張 宣

（河北新瀾環(huán)保工程集團(tuán)有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

在城市污水處理廠的運(yùn)行過程中，通常會(huì)伴隨著較多的污泥產(chǎn)生。如果這些污泥得不到及時(shí)有效的處理與處置，不僅會(huì)降低城市污水處理廠的后續(xù)運(yùn)行效果，同時(shí)也會(huì)對(duì)城市環(huán)境造成一定程度的污染，從而對(duì)城市經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的發(fā)展帶來諸多不利?；诖?，城市污水處理廠和相關(guān)技術(shù)人員一定要對(duì)其中的污泥特征做到充分了解，然后根據(jù)實(shí)際情況，采取合理的技術(shù)措施對(duì)其進(jìn)行處理與處置。通過這樣的方式，才可以讓城市污水處理廠中的污泥問題得以良好解決，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)、環(huán)境之間的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

1 城市污水處理廠的主要污泥特征

在城市污水處理廠的運(yùn)營(yíng)過程中，其處理工藝將會(huì)對(duì)污泥產(chǎn)量及其特征產(chǎn)生很大程度的影響作用。比如，在對(duì)某市污水處理廠的污泥含量調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，其中的有機(jī)質(zhì)、氯、鉀和磷的含量都比較高。表1 為某市污水處理廠污泥中的主要有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量情況：

表1 某市污水處理廠污泥中的主要有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量情況

通過表1 數(shù)據(jù)可以看出，在該市的污水處理廠污泥中，無論是有機(jī)質(zhì)還是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其含量都比較高。另外，在該市污水處理廠的污泥中，也含有一些的重金屬，包括Hg、Cr、Cd、Ni、Cu、Zn 等，且其中也存在很多的病原微生物。由此可見，該市污水處理廠中的污泥污染程度比較嚴(yán)重，如果不經(jīng)過科學(xué)的處理與處置，便會(huì)對(duì)該市的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，并危及到人們的身體健康[1]。因此，城市污水處理廠和相關(guān)單位應(yīng)加大力度對(duì)污泥處理與處置技術(shù)進(jìn)行研究，通過合理的技術(shù)措施進(jìn)行污泥處理與處置，以此避免環(huán)境污染問題產(chǎn)生。

2 城市污水處理廠中的污泥處理技術(shù)應(yīng)用

在對(duì)城市污水處理廠中的污泥進(jìn)行處理時(shí)，其主要的處理技術(shù)包括污泥濃縮處理技術(shù)、污泥穩(wěn)定處理技術(shù)、污泥調(diào)理處理技術(shù)以及污泥脫水處理技術(shù)等。以下是對(duì)這幾種主要污泥處理技術(shù)所進(jìn)行的應(yīng)用分析。

2.1 污泥濃縮處理技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)城市污水處理廠的污泥進(jìn)行處理時(shí)，污泥濃縮是一種比較常用的處理技術(shù)，其主要目的是將污泥中的含水率降低，使其污染體積減小，以此來為后續(xù)的污泥處理工作提供足夠便利。就目前來看，應(yīng)用在污泥濃縮處理中的技術(shù)比較多，如離心濃縮技術(shù)、氣浮濃縮技術(shù)、沉降濃縮技術(shù)等。其中，離心濃縮技術(shù)的主要原理是對(duì)污泥液相和固相之間的密度差加以利用，通過離心機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)污泥的固液分離，從而達(dá)到良好的污泥濃縮效果；氣浮濃縮技術(shù)的主要原理是讓微小的氣泡黏附在淤泥顆粒上，讓污泥的密度小于水的密度，從而使其從水中被分離出來，達(dá)到良好的污泥濃縮效果；沉降濃縮技術(shù)的主要原理是將污水引入連續(xù)污泥濃縮池或間隙污泥濃縮池中，借助于污泥固體顆粒和水的密度差異來實(shí)現(xiàn)污泥沉降，從而達(dá)到良好的污泥濃縮效果。

