
1 前言
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,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。
2 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。
2.1 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。
2.2 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和机械脱水,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。常用机械脱水有带式压滤机和离心脱水机及板框压滤机,脱水工艺技术对比如下:
类别 | 单位 | 带式压滤机 | 离心脱水机 | 板框压滤机 |
出料干物质量 | % | 23(18~28) | 28(20~35) | 30(28~38) |
去除率 | % | 95 | 95 | 98 |
絮凝剂量 | g/kg干物质 | 6~12 | 6~12 | 5~10 |
比能耗 | kW·h/tDS | 5~20 | 30~60 | 15~40 |
运行方式 | 自动连续 | 自动连续 | 非连续 |
2.3 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。
2.4 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。
3 污泥处置技术
污泥处置是指经处理后的污泥或污泥产品在环境中获利用过程中达到长期稳定,并对人体健康和生态环境不产生有害影响的消纳方式。污泥处置方式包括:土地利用、焚烧及建材利用、填埋等。
3.1 污泥土地利用
污泥的土地利用是将处理后的污泥或污泥产品作为肥料(或土壤改良材料),用于园林绿化、农田或土地改良等,是一种可持续的污泥处置模式。解决了污泥出路同时实现污泥利用资源化,产生一定的经济效益。但污泥土地利用存在一定的潜在风险,例如污泥的泥质,特别是重金属含量是否超标等,如果施用不当,很容易造成环境的二次污染。
3.2 污泥焚烧及建材利用
焚烧是污泥较彻底的处置方法之一,可实现污泥减量化(有机物转变成二氧化碳和水蒸气)、无害化(高温下杀灭病毒、细菌)、资源化(产生可以回收利用的热能)。在当地具备垃圾焚烧、水泥及热电等行业的窑炉状况下,优先焚烧方式进行污泥处置,利用已建窑炉协同焚烧,降低污泥处置的工程建设投资及运行成本。
污泥的建材利用,一般包括用作水泥添加料、制砖材、制陶粒、制轻质骨料等。日本在建材利用方面技术领先,较多的工程应用实例,污泥干化或焚烧后的无机灰末均可作为建材的原料利用。我国也正在尝试,有条件的地区应积极推广污泥建材综合利用。
3.3 污泥填埋
污泥填埋是指运用一定工程措施将污泥埋于天然或人工开挖地内,通过填埋操作,微生物降解污泥中有机组分,从而实现稳定化的处置方式。目前我国的填埋形式一般采用污泥与城市生活垃圾混合填埋,根据我国现有的经济条件,一段时间内污泥填埋仍将是一种不可或缺的过渡性污泥处置途径。但污泥填埋对环境的影响也越来越显著,由于土地资源有限,该方式逐渐受到限制,近年来各大城市就污泥的进一步处理和循环利用寻找较佳出路。
4 结语
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。