杜林（湖南省建筑設(shè)計(jì)院，湖南 長(zhǎng)沙410011）

城市污水處理廠污泥脫水后制磚的技術(shù)應(yīng)用

杜林（湖南省建筑設(shè)計(jì)院，湖南 長(zhǎng)沙410011）

近年來(lái)，隨著我國(guó)污水處理廠建設(shè)的加快，污水處理規(guī)模日益增加，隨之產(chǎn)生的污泥量大幅增加。城市污水污泥產(chǎn)量大且污泥成分復(fù)雜，給環(huán)境帶來(lái)巨大壓力，污泥問(wèn)題迫在眉睫。如何實(shí)現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化，是污泥處理處置的目標(biāo)。某縣城結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，將縣城污水處理廠的污泥，通過(guò)“污泥改性+機(jī)械脫水”后送至當(dāng)?shù)刂拼u廠進(jìn)行制磚，不會(huì)影響磚的成型和含水率。實(shí)現(xiàn)了對(duì)污泥的減量化、無(wú)害化處理，并進(jìn)行了資源化利用，達(dá)到了最終處置的目的。

污泥處置；污泥脫水；燒結(jié)制磚；資源化利用

城市污水污泥產(chǎn)量巨大且污泥成分復(fù)雜。若污泥處理處置不當(dāng)，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，同時(shí)也是對(duì)資源的一種浪費(fèi)。某污水處理廠根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，將污泥經(jīng)“污泥改性+機(jī)械脫水”后送至當(dāng)?shù)刂拼u廠進(jìn)行制磚，并按20%的比例將脫水后的污泥加入到燒結(jié)磚原料的頁(yè)巖中，不會(huì)影響磚的成型和含水率。實(shí)現(xiàn)了對(duì)污泥的減量化、無(wú)害化處理，并進(jìn)行了資源化利用，達(dá)到了最終處置的目的。

1 污水處理廠現(xiàn)狀及污泥泥質(zhì)

某縣城污水處理廠處理規(guī)模為3×104m3/d，主要處理生活污水。每天產(chǎn)泥量為3050kg/d（絕干污泥），折合80%含水率的污泥為15.50t/d。污水處理廠泥質(zhì)如表1所示。

表1 泥質(zhì)檢測(cè)結(jié)果表

2 污泥最終處理方式選擇

目前，國(guó)內(nèi)外污泥最終處置的方式主要如下：

2.1 土地利用

從許多地區(qū)污水處理廠污泥的成分看，其中有機(jī)物、氮、磷等的含量均較高，還含有鉀及其它微量元素，若適用于土地中，對(duì)土壤物理、化學(xué)及生物學(xué)性狀有一定的改良作用。如果污泥中含有一些致癌物質(zhì)和重金屬及其化合物超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)物和植物與之長(zhǎng)期接觸后會(huì)造成慢性中毒，因此最少的重金屬含量和病原體的大量減少是污泥土地利用的必要前提條件[1]。

2.2 污泥衛(wèi)生填埋

《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）中對(duì)填埋物入場(chǎng)要求為：“嚴(yán)禁將生活垃圾和危險(xiǎn)性廢棄物混合一起；嚴(yán)禁爆炸物性、易燃性、浸出毒性、腐蝕性、傳染性、放射性等有毒有害廢棄物進(jìn)入生活垃圾場(chǎng)”、“厭氧產(chǎn)沼等生物處理后的固態(tài)殘余物、糞便經(jīng)處理后的固態(tài)殘余物和生活污水處理廠污泥經(jīng)處理后含水率小于60%，可以進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng)填埋處置”。

2.3 污泥焚燒

污泥通過(guò)焚燒，使污泥體積極大減少，可節(jié)約大量的填埋場(chǎng)地和運(yùn)輸費(fèi)用。污泥焚燒過(guò)程中，高溫可以殺死污泥中的病原體和微生物，得到穩(wěn)定性、無(wú)害化的目的。因此，污泥的焚燒可以說(shuō)是一種比較徹底的處理方案，但投資和運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高[2]。

2.4 工業(yè)資源化利用

污泥資源化主要包括制造有機(jī)復(fù)合肥[1]、用作水泥添加劑、制磚、污泥陶粒等建筑材料、利用污泥的熱值用作燃料等方面。污泥的建材利用包含了利用污泥及其焚燒灰制造磚塊[2]、水泥、陶粒、玻璃、生化纖維板等。

在本工程污水處理廠所在地，有一座頁(yè)巖磚制造廠，其利用當(dāng)?shù)刎S富頁(yè)巖資源生產(chǎn)頁(yè)巖磚，建有一條年產(chǎn)8000萬(wàn)塊標(biāo)磚生產(chǎn)線，其產(chǎn)品按照《燒結(jié)普通磚》（GB5101-2003）標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，其采用的是高溫焚燒制磚工藝。而由表1，可知污泥中重金屬含量符合 《城鎮(zhèn)污水廠污泥處置制磚用泥質(zhì)》（GB/ T25031-2010）的要求。而且污泥和原材料混合后進(jìn)入磚窯摻燒，不需額外增加處理設(shè)置，故可將將污水廠剩余污泥處理至含水率60%以下后，送至制磚廠摻燒制磚。制磚時(shí)將60%含水率的污泥，按20%的比例加入到燒結(jié)磚原料的頁(yè)巖中，制成后不影響磚的成型和含水率。

