處理方式的選擇上需要綜合考慮；盡管凈水廠污泥對(duì)環(huán)境的危害性相對(duì)污水廠污泥來(lái)說(shuō)較小，但其危害性不容忽視；國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)凈水廠污泥資源化的方式的研究很多都是僅僅停留在可行性分析或者實(shí)驗(yàn)室水平上，都屬于探索性的研究，還沒(méi)有大規(guī)模推廣使用，加上很多凈水廠為節(jié)省成本，普遍采用填埋等簡(jiǎn)單的方式處理凈水污泥，浪費(fèi)資源的同時(shí)也有可能帶來(lái)不可預(yù)見(jiàn)的危害。綜上所述，污泥資源化才是凈水廠污泥處置的最終出路。但真正想要實(shí)現(xiàn)凈水廠污泥批量資源化，達(dá)到綜合利用還需要很深入的研究。

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