污水处理厂的污泥处理处置及利用途径探究

污水处理厂的污泥处理处置及利用途径探究

孙建

合肥市排水管理办公室    安徽省合肥市230000

摘要：城市污水处理厂在处理污染废物的同时，也会形成大量剩余污泥。污泥的高度亲水性，絮体组成特殊，经过传统的化工药剂调理和机械洗涤处理，污泥的含水率往往超过百分之八十以上，贮存、运输和处理都相当麻烦。如何以经济和环境可接受的生态方式处理污泥是城市发展面临的重要课题。目前土地利用、卫生填埋和焚烧是我国污泥处理处置的主要方式。然而，未来的污泥处理处置应注重资源化利用，减少环境影响，节约经济成本。

关键词：污水处理厂；污泥处理处置；利用途径

引言

近些年各地城市化建设进程持续提速，城市生活生产中的污水排放量也日渐增多，生成了大量污泥。污水集中化处理是现代城市建设的一个必然趋势，为了全面提升水污染防治及水环境整治效果，很多地区新建和改建了大批量的污水处理厂项目。面对如此多的污水污泥，如不能及时进行有效处置，对生态环境与人类健康都会构成很大威胁。现今，国家大力提倡实现资源回收利用，污泥内含有可利用的物质成分，在很大程度上能减轻资源短缺问题，所以完善污泥处理处置技术及实现资源化利用，具有很大的现实意义。

1污泥的危害

在剩余的污泥中有大量的污染物，这些污染物大多数是有机物，而这些有机物容易腐烂变质，挥发出强烈的刺激性臭味，并且这些有机物的性质非常不稳定，会随季节的变化而发生改变，与此同时，在污泥中滋生出许多细菌、病原菌，污泥中还存在其他污染物，如重金属，有很强的富集作用，另外还有氯联苯、二恶英等难降解的芳香烃污染物，这些都会对环境产生许多危害，主要体现在 ：（1）污水中存在很多病原微生物有害生物，而在污水被处理后造成这些有毒有害生物被浓缩而聚集起来，然后混杂有害微生物的污水处理垃圾被当做污泥处理，因此污泥中存在很多细菌和病毒微生物，如如沙门氏菌、志贺氏菌、耶尔森氏菌、埃希氏杆菌、梭状芽胞杆菌和致病性大肠杆菌等，常见的病毒有脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒，艾可病毒、甲型肝炎病毒等 ； （2）然而在污泥中还存在其他有毒有害物质，如难降解的多环芳烃、多氯联苯以及二噁英，这些物质都是有毒有害物质，对生物和环境构成很大危害性 ； （3）污泥中还包含许多重金属，污泥中锌、铜的含量靠前，其次是铬、铅、镍以及镉等重金属。在污水处理过程中，为了使重金属被分离出来，往往通过吸附或沉降的方法来实现，这造成污泥聚集大量重金属，而这些重金属具有很大的危害性，对生物的危害表现为长期危害性和不可逆性。

2污水处理厂的污泥处置技术

2.1卫生填埋

这是当前我国污水处理厂的一种常用技术，有操作简单、经济性高等优点，但污泥内的各种病原体、重金属等，易被整合到土壤环境内及对地下水造成污染。没有进行无害化稳定化处置的污泥，粘稠度大且腐烂发臭的概率较大，以致填埋场的使用年限出现不同程度的缩短。鉴于以上情况，现实中采用卫生填埋处理技术时，绝不可以简单地把污泥填埋到地下环境内，相关部门应提前调查好填埋区域环境，做好渗漏和防渗漏等预防性工作。建议尽量选择远离水源、地下水存量较少、土壤渗透系数偏低的城市、偏僻地区建设填埋坑，将高密度聚乙烯防渗层作为填埋坑底层，酌情增设渗透液收集设备。污水处理厂要先对污泥进行预处理，可以运用脱水烘干处理污泥，随后将其集中运输到填埋坑进行填埋，通常能取得较好的处置效果，彰显出卫生填埋的优势。

2.2污泥焚烧处理技术

污泥干化焚烧技术的主要作用就是让污泥实现最终资源化处置。污泥焚烧时要将污泥放入焚烧炉，然后通过在炉中加入过量空气来进行完全焚烧，焚烧结束后的污泥含水率将会大幅缩减，而且焚烧会减少污泥中的多环芳烃类污染物以及其他有机污染物。重金属离子虽然无法被焚烧直接清除，但是其体积却会大幅缩小并沉积在炉渣内，进而提高处理便捷性。污泥焚烧主要流程如下：污泥处理（浓缩、脱水干燥）、进入焚烧炉、尾气排放。污泥干化焚烧过程中产生的尾气经过一系列的尾气净化系统处理达标后便可以直接通过烟囱排放。

