污水處理廠污泥處理技術研究及應用

夏旗

【摘要】：近年來隨著我國工業化進程的不斷推進，化工產業、制藥業和印染業等工業項目得到了快速發展。但是目前許多行業產品的附加值比較低，生產的產品以低端產品為主，因此生產相同的產值會帶來更多的污染物，其中污水及污泥是最重要的問題。如果處理不好，會造成水體的嚴重污染，造成受納水體水質惡化，因此，應該加強對污水及污泥的處理。基于此，本文將著重分析探討污水處理廠污泥處理技術及應用，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

【關鍵詞】：污水處理廠；污泥處理；技術

1、 污水處理廠污泥概述

在生產過程中會夾帶一部分懸浮雜物，這些雜物經過一定時間的沉淀，就會變成污泥，此外在污水處理的階段殘留著不可降解的有害物質以及微生物，這些污泥中殘留著大量的有毒物質，會影響到水中生態圈的自然循環，造成不同程度的環境污染。同時，污泥的顆粒較細，含水率高，因此不易處理，化學性質是污泥的固有屬性，包括其水中溶解物、酸堿度等，對污泥脫水技術的應用產生深遠的影響，因此加深污泥化學性質的研究，是保證污泥脫水技術提高其工藝水平的基礎工作。同樣，在污泥的分選工作中，污泥的化學性質也具有相當大的參考價值。化學性質對污泥脫水技術的影響還表現在加工過程中，硬度較大的污泥，脫水處理的成本也相應提高，這是由于硬度較大的污泥的濃度高，不易破碎，因此其溶解分離的過程也隨之拉長。正確的做法，應該在進行污泥脫水技術之前，對污泥進行絮凝沉降的實驗，從而提高相關技術人員對污泥化學性質的認識，根據污泥的有機分子數，使用適宜的絮凝劑。

2、 污水處理廠污泥處理技術要點

2.1 污泥脫水與濃縮技術

當前，污泥減容所采用的重要技術為污泥脫水與濃縮技術。在各種濃縮方法中，浮選濃縮與重力濃縮被應用得最為廣泛。與西方國家相比，我國所采用浮選濃縮與重力濃縮辦法效率非常低下，且其對占地面積有著非常高的要求，往往要投資不菲的工程成本，管理控制操作也存在非常大的難度。在傳統污泥脫水處理的過程中，其主要是借助自然干化來達到脫水目的。這種方式下，其往往對場地面積有著非常高的要求，且環境狀況非常差，有二次污染。這種方式現在已經很少被使用了。目前使用的污泥脫水設備多包括板框壓濾機、離心脫水機、帶壓壓濾機、疊螺脫水機、真空過濾機等。針對不同理化性質的污泥，污水廠在建設與配套設置方面也會有所不同，其場地面積、投資成本會因實際狀況而有所不同。

2.2 污泥消化穩定技術

相關數據顯示，當前我國僅有3%的污水處理廠引入了污泥消化穩定設備，如污泥厭氧消化系統，其中能夠正常運作的僅僅為1%。目前，在污泥消化穩定技術方面主要有厭氧消化與好氧消化兩種技術。前者是目前應用得最為廣泛的污泥生物處理技術，多見于大中型污水處理廠；后者則采用污泥高溫微好氧消化技術與好氧堆肥技術。其中厭氧消化技術具有運行成本低、能耗小的特點，其處理得到的污泥具有非常強的穩定性，且能夠得到沼氣等副產品。該技術在處理污泥時往往需要25～30天的消化周期，能夠減量30%的污泥量，清除30%～50%的有機物。最終得到的污泥可以被應用到農業生產中，具有非常強的經濟價值。但是這種技術的總投資成本高昂，對技術與操作等方面都有著非常高的要求，所生產的甲烷等副產品也存在一定的安全隱患。

2.3 厭氧消化

對于厭氧消化水解的過程來說，整個過程發展具有較為緩慢的特征，對于該種情況，通過適當預處理方式的應用，則能夠在將污泥當中顆粒成分進行破壞的基礎上使厭氧菌需求的有機質能夠獲得釋放，在對污泥水解速率進行提升的基礎上實現厭氧消化過程的加快，增加產氣量。一般情況下，用于厭氧消化與處理的方式主要有熱處理、溶菌酶、冷凍以及超聲波處理法等。經相關研究發現，通過γ射線對污泥厭氧消化進行與處理，污泥厭氧消化產氣量以及消化率將獲得較大的提升，也有研究者對超聲波的處理效果進行研究，經過研究發現，通過超聲破解方式的應用，能夠對污泥厭氧消化的有機物除率以及生物氣產量進行有效的提升，并以此實現厭氧消化時間的縮短。而對于其余人員，在通過熱水解方式對污泥進行與處理后，則能夠對污泥固體有機物的溶解速度進行加快，在有機物溶解完成后，將水解形成低分子物質，其中，揮發性有機酸占據溶解性COD的35%左右，以此實現污泥厭氧消化性能的有效提升。

