城市污水厂污泥的处置

城市污水厂污泥的处置

张琢芳

天津钢管公司东丽排水管理处天津市300301

摘要：污泥是城市污水处理厂处理污水过程中形成的一种副产物，截止“十二五”规划期末，我国全年污水处理量可达550亿m3以上，预计全年产生含水率80%的污泥3500万吨以上，绝干泥700万吨以上。污泥中含有重金属、病原微生物等，如处理不善将会造成严重的二次污染，同时含有大量有机质及氮、磷、钾等营养物质，对其进行适当处理后则可作为一种资源加以利用。

关键词：城市污水处理厂；污泥处理技术；污泥处置技术

1导言

现代城市发展迅速，人们工业生产和生活废水组成也越来越复杂，而污水处理后剩余污泥的有害物质也趋于多样化。如果污水处理厂污泥得不到正确的处置，它不仅会影响人们的生活环境，对人们身体健康造成伤害，同时也会占用社会资源。因此，如何实现污泥处置的无害化、资源化成为摆在城市发展面前的重要问题。

2城市污水厂污泥的物理化学性质及特点

2.1污泥的来源及组成

城市污水的处理过程中，会产生一种由无机颗粒、有机残片、胶体、细菌菌体、水分等构成的十分繁琐的非均质体———污泥。污泥的两大组成部分可以概括成有益部分和有害部分。有益部分是其含有氮、磷、钾、有机质等植物性微量元素，但另一些有害部分如一些病原菌、重金属、寄生虫（卵）、盐类还有二恶英、多氯联苯等不易降解的有害有毒物质。

2.2城市污泥的特点

通过分析我国城市的污水厂的初沉污泥和剩余污泥所含的成分，我们知道了污水中含有较多的成分是碳水化合物高达50%，然而含有较少的脂肪和有机质低于20%，如果对比欧美的发达国家，显然是不达标的。污水污泥中碳和氮的比例大约在3：100左右，分析碳氮比可以知道污泥中的氮含量是非常高的，因此适于厌氧消化。正如我们所知道的，我国的城市污水中有很大一部分来自工业废水，因此在城市污水厂中的初级和二级沉淀的污泥中，重金属含量大多都超标严重，其中主要含有砷、镉、铬、贡、铜、铅、锌、镍等重金属。通过对我国现在的城市污水厂的污泥进行分析，其中含有的初沉污泥、二沉污泥、混合污泥和消化污泥的无灰基热值和干基热值均处在很高的数值，在固定的含水率条件下，均有作为能源使用的可能性。我国的城市污水厂污泥有正常的pH值，具体数值在6.5~7.0左右。

3污泥处理技术

污泥处理是指对污泥减容、减量、稳定以及无害化的过程。一般包括污泥浓缩（调理）、脱水、厌氧消化、好氧发酵、堆肥和干化等。

3.1污泥浓缩技术

通过污泥浓缩降低污泥中的水分，缩小污泥的体积，从而减轻后续处理构筑物和设备的工作负荷，提高处理效率。污泥浓缩的主要方法为重力浓缩、机械浓缩和气浮浓缩。由于重力浓缩只需一次性构筑物的建造和基本维护费用，投资和运行成本低，所以重力浓缩仍将是国内今后重要污泥减量手段。

3.2污泥脱水技术

脱水主要是将污泥中的吸附水和毛细水分离出来，污泥经脱水后，其体积减至原来的1/5～1/10，较大程度降低了后续污泥处置工程量。目前常采用的脱水工艺有自然干化与机械脱水。由于自然干化对环境影响恶劣、劳动强度大、占地面积大等弊端，故污水处理厂一般不采用此工艺。

3.3污泥厌氧消化

污泥厌氧消化是指在厌氧条件下，微生物将有机物转化为沼气，从而实现污泥中有机物矿化稳定的过程。厌氧消化又可分为中温厌氧消化、高温厌氧消化和两相厌氧消化。10万t/d以上的大型污水处理厂，应采用中温/高温厌氧消化技术进行污泥处理；高浓度有机废水污水厂、悬浮物浓度高的污水厂产生的污泥，宜采用两相厌氧消化方法处理；含有毒物质、难降解物质的污泥采用两相厌氧消化方法处理。