2.2 污泥穩(wěn)定處理技術(shù)的應(yīng)用

在城市污水處理廠的污泥處理中，污泥穩(wěn)定處理技術(shù)也是一項(xiàng)關(guān)鍵的處理技術(shù)。通過該技術(shù)的合理應(yīng)用，可讓污泥中所含有的揮發(fā)性物體含量得以顯著降低，從而使污泥更加穩(wěn)定，避免其中的揮發(fā)性固體對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。就目前來看，應(yīng)用在城市污水處理廠中的污泥穩(wěn)定處理技術(shù)主要包括石灰穩(wěn)定處理技術(shù)、好氧消化穩(wěn)定處理技術(shù)以及厭氧消化穩(wěn)定處理技術(shù)等，其中最為常用的穩(wěn)定處理技術(shù)是厭氧消化穩(wěn)定處理技術(shù)。

所謂厭氧消化穩(wěn)定處理技術(shù)，就是讓污泥處在沒有氧的環(huán)境中，通過兼性菌以及厭氧細(xì)菌來降解污泥中的揮發(fā)性有機(jī)物，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄椤⒍趸?、硫化氫氣體和水，從而達(dá)到良好的污泥穩(wěn)定效果。在通過厭氧消化穩(wěn)定處理技術(shù)對(duì)城市污水處理廠中的污泥進(jìn)行處理時(shí)，一定要對(duì)其溫度和pH 等參數(shù)加以嚴(yán)格控制。通常情況下，其高溫需要控制在50～55 ℃，中溫需要控制在33～35 ℃，pH 值需要控制在7.0～7.3[2]。為實(shí)現(xiàn)消化效率的進(jìn)一步提升，消化處理中，工作人員一定要對(duì)消化池做好攪拌工作，使其中的營(yíng)養(yǎng)和微生物在處理中接觸充分，從而有效促進(jìn)微生物在消化池中的生長(zhǎng)和繁殖，達(dá)到更好的消化處理效果。在此過程中，應(yīng)根據(jù)每天需要處理的污泥總量和污泥投配率來為消化池合理設(shè)計(jì)有效容積，具體設(shè)計(jì)中，可按照公式（1）來進(jìn)行消化池的有效容積計(jì)算：

式中：V 為消化池的有效容積，m3；V′為污水處理廠中每一天需要進(jìn)行厭氧消化穩(wěn)定處理的污泥總量，m3/d；P 為污水處理廠中的污泥投配率，%。同時(shí)，在通過此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行污水處理廠中的污泥穩(wěn)定處理時(shí)，由于處理過程中會(huì)伴隨著大量的沼氣產(chǎn)生，所以在對(duì)消化池進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者需要使其和一些沼氣收集與儲(chǔ)存等設(shè)施相配合，以此來實(shí)現(xiàn)沼氣的良好回收和利用。圖1 為污水處理廠中的污泥厭氧消化穩(wěn)定處理工藝流程示意圖。

圖1 污水處理廠中的污泥厭氧消化穩(wěn)定處理工藝流程示意圖

2.3 污泥調(diào)理處理技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)污水處理廠中的污泥進(jìn)行處理時(shí)，為實(shí)現(xiàn)其脫水性能的良好改善，還需要做好污泥調(diào)理工作。具體處理中，污泥調(diào)理的技術(shù)有很多，比如加熱調(diào)理技術(shù)、冷凍調(diào)理技術(shù)、加藥調(diào)理技術(shù)等，其中最為常用的是加藥調(diào)理技術(shù)。在通過此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行污泥調(diào)理時(shí)，需要將化學(xué)絮凝劑加入到污泥中，讓污泥和水的親和力被破壞，并實(shí)現(xiàn)污泥自身比抗值的降低。就目前來看，應(yīng)用在污水處理廠污泥調(diào)理處理中的加藥處理技術(shù)主要包括臭氧穩(wěn)定處理技術(shù)、氯穩(wěn)定處理技術(shù)以及石灰穩(wěn)定處理技術(shù)。其中最有效的是臭氧穩(wěn)定處理技術(shù)，具體調(diào)理中，其主要的技術(shù)方法是通過泵送的方式將污泥泵入到臭氧化反應(yīng)裝置內(nèi)，通過臭氧化作用讓污泥內(nèi)的細(xì)胞水以及間隙水得以有效釋放，從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水性能的良好改善[3]。該方法不僅安全有效，且具有良好的消毒殺菌作用，經(jīng)該方法處理之后，并不會(huì)出現(xiàn)二次污染情況。因此，在污水處理廠對(duì)具有較高危險(xiǎn)性的污泥進(jìn)行調(diào)理處理時(shí)，臭氧穩(wěn)定處理技術(shù)非常適用。

