王金

（廣東健恒環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司，廣東 東莞 523000）

污泥是生活污水處理時形成的產(chǎn)物，不僅容易腐爛、有機(jī)物含量高、臭味嚴(yán)重，還含有大量重金屬、病原菌以及寄生蟲等有害物質(zhì)。如果沒有做好污泥處理工作，將嚴(yán)重破壞周圍的生態(tài)環(huán)境。而對污水處理固體廢棄物污泥的處理方法進(jìn)行研究分析，則能為污泥處理提供依據(jù)，進(jìn)而為保護(hù)周圍的生態(tài)環(huán)境、減少污染奠定基礎(chǔ)。

1 污泥分析

1.1 污泥產(chǎn)生環(huán)節(jié)

一般來說，污泥的主要來源有：第一，工作人員在對污水進(jìn)行預(yù)處理時，格柵會攔截固體廢棄物的濾渣，而大量濾渣堆積后便逐漸形成了污泥；第二，在沉淀環(huán)節(jié)中，沉淀池中的污泥通常為礦物碎屑渣及砂粒煤粉等無機(jī)固體廢棄物，這種廢棄物不容易被處理，因此也會被沉降在沉淀池內(nèi)；第三，當(dāng)污水傳送到沉淀池后會形成沉淀，從而形成初沉污泥；第四，沉淀完的污水會傳送到二次沉淀池中進(jìn)行二次沉淀，并形成生化腐質(zhì)污泥與剩余污泥；第五，經(jīng)過二次沉淀的污水會被傳送到終沉池中，然后對污水進(jìn)行深度處理，并在處理期間形成化學(xué)污泥[1]。

1.2 污泥污染環(huán)境的因素

污泥污染環(huán)境的主要因素為：第一，污泥中的含鹽量相對較高，使土壤的電導(dǎo)率不斷提升，抑制了植物的生長，因而對周圍的生態(tài)環(huán)境造成了破壞；第二，由于污泥中含有大量病原菌和寄生蟲，因此當(dāng)污泥進(jìn)入土壤及水源中后，污泥中的病原菌和寄生蟲會對土壤以及水源造成污染，從而破壞了生態(tài)環(huán)境。第三，因污泥中含有很多氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，所以當(dāng)污泥進(jìn)入地表水后，會使水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化的現(xiàn)象，導(dǎo)致水體中的溶解氧出現(xiàn)飽和情況，因而造成水生生物大量死亡。第四，工作人員在進(jìn)行污水處理時，固體廢棄物中70%～90%的重金屬都會轉(zhuǎn)移到污泥中，并具有穩(wěn)定的性質(zhì)，難以將其去除。同時，重金屬中潛在的毒性會進(jìn)入到動植物體內(nèi)，并在動植物體內(nèi)不斷積累，這不僅會導(dǎo)致動植物死亡，還會危害生態(tài)安全，加重環(huán)境污染[2]。

1.3 污泥處理成本及影響因素

現(xiàn)階段，在大量的污泥處理方法中，土地成本最低，焚燒成本最高。影響污泥處理成本的主要因素包括污泥處理前后的運(yùn)輸成本和場地成本，項(xiàng)目投資、維護(hù)和攤銷成本，勞動力、水、電和行政費(fèi)用，污泥回用成本等，這些因素也應(yīng)該得到相關(guān)部門及企業(yè)的重視[3]。

2 固體廢棄物污泥處理方法對比

2.1 傳統(tǒng)污泥處理方法

2.1.1 堆肥處理法

所謂污泥堆肥處理法是指微生物在適宜可控的情況下通過發(fā)酵作用，將污泥中的各種有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其變?yōu)楦迟|(zhì)的過程。相較于其他污泥處理方法，堆肥處理方式不僅可以使污泥的容重減小，消除污泥中的惡臭氣味，還可以將污泥中的病原菌與寄生蟲消滅干凈。同時，堆肥處理法對污泥進(jìn)行處理時所產(chǎn)生的堆肥產(chǎn)品還可以作為肥料，對農(nóng)田進(jìn)行施肥，從而改良農(nóng)田土壤，不僅可以增加土壤的肥力，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，還可以實(shí)現(xiàn)資源再利用的目標(biāo)。然而，與其他污泥處理技術(shù)不同，堆肥處理法需要有極大的場地空間，而且處理污泥的時間相對較長，因而導(dǎo)致污泥處理效率低。同時，污泥的運(yùn)輸和處置成本也較高，因此，在此過程中，如果控制不當(dāng)，就會對周圍的土壤和空氣造成二次污染，從而破壞周圍的生態(tài)環(huán)境[4]。

