城市污水污泥的處理技術(shù)及處置工藝研究

朱敬平

摘? 要：城市化在不斷推進(jìn)的過(guò)程中，各個(gè)城市應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，將可持續(xù)發(fā)展作為發(fā)展核心。基于此，城市應(yīng)關(guān)注城市環(huán)境與生態(tài)效益。在城市中，城市污水廠應(yīng)提高對(duì)污泥處理與處置中的重視，通過(guò)嚴(yán)格的污泥治理，將降低污泥中的重金屬以及病原體等對(duì)城市環(huán)境的影響?；诋?dāng)前我國(guó)污泥處理技術(shù)和處理設(shè)備的不斷更新，城市污水廠必須加強(qiáng)對(duì)污泥的合理化處置。文章則通過(guò)對(duì)當(dāng)前較為常用的污泥處理技術(shù)與處置工藝的探討，并結(jié)合實(shí)例，對(duì)新型的污水污泥處理處置技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：城市環(huán)境;污水污泥;處理工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：X703? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）24-0111-02

Abstract： In the process of urbanization， all cities should actively respond to the call of the country and regard sustainable development as the core of development. Based on this， the city should pay attention to the urban environment and ecological benefits. In the city， the municipal sewage treatment plant should pay more attention to the sludge treatment and disposal， through the strict sludge treatment， will reduce the impact of heavy metals and pathogens in the sludge on the urban environment. Based on the continuous updating of sludge treatment technology and equipment in China， municipal sewage treatment plants must strengthen the rational disposal of sludge. In this paper， through the discussion of the commonly used sludge treatment technology and disposal technology， and combined with examples， the specific application of the new sewage sludge treatment and disposal technology is analyzed in detail.

Keywords： urban environment; sewage sludge; treatment process

1 城市污水廠污泥處理技術(shù)

1.1 污泥濃縮技術(shù)

污泥中是存在水分的，在對(duì)污泥進(jìn)行處置時(shí)，污泥濃縮技術(shù)的要義就在于使污泥中的水分降低，從而控制污泥體積。通過(guò)減輕污泥體積，設(shè)備工作符合會(huì)得以減輕，從而會(huì)使設(shè)備的處理效率更高。對(duì)污泥進(jìn)行濃縮處理時(shí)，可以采取不同的濃縮處理方法，包括重力濃縮、機(jī)械濃縮和氣浮濃縮。在所有的濃縮技術(shù)中，重力濃縮技術(shù)較為常用，因其投入較少且維護(hù)費(fèi)用較低，因而能夠發(fā)揮出較高的處理效益。

1.2 污泥厭氧消化技術(shù)

污泥厭氧消化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑽勰嘀械挠袡C(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過(guò)微生物可以將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成沼氣，從而實(shí)現(xiàn)污泥有機(jī)物的礦物化處理。在實(shí)施污泥厭氧消化技術(shù)時(shí)，應(yīng)遵循處理程序，主要應(yīng)把握三個(gè)階段，即中溫、高溫厭氧消化階段以及兩相厭氧消化階段。在具體處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)污水處理廠的規(guī)模對(duì)污泥厭氧消化技術(shù)進(jìn)行選用，提高技術(shù)適應(yīng)性。

1.3 熱解（炭化）技術(shù)

在對(duì)污泥進(jìn)行處理時(shí)，可以創(chuàng)設(shè)一種無(wú)氧或缺氧環(huán)境，并對(duì)污泥進(jìn)行加熱，此種方法即為污泥的熱解（炭化）技術(shù)。在熱環(huán)境下，有機(jī)物的穩(wěn)定性會(huì)受到影響，并發(fā)生熱裂解，進(jìn)一步生成相應(yīng)的物質(zhì)，包括炭、裂解油以及燃料氣等。熱裂解生成的部分物質(zhì)包括裂解油以及燃料氣可以進(jìn)行再次利用，而生成的裂解炭則可以用來(lái)處理廢氣。對(duì)污泥進(jìn)行熱解處理，無(wú)氧或缺氧環(huán)境對(duì)有害氣體的生成會(huì)起到阻滯作用，同時(shí)可以將重金屬效能進(jìn)行降低，因而可以在再次利用資源時(shí)避免出現(xiàn)較嚴(yán)重的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。而裂解炭本身也能對(duì)相應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行吸附，因而熱解（炭化）技術(shù)能夠幫助實(shí)現(xiàn)高效率的污水和廢氣處理，并彰顯出較大的市場(chǎng)價(jià)值。