2.4 污泥脫水處理技術(shù)的應(yīng)用

污泥脫水就是將污泥中的含水率降低到80%以下，這樣便可將附著在污泥表面上的水分和污泥中含有的毛細(xì)水去除，從而實(shí)現(xiàn)污泥體積及其質(zhì)量的進(jìn)一步減小。在對(duì)污水處理廠中的污泥進(jìn)行脫水處理時(shí)，其主要的技術(shù)有兩種，一是自然干化脫水技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)主要是通過自然晾曬的方式讓污泥中的水分蒸發(fā)出去。但是具體應(yīng)用中，該技術(shù)難免存在一定的局限性，只有在確保氣候足夠干燥、土地面積充足且衛(wèi)生條件良好的情況下才可以應(yīng)用。二是機(jī)械脫水處理技術(shù)，相比較自然干化處理技術(shù)而言，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用更加靈活，就目前來看，應(yīng)用在此項(xiàng)污泥脫水處理技術(shù)中的機(jī)械設(shè)備主要包括板框壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)筒離心機(jī)和帶式壓濾機(jī)等，具體處理中，需根據(jù)實(shí)際情況和實(shí)際需求來進(jìn)行機(jī)械的合理選擇和布置[4]。

3 城市污水處理廠中的污泥處置技術(shù)應(yīng)用

在通過污泥處理技術(shù)對(duì)城市污水處理廠中的污泥進(jìn)行處理之后，雖然其體積已經(jīng)得到了顯著縮小，但是出于城市面貌和空間土地規(guī)劃等各方面綜合因素的考慮，還需要對(duì)剩余的污泥殘?jiān)冗M(jìn)行進(jìn)一步處置。就目前來看，應(yīng)用在城市污水處理廠污泥處置中的主要技術(shù)包括污泥干化焚燒處置技術(shù)、污泥填埋處置技術(shù)、污泥土地利用處置技術(shù)以及污泥建筑材料利用處置技術(shù)。以下是對(duì)這幾種常用污泥處置技術(shù)進(jìn)行分析。

3.1 污泥干化焚燒處置技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)城市污水處理廠中的污泥進(jìn)行處置時(shí)，干化焚燒處置技術(shù)是最為常用的一種技術(shù)形式。該技術(shù)的主要原理是在高溫焚燒爐中讓待處理污泥在過量空氣進(jìn)行氧化燃燒，其溫度通常在800～1 200 ℃，在這樣的高溫燃燒條件下，污泥中所含有的病原體和有機(jī)質(zhì)將全部被氧化和熱解，從而被徹底破壞。同時(shí)，在經(jīng)過干化焚燒處置之后，污泥殘?jiān)俭w積僅僅在原來的10%左右，從而達(dá)到良好的污泥處置效果[5]。圖2是城市污水處理廠中的污泥干化焚燒處理技術(shù)流程示意圖。