2.1.2 衛(wèi)生填埋法

所謂衛(wèi)生填埋是指把經(jīng)過脫水和消毒處理的污泥運(yùn)輸?shù)胶细竦奶盥駡?，通過填埋方式對污泥進(jìn)行處理，可以消除污泥對周圍環(huán)境的污染，加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。衛(wèi)生填埋法主要分為單獨(dú)填埋和生活垃圾混合填埋兩種。目前，我國在應(yīng)用衛(wèi)生填埋處理方法時，主要采用混合填埋的方式，并在填埋完成后用土壤對污泥進(jìn)行分層覆蓋，從而提高污泥處理效果。當(dāng)填埋場被填滿后，工作人員還可以在上面種植各種植物，這不僅可以恢復(fù)生態(tài)，還可以加強(qiáng)對環(huán)境的保護(hù)。

此外，相較于其他污泥處理方法，衛(wèi)生填埋法具有見效快、處理量大、成本低以及操作方便等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于污泥處理中，并發(fā)揮著非常重要的作用和價值，能夠有效提高污泥處理水平與質(zhì)量。但需要注意的是，由于垃圾填埋場的占地面積相對較大，會加劇土壤資源的緊張，再加上利用衛(wèi)生填埋污泥處理方式，很容易出現(xiàn)滲濾液污染的情況，從而對周圍土壤造成污染。另外，污泥在發(fā)酵時所產(chǎn)生的溫室氣體會對動物、植物以及人類健康造成危害。

2.1.3 焚燒處理法

由于污泥中有機(jī)質(zhì)的含量較高，部分熱值甚至可以和泥炭相媲美，因此工作人員在對污泥進(jìn)行處理時，可以采取焚燒方式進(jìn)行處理。所謂污泥焚燒是指工作人員將污泥脫水后放入高溫焚燒爐中進(jìn)行焚燒，使污泥在高溫焚燒爐中出現(xiàn)熱解和氧化反應(yīng)，通過這種方式碳化污泥中的有機(jī)質(zhì)，并將污泥中含有的病原菌以及蟲卵徹底消除，最終把污泥分解為氣體或灰燼的過程。

相較于其他污泥處理方法，焚燒處理法可以使泥漿體積最小化，通常情況下，經(jīng)過焚燒處理后的污泥，其灰渣體積只有原來體積的十分之一，而且焚燒處理法還具有占地面積小及處理周期短等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以緩解土地資源緊張的情況，還可以提高污泥處理效率，并且污泥在焚燒處理過程中產(chǎn)生的殘?jiān)材軌蛴糜诮ㄖ牧系闹谱?，同時其產(chǎn)生的余熱也能夠用于熱蒸汽或發(fā)電。但需要注意的是，這種污泥處理方式的能源消耗極大、處置費(fèi)用較高，對處理技術(shù)也有極高的要求，而且在焚燒過程中會產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，從而污染大氣，破壞周圍的生態(tài)環(huán)境。

2.1.4 厭氧消化法

所謂厭氧消化是指污泥在厭氧菌和其他微生物的作用下發(fā)生生化反應(yīng)，從而將污泥中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分解，以此來減小污泥體積的一種工藝。通過厭氧消化方式對污泥進(jìn)行處理，能夠在處理過程中產(chǎn)生大量沼氣，實(shí)現(xiàn)資源再利用的目標(biāo)。同時，工作人員利用厭氧消化技術(shù)處理完污泥后，會留下大量的污泥殘?jiān)瑢⑦@些殘?jiān)幚砗竽軌蜃鳛榉柿虾屯寥栏牧紕?yīng)用于土壤中，從而增加土壤的肥力。

相較于其他污泥處理方式，厭氧消化方式可以達(dá)到污泥資源化、穩(wěn)定化以及減量化的目標(biāo)。但由于污泥的來源不同，因此經(jīng)處理后的污泥中甲烷氣體含量高，同時某些廢渣內(nèi)還含有可溶性磷酸鹽、有毒有機(jī)物以及重金屬等污染物，若不進(jìn)行篩選便將其應(yīng)用到土壤中，不僅不會改良土壤，反而還會加劇對土壤的污染。不僅如此，該污泥處理技術(shù)的投資較大、處理成本較高，在某種程度上影響了該處理方式的普及和應(yīng)用。其工藝流程如圖1所示。

