城市污水处理厂污泥处理技术现状分析

城市污水处理厂污泥处理技术现状分析

徐珂,白子楣

郑州市污水净化有限公司

摘要：随着我国城镇化进程加快，城市居民污水排放量显著上升，污泥的产生量也随着增高，然而我国目前的污泥处理技术相对落后，处理方法单一，处理效率不高。污泥中含有较多的有毒有害物质，如果处理不当，容易造成二次污染。同时，污泥也具有较高的潜在利用价值，污泥的资源化利用是未来污泥处理的发展方向。基于此，本文首先介绍了污泥的含义及分类，其次介绍了处理污泥的原则，最后分析了城市污泥处理处置技术现状。

关键词：城市污水；污泥处理；技术现状

1.引言

随着中国城市化进程不断加快，城市人口不断增加，我国污水处理量与之俱增，同时也产生了大量污泥。污泥的处置问题作为一项环保难题摆在了决策层面前。它聚集了城市污水处理过程中无法消解的重金属等污染物，同时还包含大量的病原体、微生物等；如果不进行妥善的处理处置，将会形成二次的污染，对环境造成很大破坏。

2.污泥

2.1污泥的含义

污泥是污水处理后的产物，是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、病原体、胶体及重金属等组成的复杂的、易腐烂的混合物。污泥中含有有利用价值的有机质、氮、磷和各种微量元素，以及致病菌和重金属等有毒有害物质。

2.2污泥的分类

污泥通常是固液混合共呈存胶着状的粘稠物，用自然沉降的方法一般很难进行固液分离。通常按照以下的几种方法来对污泥进行分类：根据污泥的分离阶段和处理的方法一般分为生物处理污泥和沉淀污泥。目前一般的污水处理厂污泥大部分是生物处理污泥和沉淀污泥的混合污泥。处理的主要对象包括腐殖污泥、剩余污泥和初次沉淀污泥。按照污泥的来源通常分为河道湖泊淤泥、工业污泥和生活污泥。

3.污泥处理原则

3.1环境保护原则

在处理城镇污水的过程中，大量的污泥沉淀于沉砂池、初沉池、二沉池等储运污水的池中。污泥主要是污水厂排放出来的，所以含有大量水分，也有丰富的有机物，有机物在温度和水分的作用下，会产生大量的寄生卵、病原体微生物等致病物质滋生严重，以及含有各种有害重金属，如铜、锌、铬、铁等，如处理不当易造成次生灾害。

3.2效益最大化原则

为防止人为随意的产生投放污泥对环境造成二次污染，急需摸索出一套技术先进、经济合理的污泥处理方法，变废为宝、二次利用是当今人类对污泥处理形成的共识。污泥处理的优先原则是减排、利用、处置，源头减量是前提，无害化处置是手段，回收再利用是最终目的。

4.城市污泥处理处置技术

目前，污泥的处理方式主要包括堆肥、厌氧消化、脱水干化等，处置方式主要包括土地利用、填埋和焚烧等。堆肥和厌氧消化是近年来国内外污泥安全处置应用最多的处理工艺。

4.1污泥处理技术

4.1.1污泥堆肥技术

堆肥是通过一定的人工条件，利用自然界的微生物，有控制地将可被微生物降解的有机废物转化为稳定的腐殖质。堆肥分为好氧堆肥和厌氧堆肥通常所说的堆肥一般指高温好氧堆肥，好氧堆肥堆体温度一般可达到50~70℃。高温好氧堆肥可以通过高温灭菌杀死污泥中的病原菌、寄生虫（卵）等有毒有害物质，从而使污泥达到无害化。高温堆肥具有微生物活性强、有机质分解速度快、发酵效率高、稳定化时间短等特点。针对高温堆肥技术，中国城市科学研究会于2021年11月24日发布了《城镇污水处理厂污泥高温好氧发酵技术规程》，并于2021年12月27日开始实施。在好氧堆肥过程中，较难分解的纤维素、木质素和新形成的腐殖质与灰分混合形成肥料。虽然堆肥一定程度上可以使污泥稳定化和无害化，但是污泥堆肥后体积减小不明显，占据的空间仍较大，给其后续处置带来困难。

