城镇污水处理厂污泥处理处置工程设计

城镇污水处理厂污泥处理处置工程设计

林浩、胡丹

武汉市城市排水发展有限公司汤逊湖污水处理厂   湖北省武汉市  430205

摘要：城镇污水处理厂在保护水资源、改善生态环境方面具有重要意义。城镇自来水厂污泥和污水处理厂污泥联合处理处置是一项复杂而关键的环境管理任务。通过建立科学的理论模型和精细的措施，可以实现污泥资源的最大化回收，降低处理成本，提高处理效率，并减少对环境的潜在影响。基于此，本文主要分析城镇污水处理厂污泥处理处置工程设计。

关键词：城镇污水处理厂；污泥处理；处置工程设计

中图分类号：X52文献标识码：A

引言

城镇污水处理厂污泥处理处置工程设计是确保城镇水环境质量和生态环境保护的重要环节。然而，在污水处理过程中，会产生大量的污泥，如不进行妥善处理，将对环境造成二次污染。因此，研究城镇污水处理厂污泥处理处置工程设计具有现实意义。

1污泥的特性及危害

污泥作为污水处理的产物，由水、有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成，其中水的含量最高，可达99%以上，有机物含量相对较高，且颗粒较小，整体呈胶状液态。由于污泥是污水处理过程中产生的，因此，不同工业污水产生的污泥含有的物质也存在差异，但整体而言，污泥中通常会累积大量的有害物质，当其排放到河流中，或者集中堆积并通过雨水沉降到地下水中时，其中的有害物质会对水资源产生较大的污染，并间接对周边环境和周边居民身体健康产生危害。虽然污泥本身难以处理，且对水环境危害较大，但是由于其含有丰富的有机物和矿物质，能很好地被植物吸收，并促进植物的生长[1]。

2污水处理厂污泥组成

通常，污泥由有机化合物、大量营养素和多种微量营养素、非必需微量金属、有机微污染物和微生物组成。在考虑处理污泥的最终处置和处理过程中污泥的能量再利用时，应充分考虑参数的影响。干物质对燃料需求、焚烧过程中的废气产生以及污泥运输成本都有影响。挥发性物质是衡量污泥有机物含量的指标，是污水污泥高能利用的最重要参数。其他因素，如有害有机化合物、微污染物、营养物质和重金属，也不容忽视。污水来源是重金属含量决定污泥能否应用于土地的重要因素。污泥最终利用的重金属阈值应符合GB8428-2018《农用污泥污染物控制标准》。

3城镇污水处理厂污泥处理处置工程设计

3.1预处理工艺的选择

目前用于城镇污水处理厂的污泥预处理技术主要有热水解、超声波、电渗透、冷冻等。但目前有工业化方面应用且比较成功的只有热水解技术。热水解即对生物质进行加温使其中的一部分细胞物质水解、从大分子转化为小分子物质，从而便于后续进行厌氧发酵。热处理是污泥联合处理的一种关键方法，通过高温处理污泥来减少其体积和消毒。在热处理过程中，需要考虑污泥的成分和热解参数，如温度、时间等。这些模型的应用可以用来预测热处理过程中的污泥转化行为，从而确定最佳的处理条件，以最大程度地减少污泥的体积，并生产可用的能源或灰渣。注意事项如下：首先，选择适当的处理温度至关重要。温度的选择应基于污泥的成分和热解参数，以确保最佳的体积减少和资源回收效率。一般来说，较高的温度能够更有效地降低污泥的体积，但也需要更多的能源。因此，需要在经济性和环保性之间进行权衡，确定最适合特定情况的温度。其次，处理时间也是热处理的重要参数。处理时间的长度直接影响着污泥的处理效果。较长的处理时间可以更彻底地降解有机物质，但也会增加能源消耗。因此，需要根据处理目标和资源回收的需求来确定适当的处理时间。

3.2污泥混合与协同处理

污泥混合与协同处理在城镇自来水厂污泥和污水处理厂污泥联合处理处置中扮演着至关重要的角色。首先，关键之一是混合比例的优化，这需要通过理论模型和实验研究来确定最佳的混合比例。这一过程确保了来自不同源头的污泥在混合时的均匀性，以最大化后续处理过程中的效率。精确的混合比例不仅有助于有效利用污泥中的有机物和无机物成分，还降低了处理成本。其次，混合设备的选择至关重要，它们可以包括搅拌器、混合槽等。选择适当的设备有助于确保混合过程的高效性和一致性。最后，混合控制是确保混合过程稳定的关键，这包括控制混合时间、速度和温度，以保持混合的质量和稳定性[2]。