1.4 石灰投加技術(shù)

在對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理后，要將石灰和氨基磺酸添加到污泥中，但是要對(duì)石灰投量以及氨基磺酸的投量進(jìn)行控制，按照濕泥量的10%-15%投放石灰，并按照石灰投量的1%投放氨基磺酸。在利用石灰投加技術(shù)時(shí)，其能夠創(chuàng)設(shè)出強(qiáng)堿性環(huán)境，因而能夠更加徹底的殺菌。同時(shí)可以沉淀大部分金屬離子，控制其可溶性以及活性。石灰投加技術(shù)還能夠?qū)⑽勰嘀械某魵馊サ?，?shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染的控制。該技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，因而更加便于操作。且通過(guò)氨基磺酸的少量加入，能夠通過(guò)反應(yīng)生成氨氣，能夠更加高效的進(jìn)行殺菌。

1.5 污泥焚燒技術(shù)

當(dāng)出現(xiàn)較多的污泥時(shí)，可以對(duì)污泥進(jìn)行焚燒處置。對(duì)城市污泥中的物質(zhì)進(jìn)行分析可知，其主要包括有機(jī)物以及纖維木質(zhì)素，要對(duì)其進(jìn)行脫水干化處理并進(jìn)行焚燒，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的全部碳化，并且可以將污泥中的病原體全部殺除，形成穩(wěn)定的灰渣，從而進(jìn)一步減少污泥體積。在對(duì)污泥進(jìn)行焚燒處置時(shí)，要選用合理的焚燒設(shè)備。

2 城市污水廠污泥的處置工藝

2.1 農(nóng)田林地施用

城市污水廠排出的污泥，其中含有豐富的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分和微量元素，通過(guò)對(duì)污泥成分的合理提取與利用，包括氮、磷、鉀等，將其應(yīng)用在土壤中可以改良土壤質(zhì)量。污泥可以用作肥料實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的滋養(yǎng)，和普通的農(nóng)家肥相比，污泥能夠更加有效改善土壤肥力，對(duì)于土壤中的農(nóng)作物而言，能夠促進(jìn)其茁壯成長(zhǎng)。在將污泥應(yīng)用到農(nóng)田林地中時(shí)，要遵循相應(yīng)的流程：要首先對(duì)污泥進(jìn)行處理，包括堆肥處理等，通過(guò)這一步驟可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的滅菌和除臭，處理合格的污泥則可以用作城市園林以及林業(yè)用地的施肥作業(yè)。通過(guò)工程實(shí)踐可知，將處理后的污泥應(yīng)用到農(nóng)田林地的施用工作中，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)田林地增產(chǎn)，并且可以一定程度上改善蔬菜品質(zhì)。

2.2 生產(chǎn)建筑材料

污泥本身可以看作是一種潛在資源，可以將其應(yīng)用到建筑材料的生產(chǎn)之中，可以作為生產(chǎn)原料，從而減少資源消耗。通過(guò)將污泥應(yīng)用到生產(chǎn)建筑材料之中，符合污泥的資源化管理理念。在將污泥應(yīng)用到生產(chǎn)建筑材料之中時(shí)，可以將污泥灰與瀝青相混合，和傳統(tǒng)的材料相比，二者性能差別不大。而對(duì)污泥進(jìn)行干化處理后，則可以將其投入到制磚工藝中，并通過(guò)微調(diào)其成分，可代替粘土完成制磚。在建筑材料中對(duì)污泥進(jìn)行利用，還可以對(duì)污泥中的有機(jī)物進(jìn)行處理，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槲勰鄻?shù)脂，通過(guò)將其與廢料的共同壓制，則可以制成滿(mǎn)足國(guó)家三級(jí)硬質(zhì)纖維板標(biāo)準(zhǔn)的新型板材。

2.3 土壤修復(fù)

在我國(guó)眾多的城市中，都存在一定的生態(tài)破壞現(xiàn)象，對(duì)于存在生態(tài)破壞的地區(qū)而言，其普遍存在土壤貧瘠的問(wèn)題。因而需要對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)，基于污泥膠體狀的形態(tài)特質(zhì)，且具備良好的吸水性能與黏性，因而能夠與地表更好的附著在一起，污泥中富豪的相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)元素，能夠?qū)崿F(xiàn)土壤改良的目的，從而幫助生態(tài)恢復(fù)平衡，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤肥力的有效提升。