圖2 城市污水處理廠中的污泥干化焚燒處理技術(shù)流程示意圖

3.2 污泥填埋處置技術(shù)的應(yīng)用

所謂污泥填埋處置技術(shù)，就是將污水處理廠中經(jīng)過脫水處理之后的污泥進(jìn)行簡(jiǎn)單的消毒處理，然后直接將其運(yùn)輸?shù)匠鞘欣盥駡?chǎng)中，和城市中的生活垃圾一起填埋處理。因?yàn)槲勰嗵盥裉幚砑夹g(shù)的運(yùn)行十分簡(jiǎn)單，操作十分便利，且不需要花費(fèi)更多的經(jīng)濟(jì)成本，所以在很多城市污水處理廠的污泥處置中，此項(xiàng)技術(shù)都很受歡迎。但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，污泥填埋處理技術(shù)也體現(xiàn)出了很多的弊端，首先是此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用需要占用的土地面積很大，并不能滿足現(xiàn)代化城市的土地規(guī)劃及其實(shí)際發(fā)展需求；其次是在進(jìn)行污泥填埋處置的過程中，如果不能對(duì)其濾液進(jìn)行科學(xué)處理，便很容易對(duì)環(huán)境造成二次污染，導(dǎo)致填埋場(chǎng)及其周邊的地下水和土壤條件被破壞。由此可見，污泥填埋處理技術(shù)在城市污水處理廠污泥處置中并不能真正達(dá)到良好的資源化以及減量化效果?；诖?，在城市發(fā)展與污水處理廠污泥處置需求的增加中，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將更具局限性。

3.3 污泥土地利用處置技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)污水處理廠中的污泥進(jìn)行科學(xué)處理之后，可將污泥或污泥產(chǎn)品用作肥料或用作土壤改良中的材料。比如，在本次所研究的某市污水處理廠中，由于其主要的污水是生活污水，應(yīng)用到其中的污水處理工藝主要是生物處理。該市污水處理廠中的污泥具有較高的有機(jī)物含量，同時(shí)其中的鉀、磷和氯等含量也比較高，但是其中的重金屬含量以及有毒有害物質(zhì)的含量相對(duì)較低?；诖?，在對(duì)其污泥進(jìn)行處置的過程中，便可將其用作農(nóng)用堆肥，以此來達(dá)到土壤團(tuán)粒的形成、土壤肥力的提升和土壤熱化等效果，同時(shí)也可以讓土壤溫度適當(dāng)提高，并使其具備更好的保水保肥效果[6]。通過這樣的方式，不僅可以讓污泥處置所導(dǎo)致的土地資源浪費(fèi)問題得以有效解決，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)污水處理廠中污泥的資源化利用，從而收獲到相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。但是在此項(xiàng)處置技術(shù)的具體應(yīng)用中，為防止環(huán)境受到二次污染，相關(guān)單位和技術(shù)人員還需要加強(qiáng)污泥處理技術(shù)及其處理效果的監(jiān)督，以此來保障污泥在土地中的利用效果。

3.4 污泥建筑材料利用技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于污水處理廠中處理過后的污泥，除了可以將其用作肥料施加到土地中之外，還可以將其應(yīng)用到建筑材料中，從而達(dá)到良好的資源化利用效果。比如，可將處理好的污泥作為添加料添加到水泥中，或?qū)⑻幚砗玫奈勰嘤米魈樟：痛u材制作中的輕質(zhì)骨料，從而使其在建筑材料中得以良好應(yīng)用。目前，污水處理廠中的污泥建筑材料利用技術(shù)已經(jīng)受到了世界各國(guó)的高度重視，而在我國(guó)的很多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，此項(xiàng)污泥處置技術(shù)也已經(jīng)投入了應(yīng)用。這對(duì)于污水處理廠中的污水處置、建筑材料制造技術(shù)的提升、社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的發(fā)展都將起到非常積極的促進(jìn)作用。

4 結(jié)語

隨著城市污水處理廠污水處理量的增加，其運(yùn)行過程中的污泥產(chǎn)量也在進(jìn)一步增長(zhǎng)。為實(shí)現(xiàn)污水處理廠中污泥的良好處理與處置，避免污泥處理和處置不當(dāng)所導(dǎo)致的二次污染以及土地資源浪費(fèi)情況，城市污水處理廠、相關(guān)單位和技術(shù)人員應(yīng)加大力度對(duì)其處理和處置技術(shù)進(jìn)行深入研究，結(jié)合城市污水處理廠中污泥的實(shí)際情況與城市的實(shí)際發(fā)展需求，采取合理的技術(shù)措施來進(jìn)行污泥處理和處置。通過這樣的方式，才可以有效確保城市污水處理廠中的污泥處理和處置效果，滿足污水處理廠的運(yùn)行與城市發(fā)展需求，并使城市環(huán)境得到良好保障。