3.3产品资源化利用设计

资源回收是城镇自来水厂污泥和污水处理厂污泥联合处理处置的核心目标之一，可以通过多种方式实现。回收有价值的资源，如氮、磷和有机物，对环境保护和可持续发展至关重要。资源回收的理论模型和实践应用在联合处理中具有关键作用。经厌氧发酵反应器处理后会产生大量沼气，沼气的处理及利用方式主要有以下3种：第一，直接燃烧用于炊事、照明、洗浴、供暖等；第二，内燃机发电自用或上网；第三，经净化提纯后用作车用燃料或管道煤气等。由于沼气产量较大，适合处理的方式有2种：沼气发电；沼气纯化压缩。其中沼气发电可以将生物质能转化为电能，并入电网或供本项目内部用电使用，由于并网困难，一部分发电一般供应自身使用。而沼气纯化压缩，制成压缩天然气，然后供给汽车加气站或并入城市天然气管网是相对较为经济，易于操作管理的一种方式

[3]。

3.4物质化利用

第一，提取蛋白质污泥中富含多种营养物质，其中蛋白质含量最高，在污泥中回收的蛋白质具备优异的发泡性能和营养价值。一方面，从剩余污泥中提取的粗蛋白符合动物饲料的营养学要求，可以减轻我国对进口蛋白质动物饲料的依赖性；另一方面，这种粗蛋白因其良好的发泡性能可以用来制作泡沫灭火器，避免了过去用动物蛋白制备的灭火器在使用时产生难闻的烧焦味和臭味。第二，提取重油含油污泥成分复杂且化学性质相对稳定，在处理过程中需要对原油进行回收，常用的方法有化学热洗技术、热分解技术、焚烧处理技术、溶剂萃取技术、调剖技术等。回收得到的原油经过加工后可以制备橡胶或用于工业生产[4]。

3.5生物处理

生物处理在城镇自来水厂污泥和污水处理厂污泥联合处理处置中扮演着关键的角色，它通过利用微生物的活动来有效地降解有机物质，以减少污泥的体积和降低污染潜力。为了实施生物处理，首先需要选择适当的生物反应器，这取决于污泥的性质和处理目标。好氧消化池和厌氧消化池是常见的反应器类型，其选择需根据需求进行权衡。在好氧消化池中，充足的氧气供应促进微生物的有机物降解，而在厌氧消化池中，微生物在缺氧条件下降解有机物质。同时，微生物管理是生物处理的核心，需要创建和维持适宜的微生物生长环境。这包括控制温度在适宜的范围内，维持合适的pH水平，以及确保氧气浓度在可接受的范围内。这些措施有助于最大化微生物的降解效率和活性[5]。

结束语

综上所述，污泥是水和污水处理过程中产生的固体沉淀物质，随着我国工业化的建设和发展，污水和污泥的处理量逐年增加。污泥的累积不仅占用大量的土地资源，若未及时处理也可能对地下水和污泥堆放地周边的水体造成污染。基于此，污泥的处理是水环境保护的重要措施之一，应利用合适的污泥处理技术消纳污泥，减少其对水资源的污染。

参考文献

[1]王泽.城镇污水处理厂污泥处理处置［J］.山西化工，2021，41（06）：279-280.

[2]孔祥娟，戴晓虎，张辰城.镇污水处理厂污泥处理处置技术［M］.北京：中国建筑工业出版社，2016：18-20.

[3]张丽霞.城镇污水厂污泥处理处置技术的研究进展［J］.中国非金属矿工业导刊，2019（03）：56-59.

[4]赵思源，刘卫东.市政污泥的处理处置与资源化利用现状分析［J］.中国水运（下半月），2022，22（04）：64-66.

[5]程文,蒋岚岚,耿震,等. 太原市城市污水处理厂污泥 资源化利用工程设计[J]. 中国给水排水,2022(24):72-75.