基于水環(huán)境保護的污泥處理技術(shù)應(yīng)用分析

張宗文，盛月慧，高 曦，戴思遠

（蘇州中晟環(huán)境修復(fù)有限公司，江蘇 蘇州 215104）

0 引言

污泥是水和污水處理過程中產(chǎn)生的固體沉淀物質(zhì)，隨著我國工業(yè)化的建設(shè)和發(fā)展，污水和污泥的處理量逐年增加，數(shù)據(jù)表明，全國大中城市每日消納污泥的量不低于2 萬t。污泥的累積不僅占用大量的土地資源，若未及時處理也可能對地下水和污泥堆放地周邊的水體造成污染?；诖?，污泥的處理是水環(huán)境保護的重要措施之一，應(yīng)利用合適的污泥處理技術(shù)消納污泥，減少其對水資源的污染。

1 污泥的特性及危害

污泥作為污水處理的產(chǎn)物，由水、有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成，其中水的含量最高，可達99%以上，有機物含量相對較高，且顆粒較小，整體呈膠狀液態(tài)。由于污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的，因此，不同工業(yè)污水產(chǎn)生的污泥含有的物質(zhì)也存在差異，但整體而言，污泥中通常會累積大量的有害物質(zhì)，當其排放到河流中，或者集中堆積并通過雨水沉降到地下水中時，其中的有害物質(zhì)會對水資源產(chǎn)生較大的污染，并間接對周邊環(huán)境和周邊居民身體健康產(chǎn)生危害[1]。雖然污泥本身難以處理，且對水環(huán)境危害較大，但是由于其含有豐富的有機物和礦物質(zhì)，能很好地被植物吸收，并促進植物的生長；同時，污泥中的氮、磷、鉀等元素也能改善土壤條件，但需提前對污泥進行處理，避免其中的重金屬物質(zhì)對環(huán)境的危害。

2 基于水環(huán)境保護的污泥處置原則

2.1 減量化原則

污泥處置應(yīng)用減量化原則的目的是去除污泥中的自由水，由于污泥中的水含量較高，若未提前完成自由水的脫離，則后續(xù)難以進行相應(yīng)的處理工作。因此，在處理污泥時，應(yīng)遵循減量化原則，做好污泥的初期處理工作，從而保證后續(xù)處理工作的正常進行；同時，污泥脫離自由水后體積會縮小，更便于后期的處置和運輸。

2.2 穩(wěn)定性原則

在進行污泥處理的過程中應(yīng)遵循穩(wěn)定性原則，即注意采取科學(xué)合理的方法進行污泥的處置和運輸。由于污泥呈膠裝液態(tài)，若儲存不當，在運輸和處理的過程中可能會變質(zhì)，從而滋生新的細菌，間接提升了污泥處理的難度，并很可能提高污泥處理的成本[2]。

2.3 無害化原則

污泥本身含有大量的有害物質(zhì)，直接排放會污染水環(huán)境，并且會間接對人體健康產(chǎn)生危害，因此，在污泥處理的過程中應(yīng)遵循無害化原則，首先保證處理后的污泥的各項指標數(shù)據(jù)符合國家要求的污泥排放標準，其次，充分發(fā)揮處理后污泥的價值，使其能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的肥料、土壤改良等領(lǐng)域，從而實現(xiàn)資源的有效利用[3]。

3 基于水環(huán)境保護的污泥處理技術(shù)應(yīng)用

3.1 污泥濃縮消化一體化處理技術(shù)

污泥濃縮消化一體化處理設(shè)備是一種可以同時對污泥進行濃縮和消化處理的裝備，該技術(shù)的優(yōu)點是消化效果好、工藝簡單、效率高、占地面積小，并且投資低，易于管理。本文對傳統(tǒng)的污泥一體化處理設(shè)備進行改進，使其整體的處理更高效，并獲得更好的處理效果。首先對進泥管入口位置進行調(diào)整，為避免配泥箱底部淤積污泥，將進泥管設(shè)置在配泥箱下方，并使配泥箱底部以進泥管為中心呈漏斗形坡度，以此使配泥箱中的污泥能全部進入進泥管。其次對內(nèi)循環(huán)管的尺寸進行調(diào)整，由于內(nèi)循環(huán)管的截面直徑大小對污泥的處理效果有直接的影響，因此，根據(jù)污泥在設(shè)備中的處理步驟調(diào)整內(nèi)循環(huán)管尺寸，從而保證設(shè)備的良好運轉(zhuǎn)[4]。之后在設(shè)備中增加測壓機和溫控儀，在污泥處理的過程中會產(chǎn)生大量氣體，若未及時處理此類氣體，則會使設(shè)備內(nèi)部壓力過大，通過測壓機可以更清晰的觀測設(shè)備內(nèi)部的壓力情況，從而更好的控制設(shè)備的運轉(zhuǎn)；污泥濃縮消化一體化處理設(shè)備包含加熱裝置和熱水箱，熱水能輔助污泥的處理，但加熱會消耗較多能源，且不適宜溫度的熱水也不利于污泥的處理，因此，采用溫控儀監(jiān)測設(shè)備內(nèi)部熱水及其他裝置的溫度，從而在保證污泥處理效果的情況下，盡量減少能源的利用。最后對進出水和布水方式進行優(yōu)化，采取兩邊進水、水封出水，以及周邊布水的方式，使設(shè)備對水的利用最大化[5]。

3.2 熱干化污泥森林施肥技術(shù)