圖1 厭氧消化工藝流程

2.2 資源化處置方法

2.2.1 在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

污水污泥在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用通常是指在對污泥展開堆肥和其他無害化處理后，將處理后的污泥制成有機(jī)肥，并將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。由于污泥中含有大量的磷、鉀、氮、鎂等元素與有機(jī)質(zhì)，因此處理后的污泥應(yīng)用到土壤中，不僅可以改良土壤結(jié)構(gòu)，使土壤質(zhì)量得到改善，還可以修復(fù)受損的土壤。同時將處理后的無害化污泥作為肥料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，能夠最大程度上提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)作物的生長，再加上這種肥料對于土壤沒有過多的要求，因此能夠被廣泛應(yīng)用于菜地、林地以及草地等農(nóng)業(yè)用地當(dāng)中。將處理后的污泥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中，不僅投資少，而且處理工藝相對簡單。但需要注意的是，如果污泥中含有重金屬等難以去除的污染物，將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，很容易造成二次污染。因此，在使用過程中，工作人員必須要嚴(yán)格控制污泥的來源和重金屬離子的含量，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，才能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

2.2.2 生產(chǎn)建筑材料

污泥中不僅含有很多有機(jī)質(zhì)，還含有30%以上的無機(jī)質(zhì)，所以污泥中的大部分成分都與某些建筑材料十分相似，因而污泥經(jīng)處理后也可應(yīng)用于建材生產(chǎn)。現(xiàn)階段，污泥在建筑材料中的應(yīng)用主要為制陶粒、制磚以及制水泥等。工作人員需要先將污泥進(jìn)行干活或者焚燒處理后，才能按照相關(guān)流程將其制作成建材主料與輔料，然后再合成建筑材料。但所制作的建筑材料必須要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣才能在建筑行業(yè)中使用，保證施工質(zhì)量，否則會給施工帶來隱患，稍有不慎就會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。與其他污泥處理方法相比，該方法可以使污泥中的無機(jī)質(zhì)得到最大化利用，因而提高了污泥的利用率。

2.2.3 在燃料方面的應(yīng)用

在燃料方面的應(yīng)用是指把污泥與生物質(zhì)燃料、煤以及燃油等輔助燃料按照適當(dāng)比例混合在一起，制作出熱值高且具有良好穩(wěn)定性的新型燃料，其中包括在污泥中添加半焦、環(huán)保型粘結(jié)劑以及低變質(zhì)煤等，通過這種方式制作處理的燃料，不僅具有良好的燃燒性、熱值高，而且還可以有效加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，防止出現(xiàn)破壞生態(tài)環(huán)境等情況，甚至處理后的污泥，還能夠制作成發(fā)電燃料，用于發(fā)電，這樣不僅節(jié)約了煤炭資源，還有效提高了污泥利用率。

2.2.4 用于制作化工原料

由于污泥中含有多種化學(xué)成分，因此充分利用污泥中的化學(xué)成分，可以制作出各種化工原料，從而滿足工業(yè)生產(chǎn)對化工原料的需求，實(shí)現(xiàn)資源再利用的目標(biāo)。現(xiàn)階段污泥在制作化工原料方面的應(yīng)用主要有以下幾方面：利用污泥中的化學(xué)成分制作活性炭，用于吸附抗生素、金屬離子以及燃料等物質(zhì)，具有良好的吸附效果，而且這種方法能夠有效降低成本，從而實(shí)現(xiàn)以污治污的目標(biāo)；可以將污泥制作成能夠被生物降解的塑料；可以利用污泥制作絮凝劑；可以利用污泥制作粘合劑。用污泥制作的絮凝劑見圖2。

圖2 絮凝劑

3 固體廢棄物污泥源頭減量處理方法

傳統(tǒng)的污泥處理方法和資源化利用方法屬于最終的污泥減量化方法。另一種污泥處理方法是對污泥源頭展開減量處理。源頭減量處理是利用物理、化學(xué)以及生物處理技術(shù)相結(jié)合的方式處理等量污水，從而減少污泥產(chǎn)生的一種技術(shù)。按照污泥減量原理可以分為溶胞隱性生長、解耦聯(lián)技術(shù)以及微型動物捕食。

3.1 溶胞隱性生長

隱性生長是指微生物借助細(xì)胞溶解后形成物質(zhì)的生長方式。通常情況下需要利用化學(xué)、物理以及生物等方法加速污泥中生物細(xì)胞的降解，從而達(dá)成溶胞的過程。但在實(shí)現(xiàn)溶胞后，工作人員需要將處理完成的污泥回流到生物反應(yīng)器當(dāng)中，以促進(jìn)微生物的隱性增長，從而加強(qiáng)對污泥源頭的控制，實(shí)現(xiàn)污泥源頭減量處理的目標(biāo)，提高污泥處理效果，加強(qiáng)對環(huán)境的保護(hù)。此外，溶胞隱性生長技術(shù)是使污泥中溶胞減少的數(shù)量低于新生成的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)污泥減量的目標(biāo)。