4.1.2污泥厌氧消化处理

厌氧消化指的是在密闭的环境中，污泥里的可被生物分解的有机质在微生 物菌种的作用下发生化学反应，产生沼气、二氧化碳等。厌氧消化根据厌氧反应的时候的温度差异可以分为35℃左右的中温厌氧和55℃的高温厌氧。目前在国内运用比较多的是中温的厌氧消化。因为污泥经厌氧反应后稳定化和无害化效果好，运行成本较低，并且可以通过产生的沼气进行资源利用，所以对污泥进行厌氧消化是国际上目前一种比较主流的污泥处理处置方法。与好氧消化相比具有成本低、不良气体排放少等优势。

4.1.3脱水干化技术

不管是原生污泥还是浓缩或消化后的污泥，其含水率都很高，给后续处理造成困难，因此，需要对其进一步脱除水分，可通过脱水干化来实现。污泥通常需要调理改善脱水性能后再脱水，常用的调理方法是投加药剂，主要投加无机盐或高分子混凝剂。目前，我国所使用的污泥脱水机械主要有带式污泥脱水机、板框式污泥脱水机和离心式脱水机等。带式污泥脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水。脱水过程一般分为预处理、重力脱水、楔形区预压脱水及压榨脱水4个重要阶段。带式污泥脱水机可连续工作、单位时间内物料处理量大、经济可靠、使用寿命长，目前使用普遍、技术相对成熟，但脱水效率和泥饼固含率一般，由于处理后含水率较高，后期还需再二次处理，并且机器后期保养维护不方便。

4.2污泥处置技术

4.2.1污泥土地利用

大量的污泥堆放会带来许多负面效应，如何科学合理的规划土地使用是目前所要考虑的解决方法，污泥的土地利用的有点在于投资资金较少，费用较低，且污泥中大大量有机物可以直接被土壤所吸收，是目前污泥助理中比较常用的方法。污泥土地利用主要用于矿场、垃圾场、湿地、林场等，这样既增加了可以土地使用面积，也有利于生态环境的保护和有序发展。土壤能为林木提供生长所需的营养物质的同时，也会为同一区域生长的的其他植物提供营养，产生互相竞争的局面，影响林木对微量元素及矿物质的摄入量，增强杂草的竞争能力，造成杂草滋生。

4.2.2污泥填埋

填埋虽然能消纳一定量的污泥，但随着污泥量的增加，大面积选址更加困难，而且污泥中的水分渗漏易污染地下水，因此，长期来说污泥填埋这一处置方式不利于可持续发展。《城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋用泥质》中规定：污泥用于混合填埋时，其含水率应＜60%，污泥用作垃圾填埋场覆盖土时，其含水率应＜45%。研究表明，目前我国大部分地区仍然采用填埋处理污泥，占比达到了66%。但在将来，污泥填埋由于多重因素的限制，使用的场所会越来越少。污泥掩埋是目前广泛采用的的污泥处置方法，量大且卓有成效的处理效果是其明显优势。但对土地资源造成较大的浪费，同时污泥运输和填埋场地建设费用较高，

4.2.3污泥焚烧

污泥焚烧可以最大程度地减少污泥的体积（减容可达90%以上），破坏有害物质，回收热能，迅速实现无害化和减量化。该技术成为了日本、欧洲的主要污泥处理方式。但污泥焚烧系统工艺设备多，管理要求高，工程一次性投资和运营成本高，燃烧过程可能产生烟气、二噁英等物质，对公众、环境影响大，碳足迹高。污泥焚烧适用于大中型城市且经济发达的地区、大型城镇污水处理厂或部分污泥中有毒有害物质含量较高的城镇污水处理厂。但是，目前污泥焚烧工程中，由于污泥含水率、热值等，很难达到自身自持燃烧。因此，在未来，污泥焚烧工艺需要在污泥热值和含水率之间寻求平衡，在达到自身系统能量平衡的基础上，向外输出能量，达到能源工厂的目标。

5.结语

综上所述，卫生填埋依然是很多城市的首选，但会逐渐减少被其它方式取代。焚烧方法在现阶段优势明显，但烟气治理趋严以及其带来的运行费用较高的问题是主要障碍。未来，干化焚烧、厌氧消化将会是主流的技术手段之一。好氧发酵的优势在于其成本低，会得到经济欠发达地区的青睐。总的来说，我国目前污泥处理技术路线已基本形成，以堆肥、厌氧消化、好氧发酵为主体的三种技术路线会是未来的主流。

参考文献

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