3 污泥處理工藝

污泥的若干種處理方式各有其優(yōu)缺點(diǎn)，采用何種處理方案其主要依據(jù)為污泥的物理/化學(xué)性質(zhì)、污泥處理量及當(dāng)?shù)乜衫觅Y源情況等。結(jié)合最終處理方式，并參照國(guó)內(nèi)外的研究成果，在進(jìn)行多種方案比較的基礎(chǔ)上，本污水處理廠的污泥深度脫水技術(shù)擬采用“污泥化學(xué)改性+機(jī)械脫水”方式，從能源角度看，機(jī)械脫水的成本遠(yuǎn)低于其它處理工具。其系統(tǒng)投資和運(yùn)行成本相對(duì)較低，結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，操作簡(jiǎn)便。

其脫水原理是污泥通過(guò)改性后由輸送泵送至污泥壓濾系統(tǒng)。較高的輸送壓力使得污泥在輸送過(guò)程中，其含有的大部分水被濾出；當(dāng)輸送壓力逐步升高至最高壓力時(shí)，系統(tǒng)停止高壓泵的運(yùn)行，啟動(dòng)污泥壓榨系統(tǒng)，由高壓泵提供一定壓力的水對(duì)濾室內(nèi)的污泥再次進(jìn)行擠壓。經(jīng)過(guò)由小到大逐步遞增力的擠壓，殘留的游離水被壓出，最終得到含水率≤60%的餅狀污泥。

圖1 污泥處理工藝流程圖

污泥深度脫水系統(tǒng)由污泥濃縮、污泥壓榨脫水2部分組成。采用8h工作制，2套同時(shí)運(yùn)行，互為備用。系統(tǒng)為間歇運(yùn)行，循環(huán)周期≤4h/次。

4 污泥處理運(yùn)行費(fèi)用及處理效果分析

污泥化學(xué)改性+機(jī)械脫水部分，PAC投加量為0.3t/d，價(jià)格為1900元/t，PAM投加量為10kg/d，價(jià)格為32000元/t。藥劑費(fèi)用為57.40元/t（以80%含水率的污泥計(jì)）。每天電耗為332度，當(dāng)?shù)仉妰r(jià)為0.75元/度，則電費(fèi)為16.06元/t（以80%含水率的污泥計(jì)）。總運(yùn)行費(fèi)用為73.46元/t（以80%含水率的污泥計(jì)）。

污泥經(jīng)“化學(xué)改性+機(jī)械脫水”后，泥餅經(jīng)檢測(cè)含水率為48.3～55.7%。然后運(yùn)至磚廠，并按20%的比例加入到燒結(jié)磚原料的頁(yè)巖中，進(jìn)行制磚，制作的頁(yè)巖磚平均抗壓強(qiáng)度可達(dá)到10MPa，且外觀上無(wú)明顯裂縫和缺角等情況，滿足MU10頁(yè)巖磚指標(biāo)要求。

5 結(jié)論

當(dāng)污泥處理廠污泥中重金屬含量符合 《城鎮(zhèn)污水廠污泥處置制磚用泥質(zhì)》（GB/T25031-2010）的要求，可考慮將污泥經(jīng)“化學(xué)改性+機(jī)械脫水”后，按20%的比例加入到燒結(jié)磚原料的頁(yè)巖、粘土或煤矸石中進(jìn)行制磚，不會(huì)影響磚的成型和含水率。此種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的減量化、無(wú)害化處理，并進(jìn)行資源化利用，既經(jīng)濟(jì)又達(dá)到了最終處置的目的。

[1]李艷霞，陳同斌，羅 維，黃啟飛，吳吉夫.中國(guó)城市污泥有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分含量與土地利用[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，11：2464～2474.

[2]秦翠娟，李紅軍，鐘學(xué)進(jìn).我國(guó)污泥焚燒技術(shù)的比較與分析[J].能源工程，2011，01：52～56+61.

[3]王 怡，陳 斌，嚴(yán)應(yīng)政，王列平.城鎮(zhèn)污水處理廠污泥堆肥減量工業(yè)廢棄物的研究[J].中國(guó)給水排水，2015（21）.

[4]黃榜彪，張向華，朱基珍，景嘉驊，杜云丹，汪 濤，黎喜強(qiáng)，關(guān)瓊瓊，武海龍.污泥摻量對(duì)燒結(jié)污泥頁(yè)巖磚抗壓強(qiáng)度的影響[J].四川建材，2012（05）.

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2095-2066（2016）22-0020-02

2016-7-19

杜 林（1986-），男，工程師，碩士，主要從事市政給排水設(shè)計(jì)工作。