3.2 解偶聯(lián)技術(shù)

解偶聯(lián)技術(shù)是指將細(xì)胞外的代謝環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，使細(xì)胞分解代謝與合成代謝遭到破壞與干擾，并同時利用新陳代謝產(chǎn)生的部分能量來滿足生物體的合成需求，剩余的能量則會以熱量以及其他形式流失，使得細(xì)胞合成的速度變慢，從而實(shí)現(xiàn)污泥減量的目標(biāo)，并提升污泥處理效果，加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。解偶聯(lián)技術(shù)在污泥減量方面的應(yīng)用主要為添加化學(xué)解偶聯(lián)劑、高化學(xué)需氧量/生物量（S0/XO）值解偶聯(lián)以及細(xì)胞分解與合成代謝等方法。

3.3 微型動物捕食

該技術(shù)基于污水處理廠的微型生態(tài)系統(tǒng)，通過增加系統(tǒng)食物鏈、減少合成物能力的消耗以及增加能量損失等方式實(shí)現(xiàn)污泥源頭減量的目標(biāo)，以加強(qiáng)對污泥的處理與控制。例如：在活性污泥反應(yīng)器中培養(yǎng)紅蚯蚓以改善污泥的沉淀特性，從而在不影響污水處理效率的情況下減少剩余污泥量。

3.4 超聲波處理技術(shù)

現(xiàn)階段，關(guān)于超聲波污泥處理技術(shù)的研究相對較多，其污泥處理效果也較為顯著。在運(yùn)用相關(guān)儀器在指定區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理時，儀器產(chǎn)生的超聲波會破壞菌膠團(tuán)的整體結(jié)構(gòu)，并將大量菌膠團(tuán)內(nèi)所挾裹的有機(jī)物排放出去，從而有利于河流內(nèi)部微生物的生長，使用112 W/mL低頻處理可大大提高可溶性COD及可溶性N的比值。因厭氧發(fā)酵的關(guān)鍵在于水解效果，在將不可溶性顆粒通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為有機(jī)可溶物時，其水解過程十分漫長，因而延長了厭氧處理時間。通過合理運(yùn)用超聲波技術(shù)可在一定程度上減短水解過程，大大縮短污泥處理時間。超聲波技術(shù)除了可以破壞污泥結(jié)構(gòu)外，還能改變污水中微生物的活性。適當(dāng)進(jìn)行超聲波處理，還可有效促進(jìn)酶活性的增長，提升微生物的生長速度及其吸收和分解能力。通過持續(xù)45 min的超聲波線性處理可加快酵母細(xì)胞的生長時間及生長數(shù)量，還能提升細(xì)胞干重，其根本原因在于由超聲波相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生的微沖力流，能夠徹底增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)外的傳質(zhì)作用，從而加快了有機(jī)質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞和代謝產(chǎn)物排出細(xì)胞的進(jìn)程，提高了污泥處理效率。如國外某污水處理廠，曾因其本身管網(wǎng)改造和擴(kuò)建等原因致使每日污泥量成倍增長，在對資金和處理效率進(jìn)行綜合分析后，該廠引進(jìn)了4臺超聲波儀器對污泥實(shí)施預(yù)處理。在經(jīng)過3個月連續(xù)運(yùn)行處理后，其沼氣產(chǎn)量相比之前提升了30%，污泥滯留時間也從原來的24天降至17天左右，又經(jīng)過幾個月的持續(xù)處理后，工作人員對各項(xiàng)性能進(jìn)行了測試，通過對測試結(jié)果進(jìn)行分析可知，該污水處理廠各項(xiàng)污水處理指標(biāo)均符合相關(guān)法律法規(guī)的要求，從而實(shí)現(xiàn)了在無需新建污泥灌的情況下，保障整體污泥處理效率的目標(biāo)。

4 結(jié)論

綜上所述，為了加強(qiáng)對污水處理過程形成的固體廢棄物污泥的處理，相關(guān)人員應(yīng)該仔細(xì)考慮各種污泥處理方法與具體情況，科學(xué)、合理地選擇處理方法選擇。只有這樣，才能將各種污泥處理方法整合在一起，更好地對污水處理所形成的固體廢棄物污泥進(jìn)行處理，從而有效保護(hù)周圍的生態(tài)環(huán)境，降低環(huán)境污染的影響。