3 城市污泥處置應(yīng)用實(shí)例分析

某城市污水處理廠為有效處理污泥開(kāi)發(fā)污泥熱解處理項(xiàng)目，可處理污泥達(dá)到25t/d，所得污泥處理率為60%，該項(xiàng)目所用污泥處置工藝為“混合式干化+污泥熱解+煙氣處理”，所用處置設(shè)備主要為：混合式干化爐，二次燃燒爐、熱解爐、輔助燃燒爐、尾氣處理裝置，工藝流程見(jiàn)圖1。

脫水污泥傳送至輸入裝置之中，再由該裝置將初步處理后的污泥傳送達(dá)混合式干化爐內(nèi)，在其中，污泥從前向后逐漸移動(dòng)，在移動(dòng)處理的過(guò)程中會(huì)受到內(nèi)外雙重加熱，將其加熱至160～200℃，在此，含水率可降至20%左右，通過(guò)上述步驟即完成干化。通過(guò)降溫除塵——吸附處理兩方面對(duì)干化過(guò)程中所產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行處理，處理后的氣體可達(dá)到排放要求。

輸送螺旋機(jī)將干化污泥送達(dá)外熱式熱解爐，此過(guò)程中，污泥在爐體內(nèi)會(huì)由前向后旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，借助爐壁實(shí)現(xiàn)其與高溫?zé)煔庖?jiàn)的熱量轉(zhuǎn)換，由此完成熱解，其中的產(chǎn)物可由熱解爐尾部排出，同時(shí)通過(guò)冷卻輸送裝置進(jìn)行冷卻降溫，隨后排出，此過(guò)程中的熱解溫度設(shè)置在550℃，停留處置時(shí)間通常控制在30min左右。

二次燃燒爐的加熱是借助生物質(zhì)燃燒生成的高溫?zé)煔馔瓿桑S后煙氣會(huì)通過(guò)干化爐，從而加熱濕污泥，燃燒爐生成的熱煙氣可在爐壁加熱干化爐污泥，在此過(guò)程中生成的氣體為分一氧化碳、有機(jī)烴類(lèi)、水蒸氣等，這些氣體物質(zhì)可通過(guò)處理裝置生成廢水，而后在污水處理裝置中進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)此次處理生產(chǎn)的氣體會(huì)達(dá)到二次燃燒爐中進(jìn)行進(jìn)一步燃燒，直至對(duì)污泥熱量進(jìn)行有效且充分的利用，達(dá)到減少能耗的效果。

此設(shè)備在實(shí)驗(yàn)上主要運(yùn)用自制熱解設(shè)備，主要為熱解爐+裂解氣處理裝置兩部分，高溫作用下熱解爐會(huì)熱解干化污泥，經(jīng)過(guò)熱解會(huì)生成熱解物（冷卻取出）與裂解氣（通過(guò)處理裝置進(jìn)行降溫、干燥排放），整個(gè)裝置應(yīng)用工藝為圖2。

利用生物質(zhì)燃燒可為熱解裝置提供需要的熱量，今兒計(jì)算其熱量消耗，計(jì)算可得，每噸污泥通過(guò)400℃的熱解可降低生物質(zhì)消耗量達(dá)到26.1kg，現(xiàn)今，本市生物質(zhì)價(jià)格約在1000/t左右，通過(guò)此工藝每噸可節(jié)約26.1元，本項(xiàng)目原本估算成為約為350元/t，基于此，可計(jì)算得出節(jié)約生產(chǎn)成本大于為7.46%左右，倘若在該工藝實(shí)施中縮短熱解時(shí)間，將熱解時(shí)間控制在20min，那么熱解物產(chǎn)能增加達(dá)到33%，可以該污泥處理項(xiàng)目中所使用的熱解技術(shù)實(shí)效性、節(jié)能效果突出，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力加強(qiáng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的不斷發(fā)展，城市污水處理廠中產(chǎn)生的污泥量不斷增加，越來(lái)越嚴(yán)重的環(huán)境污染使得污泥處理工作人員更加重視對(duì)污泥的有效治理。在對(duì)污水處理廠中的污泥進(jìn)行處理時(shí)，要采取合理的處理技術(shù)與科學(xué)的處置工藝，政府應(yīng)加強(qiáng)政策扶持，社會(huì)要實(shí)現(xiàn)共治，污水處理廠則要加強(qiáng)質(zhì)量措施，遵循工藝生產(chǎn)的環(huán)保化原則，真正的兼顧生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益，確保采用的污泥處理和處置途徑符合行業(yè)發(fā)展與城市發(fā)展要求。

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