張學秋

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城市污水廠污泥的處理處置與綜合利用

張學秋

（南京萬德斯環(huán)?？萍加邢薰荆?/p>

本文對城市污水處理廠的建設運行,污水得到了處理,而怎樣對污泥處理處置提出了解決方案并做了一些分析。首先對城市污水處理廠污泥特性、污泥處理處置原則進行了說明,對污泥處理處置以穩(wěn)定化、無害化、減量化、資源化為原則對污泥消化、堆肥、干燥、填埋、焚燒等工藝流程、優(yōu)缺點作了詳盡闡述,對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運行,污水得到了處理,河道等水環(huán)境得到了大大改善,隨之而來的污泥大量增加。因此污泥處理處置成為突出的問題,也越來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,送去填埋或郊區(qū)傾倒,從而變成二次污染源,對大氣、水體、土壤都造成污染和危害。如不進行適當處理及合理有效的再利用,將導致在處理污水的同時制造出新的更為嚴重的污染,使人們生存的環(huán)境進一步惡化,生態(tài)環(huán)境難以修復。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

隨著我國城市化進程的加快加深，越來越多的自來水廠建立，公眾環(huán)保意識也在不斷加強，政府對環(huán)境污染治理程度也逐漸加大，開始把對凈水廠污泥的處理、處置方法和技術(shù)的研究提上日程。凈水廠污泥對環(huán)境危害性相對較小，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、有機物等污染物會造成水體污染。數(shù)據(jù)顯示，2012年全國污水排放總量達到了684.6億噸，對環(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。近年來，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)水能力已成為一個熱點方向，豐桂珍通過斜管（板）沉淀池的優(yōu)化來提高澄清池產(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)濟開發(fā)區(qū)凈水廠均對排泥水進行了妥善的處置。

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、出水達標排放后剩余的殘留物。泥中除了含有大量的有機物和豐富的氮、磷等營養(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,具有長效性,經(jīng)過適當處理并在滿足標準的情況下,污泥是有用的生物資源,是很好的土壤改良劑和肥料。

污泥當中的有機質(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）、機械能（直接驅(qū)動鼓風機為曝氣池曝氣）、燃料（城市燃氣或替代車用天然氣的車用沼氣）。

通過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,干化后在達到環(huán)保要求的條件下,可以替代部分燃料；主要有機物脂肪、蛋白質(zhì)及碳水化合物對產(chǎn)氣量有直接影響；N、P在泥中的流動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,通過處理使污泥停止降解,達到穩(wěn)定,從而避免二次污染的發(fā)生；

2、無害化,污泥中含有大量醫(yī)學上危險的病原菌、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模塊可搭建設置多種類型線路故障并控制故障時間．本文故障的起始時間和切除時間分別為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、運輸提供便利,降低了污泥處置經(jīng)營成本；

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充燃料等。分類技術(shù)特點

五、污泥的綜合利用

1、土地利用

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，污泥中含有氮、磷、鉀鈣等微量元素、有機質(zhì)、腐殖質(zhì)都是農(nóng)作物必須的肥料組成，將污泥進行加工處理后作為農(nóng)肥，對農(nóng)作物具有良好的增產(chǎn)效果，也可以對土壤進行改良。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，會導致土壤二次污染，影響農(nóng)作物的生長。

我國逐步建成了一批機械化水平較高的堆肥廠，其處理發(fā)酵等工藝及各個單元設備相對完整，并且產(chǎn)品、環(huán)境質(zhì)量，運行操作的可控性都能達到較高的水平，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)達國家發(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、公園、人行道等公用場所的建設。

②水泥

污泥雖然成分很復雜，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，可以用污泥來替代水泥生料，制備水泥。近年來，諸多學者對污泥制水泥的工藝進行了研究，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，安全性好，成本較低，同時污染物排放均能滿足排放標準。

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)過厭氧消化，從而得到沼氣，燃氣內(nèi)燃機利用沼氣燃燒做功，將化學能轉(zhuǎn)換為機械能，從而產(chǎn)生熱能和電能。其投資高、工藝復雜、多工種協(xié)調(diào)配合能力要求高、收益低的特點，限制了污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣發(fā)電在我國的應用推廣

②制油

城市政污泥中有機成分高達70%至85%（以干泥計算），將其制油可獲得較高的油收率。1982年，德國率先對污泥低溫熱解制油進行實驗室研究。1986年，澳大利亞的Perth和Sydney建了兩座實驗工廠，為20世紀90年代末第一座商業(yè)規(guī)模的蘇比亞科污泥低溫熱解煉油處理廠的正式建造提供了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，其建成后每天處理規(guī)模高達25t干泥。低溫熱解制油具有設備簡單，能量回收率高，對環(huán)境污染小，成本較為低等優(yōu)點，因此具有可觀的應用前景。

③制氫

氫能被視為最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗渚哂邪踩h(huán)保、燃燒熱值高、適用廣泛等特點。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，以至于只限于實驗室研究。超臨界水氣化制氫在日本、美國都有了相關(guān)的研究。其新型、高效、條件溫和等優(yōu)點，值得大力展開深入研究。

六、結(jié)束語針對凈水廠不同來源排泥水的各自特點，在其處理方式的選擇上需要綜合考慮；盡管凈水廠污泥對環(huán)境的危害性相對污水廠污泥來說較小，但其危害性不容忽視；國內(nèi)外研究者對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驗室水平上，都屬于探索性的研究，還沒有大規(guī)模推廣使用，加上很多凈水廠為節(jié)省成本，普遍采用填埋等簡單的方式處理凈水污泥，浪費資源的同時也有可能帶來不可預見的危害。綜上所述，污泥資源化才是凈水廠污泥處置的最終出路。但真正想要實現(xiàn)凈水廠污泥批量資源化，達到綜合利用還需要很深入的研究。

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