3.4污泥好氧发酵技术

污泥好氧发酵是指在有氧条件下，好氧发酵微生物对污泥中的有机物进行降解，有机物降解过程中产生的热量形成高温杀死病原微生物，从而实现污泥减量化、稳定化和无害化的过程。污泥好氧发酵技术适用于小型污水处理厂。

4污泥处置一般方法

经过几道污泥处理工序之后，污泥的处置是最后一道关键工序。而城市在处置污泥的问题上并不是简单的工艺选择，而是需要结合城市经济和地理情况综合考虑。在选择过程中，首先考虑资源的利用，即污泥的肥料利用和建筑材料的利用；其次考虑转化能量的利用，即污泥焚烧处理；最后将不能利用的污泥进行卫生填埋处理，延缓污泥对环境的污染。

4.1肥料利用

污泥的处置问题首要考虑肥料的利用，即堆肥处理。堆肥原理是在高温条件下将污泥中的有机质通过厌氧消化发酵成能够被植物利用的腐殖质，实现污泥的资源转化；同时厌氧消化发酵过程所产生的沼气等气体也是很好的资源，能够被人们日常生活中所利用。在堆肥过程中，高温环境也可有效的杀死污泥的致病细菌以及各种致病虫卵，因此堆肥处理有效的达到了污泥无害化和资源化同时进行的标准。。

4.2建筑材料利用

污泥的建筑材料利用原理是将污泥经过脱水干化、焚烧等工艺制成建筑中所需的瓦块、水泥、砖砾等建筑材料。将污泥进行建筑材料利用不仅可以实现污泥资源利用的目标，同时在制作过程中可减少处理后的污泥直接填埋而对环境带来的危害。虽然污泥建材有以上优点，但是其对污泥处理技术的要求较高，生产成本也自然随之增高。所以在污泥建材利用的选择上，应结合自身经济情况综合考虑。

4.3焚烧处理

污泥的焚烧处理是将污泥转化为能量加以利用，也因其处理过程简单而被大多数国家采用。污泥焚烧过程不仅能够彻底对污泥进行减容化，无害化和稳定化，同时燃烧过能产生的能量能够进行发电等能量利用。虽然污泥焚烧具有很多优点，但是如果因为氧气不足而进行不完全燃烧，这将会产生大量有毒有害气体，如一氧化氮、二氧化硫等。而且其中的重金属和燃烧后的灰烬和烟尘同样也是很难处理的环境问题。污泥焚烧对降低污泥的含水率要求较高，即要有较为先进的污泥脱水技术。因此焚烧法是成本较高的污泥处理方式，在选择时需要考虑经济和环境等问题。

4.4卫生填埋

污泥的卫生填埋与其他处置方式相比是更为简便和经济的污泥处置方式，但是却并不是最理想的方式。污泥的卫生填埋是将污泥经过简单的减量化、稳定化和无害化处理后，由于无法进行资源化利用而直接填埋到土壤当中。这种方式虽然简单经济，但是它同时也受土地资源的限制，尤其是在土地资源紧缺的国家；且在污泥填埋的同时也要考虑对地下水的影响，其所带来的污泥处置后续问题也是难以估计的。

5结束语

总之，目前国内污水处理厂污泥处理处置水平很低，主要处理现状依然是经浓缩脱水后卫生填埋，难以达到污泥的减量化、无害化、资源化的要求。通过对上述多种污泥处置方法不同优缺点的阐述，将污泥处理处置与污泥资源化相结合，将成为城市污水厂污泥处置技术主要发展方向。

参考文献

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[2]张杞蓉.中国城市污水厂污泥处置现状研究.环境科学与管理，2015（4）：62~63.

[3]万耀强.我国城市污水处理厂污泥处理现状及其研究进展.决策与探索，2016（3）：45~46.