2.4 污泥好氧發酵

污泥好氧消化和厭氧消化所適用的條件正好相反，好氧消化是在好氧條件下，污泥中所含的有機物被分解的過程，又稱其為污泥堆肥。在好氧的條件下污泥消化時會釋放出大量的熱能，在反應堆中形成高溫，可以將其中的病原微生物和寄生蟲殺死。污泥經過好氧消化后其中所含的有機物可轉化為穩定性較高的腐殖質，從而使污泥達到無害化和資源化。此外，還可以通過添加調理劑和膨脹劑，改善污泥的結構，使其降低含水率，進一步腐殖化，從而實現污泥得到充分的利用。該工藝可以實現污泥的無害化、減量化和資源化，而且經濟、實用、處理過程中無需外加碳源，終產物可供植物所利用。但是其缺點是運行的周期長，占地面積較大，在運行過程中還會產生一些臭氣和廢液，需要進行相關的處理。

2.5 干化焚燒

污泥焚燒是一種減量化、穩定化、無害化處理方法。這種方法可將污泥中水分和有機質完全去除，并殺滅病原體，處理污泥較為徹底，減量化效果顯著，占地面積小，幾乎不受外界環境影響。污泥焚燒的煙氣應進行處理，并滿足《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485）等有關規定。污泥焚燒的爐渣和除塵設備收集的飛灰應分別收集、儲存、運輸。同時，國家鼓勵對符合要求的爐渣進行綜合利用；飛灰需經鑒別后妥善處置。但該技術管理要求高，投資大，運營成本高。

2.6 土地利用

污泥的土地利用主要有園林綠化、林地利用、土壤修復和農用。污泥中含有豐富的有機物和N、P、K等營養元素以及植物生長所必須的Ca、Mg、Cu等元素。污泥的土地利用是一種安全有效的污泥處置方式。農用可將經無害化、穩定化處理的污泥作為農用肥料，提高農作物的產量，同時可降低化肥的使用量，但其中所含的重金屬等有害物質必須嚴格控制。同時可以作為園林綠化中景觀林、花卉和草坪的肥料或基質，可以改善土壤的結構和組成，使營養物質更容易被植物吸收。同樣污泥經過穩定化和減量化作用后，也可作為林地的土壤修復和改良劑，進而恢復廢棄的土地或保護土壤免受侵蝕，例如廢棄的采煤場、取土坑等等。污泥的土地利用是污泥資源化利用最有效的方法之一，而且也是最為經濟、低碳的技術路線，但是還存在污泥中重金屬、病原體等有毒有害物質的污染環境的問題，因此在利用時還應嚴格把關。

2.7 建材利用

污泥中含有20%--30%的無機物，主要是硅、鋁、鐵、鈣等。這與許多建筑材料常用的原料成分相近。當污泥泥質滿足《城鎮污水處理廠污泥處置制磚用泥質》（GB/T25031--2010）要求時，污泥可直接作為制磚原料；當污泥泥質滿足《城鎮污水處理廠污泥處置水泥熟料生產用泥質》（CJ/T314-2009）要求時，污泥可直接作為水泥熟料生產的原料。建材利用的主要方式有：污泥用于水泥熟料的燒制即水泥窯協同處理處置、污泥制陶粒等，并且具有一定的經濟效益、社會效益和環境效益。此外，可以利用污泥代替粘土參與水泥的生產，以便更好的進行污泥資源的充分利用

3、 污水處理廠污泥節能降耗處理技術

在現今人們對能源需求不斷提升的情況下，人們也在不斷的尋求新的能源類型，其中，太陽能是人們目前廣泛應用的能源類型。目前，已經有研究人員對太陽能應用在污泥厭氧消化加熱工作的可靠性進行了一定的研究。經過小試發現，污泥具有較高的吸熱效率，是一種較好的吸熱體，淺槽式集熱器水溫隨太陽輻射強度增高而升高，隨水深增加而降低，小試采用單（雙）層玻璃淺槽式集熱器，對于集熱器設備來說，其可以作為厭氧消化過程中的補充熱源進行應用。此外，也有人員以自行設計的混合太陽能污泥干燥裝置對機械脫水后、具有80%左右含水率的污泥進行了干燥處理，并對該方式對污泥干燥處理的可行性進行了利用。經過研究發現，通過太陽能對污泥進行干燥處理具有較好的可行性，在實際應用中，為了避免受到較大的天氣因素影響，則可以考慮在系統當中做好輔助熱源的加入。

總而言之，隨著我國污水處理能力的快速提高，污水處理廠產生的污泥量也同步大幅度增加。故而實現對污泥處理技術要點的優化應用有著重要的現實意義，這也就要求我們在以后的實際工作中必須對其實現進一步研究探討。

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