2.3干式炭化（热解炭化）

污泥热解是污泥中有机物在厌氧或惰性气体环境中的热分解过程。 产品包括热解气体 （如甲烷）、可燃液体（主要是碳油）和固体生物炭基灰。热解气体和可燃液体通过燃烧进行热循环。 污泥深度脱水碳化工艺的经济性是将污泥机械脱水至含水量 60% ，然后加热干燥至含水量 30% ，在碳化炉中碳化至生物炭含水量 10% 。 总处理成本约174 元 /t （含水量 80% 的污泥）， 具有良好的经济性。 此外，热解和炭化后的生物炭可以作为一种有价值的产品。 污泥热解和炭化设备的完整系统包括污泥干燥、热解和炭化、热解气体的净化和利用以及残炭资源的利用。 热解炭化采用回转窑反应炉，热解温度为 450~500℃ ，热解停留时间为 40 分钟，实现了干燥和炭化热源的一体化，设备可长期稳定运行。

3城市污水处理厂污泥的综合利用

3.1　燃料化利用

既往国内外均有研究证实，污泥焚烧处理后剩余灰分比和煤炭不相上下，约为20.0%，这预示着污泥焚烧过程中，一定比例会被挥发出去，燃烧残渣量相应减少；污泥自身的发热量处于较高的水平，其内蛋白质、多碳等有机物含量相对较高；污泥的挥发成分占比较大，这是其发热量偏高的主要原因之一，可以推测适用于燃料化处置。污水处理厂与供热发电单位之间应加大合作力度，把脱水处置后所得的污泥作为燃料，利用其将部分燃煤取而代之，通常能取得较好的效果。焚烧工艺实施后也能实现对污泥的无害化处理，可以将焚烧时产生的热能提供给发电厂，有助于减少发电厂的制热成本，这样污水处理厂和供热发电厂就能实现互利双赢。在以上燃料化进程中，主要是基于垃圾衍生燃料法，把污泥制成衍生燃料，具体的工艺流程为：脱水处理污泥→半干化→充分混合（加入适量添加剂）→成型→自然风干→制成燃料（RDF）。

3.2污泥堆肥

污泥中含有大量的有机物、氮、磷等植物营养物质，甚至比普通肥料还要多，可以与一些高端有机肥料相媲美。 要使城市污水处理厂的污泥能够用于农业生产和绿化， 就必须确保污泥中含有植物营养物质， 污泥中所含的有害有毒物质不能超过农业生产标准，必须经过无害化处理。 因此，在将污泥放入土壤之前，需要对其进行稳定和无害化处理，如好氧、厌氧消化、堆肥等。 目前，我国污泥堆肥工艺有两种：（ 1 ）将污泥分解或将污泥和垃圾等一系列材料混合在一起进行堆肥；（ 2 ）在生产过程中，在将复合肥料返回田地之前，对污泥进行堆肥和发酵。 污泥经过中温厌氧分解后用于农业生产，但其缺点是容易滋生大量细菌，不一定能杀死所有细菌，可能会造成二次污染。 因此，这种方法尚未被广泛采用。 混合堆肥是一种以无害化处理为核心的处理方法，可以有效利用污泥，杀死污泥中的细菌，提高利用效率。 无论在城市还是农村，都可以实现科学合理的堆肥。 污泥堆肥是一种最大限度地平衡污泥中营养物质的方法。

3.3林地利用与绿化

在污泥处理结束后，无害污泥不仅可以进行农用，还可以在土壤成分改造中发挥非常重要的作用，污泥中本身便带有丰富的微量元素与养分，能够大幅增强林地土壤肥力。因此可以通过污泥的二次利用来对林地土壤成分进行全方位改造，借助污泥来增加土壤内部的有机物质与植物所需的养分，进而满足土壤范围内植物生长的实际需求。通过对污泥利用方式进行研究，污泥在处理结束后完全可以辅助开展绿化作用。无论是园林区域还是林地、草地，都可以在污泥的二次利用中提高土壤质量，进而让绿化工作的开展变得更加顺利。

结束语

随着社会的发展， 生态环境保护越来越受到重视。污泥应减量化、稳定化无害化和资源化处理。我国污泥资源利用效率低下，政府相关部门需要加强协同，开发更科学、绿色、高效的资源化利用产品，完善市场监管体系，建设高活力市场，促进区域经济发展，提高污泥处理处置技术水平。

参考文献

[1] 魏亮 , 金星 , 马丽萍 . 污水厂剩余污泥处理处置技术研究进展 [J]. 农业与技术 ,2021,41(08):8106-8108.

[2] 车悦驰 , 颜蓓蓓 , 王旭彤 , 陈冠益 , 旦增 , 孟德安 . 污泥堆肥技术及工艺优化研究进展 [J]. 环境工程 ,2021,39(04):164-173.

[3] 戴晓虎 . 我国污泥处理处置现状及发展趋势 [J].科学 ,2020,72(06):30-34+4.