基于污泥的特征，將污泥進行熱干化處理，并將處理后的污泥用于森林施肥，從而實現(xiàn)污泥的資源化利用。在對污泥進行處理的過程中采用槳葉式干化工藝，處理步驟如下：首先利用污泥泵將濕污泥輸送至槳葉干燥機中干化，在機器中的污泥全部干化之后，將產(chǎn)生的干污泥從機器底部排出，在干污泥調(diào)節(jié)倉暫存后輸送至焚燒爐，進行焚燒處理。除污泥的處理，此工藝還涉及干化載氣和洗滌水處理，最終處理后的載氣和洗滌水均可通過機器再次投入污泥處理中，極大地提高了資源的利用率[6]。焚燒處理完成后的污泥可用于森林施肥，施肥方法可采取穴施和表施，根據(jù)對處理后的污泥所含的各種元素和物質(zhì)分析，當采取穴施施肥時，應(yīng)將污泥施在樹根能觸及的位置，但需避開根系發(fā)達區(qū)，施肥深度控制在15～30 cm；當采取表施施肥時，應(yīng)將施肥量控制在2 kg/m2，并于1 a 后進行追肥，追肥肥量控制在1 kg/m2。經(jīng)過對某地森林的污泥施肥試驗結(jié)果分析，可知干化處理后的污泥能改善土壤的理化環(huán)境，使土壤的肥力提高，有利于樹木的生長。

3.3 濕污泥生物發(fā)酵制營養(yǎng)土技術(shù)

由于污泥本身含有大量的有機物，經(jīng)過發(fā)酵可產(chǎn)生利于植物生長的元素和物質(zhì)，因此，可采取污泥生物發(fā)酵技術(shù)制取營養(yǎng)土。污泥發(fā)酵需添加相應(yīng)的污泥發(fā)酵菌劑，本文以某生物技術(shù)公司研制的菌劑為例，該菌劑中含有枯草芽孢桿菌、假絲酵母菌、曲霉、放線菌等多種微生物，以及能夠分解大分子物質(zhì)的各種酶，其能分解污泥中所含有的有機物，并且對去除污泥的惡臭氣味有明顯的效果[7]。通過在污泥中添加適量的污泥發(fā)酵菌劑，輔以相應(yīng)的發(fā)酵管理方法和措施，如常溫發(fā)酵技術(shù)、高溫發(fā)酵技術(shù)、交替發(fā)酵技術(shù)等，可以將發(fā)酵的時間縮短近10 d，并可以使污泥的發(fā)酵不受季節(jié)和氣溫限制。通過對污泥發(fā)酵制成的營養(yǎng)土土質(zhì)分析，處理后的污泥制備的營養(yǎng)土符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質(zhì)》（GB/T 23486—2009）的相關(guān)標準，可用于綠化、綠地公園、苗圃和盆花種植等。

3.4 污泥燒制陶粒輕集料技術(shù)

污泥燒制陶粒輕集料技術(shù)是一種將污泥處理后，用于陶粒輕集料燒制的技術(shù)。此技術(shù)需對污泥進行熱干燥處理，之后與粉煤灰等材料混合完成制備，具體處理方法如下：首先將污泥制成含水率75%～85%的脫水泥餅，之后將泥餅置入機器中進行熱干燥，從而獲得干污泥；粉碎干污泥并篩分過45 mm 篩，加入干污泥質(zhì)量18%～25%的粉煤灰，將二者混合均勻后注入粉末壓片機，使用8 MPa 的功率將其擠壓成型，獲得陶粒輕骨料坯料，將坯料加熱至350 ℃，并保持此溫度加熱20 min，此過程是為了揮發(fā)和排除有機物；之后提高加熱溫度至1 080～1 100 ℃，保持此溫度焙燒30 min，之后將其冷卻至室溫，可獲得陶粒輕集料。根據(jù)對最終獲得的陶粒輕集料成分分析，陶粒負荷610～700 級人造輕集料技術(shù)要求，同時，通過對其工藝參數(shù)進行分析，其制造的標準件符合結(jié)構(gòu)用輕骨料混凝土要求，具備良好的性能，可用于承重構(gòu)件及構(gòu)筑物的使用。

3.5 干法水泥旋窯協(xié)同處理污泥技術(shù)

本技術(shù)依托干法旋窯工藝水泥生產(chǎn)線，將處理后的污泥加入水泥的制備中，從而提升水泥的質(zhì)量。具體處理方法如下：將高含水率的污泥直接送入窯尾煙室或利用分解爐燃燼處理，當處理的污泥量較少，并且分解爐中煤質(zhì)較好、煤粉燃燒狀態(tài)良好時，可將污泥用泵霧化噴入窯尾煙室或分解爐燃燼，或?qū)⑽勰嗤ㄟ^機械輸送至窯尾煙室燃燼；當處理的污泥量較多，并且分解爐中煤質(zhì)較差、煤粉燃燒狀態(tài)不佳時，可將污泥調(diào)整分組，在進行壓濾或者堆存瀝干，處理完畢后送入窯尾煙室或分解爐燃燼，其中，污泥帶入的水分量不應(yīng)超過生料投料量的3%。經(jīng)過加入處理后污泥的水泥質(zhì)量檢測，當水泥中摻假污泥時，水泥熟料的強度得到提高，并且其凝集時間稍有減少，同時，此方法制備的水泥各項指標符合國家標準，可用于工程建設(shè)中。

4 結(jié)論

為實現(xiàn)水資源的保護，應(yīng)合理利用污泥處理技術(shù)，對污泥進行相應(yīng)的處理，并盡可能將其再次投入使用，從而提高污泥的處理效率和利用率。本文列舉了幾種污泥處理技術(shù)，并結(jié)合污泥本身的特性，在污泥處理后給出相應(yīng)的再利用途徑，使處理后的污泥符合國家頒布的《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》中污泥處理的相關(guān)規(guī)范，并將其資源化利用，從而間接減少污泥處理的費用，提高處理效益。