淺析城市給水廠污泥的處理

徐濛

上海市崇明區自來水公司 上海 202150

目前，中國城市人口密度高，城市數量不斷增加，供水系統數量不斷增加，導致水廠污泥產量增加。泥質對天然水的破壞變得越來越重要。因此，重要的是要知道如何無害地處理來自供水系統的污泥。

1 城市污水在處理方面的欠缺之處

第一，由于水處理廠產生的污泥占總產水量的很大一部分，如果直接徑流會對環境造成嚴重后果，對環境非常重要。污泥中的懸浮固體含量可高達1000毫克/升，遠高于州水含量中的懸浮固體含量。在當今社會，中國的一些城市不直接處理河流中的廢水或將其直接轉移到未開墾的土壤層，導致水和土壤的嚴重污染，這種處置方法嚴重破壞了自然建設環境；第二，不利影響主要體現在以下幾點：首先供水系統污泥中的顆粒沉淀在水底，形成泥層。該污泥層具有高密度，容易導致水底缺氧。污泥中含有的金屬元素容易溶解在水中，水的pH降低，釋放出刺激性氣味。以崇明區自來水公司的運營和生產為例：聚氯化鋁在水系統中用作凝結劑，聚合氯化鋁在自來水處理中起著舉足輕重的作用，采用的原材料是：氫氧化鋁粉生產工藝是：板框壓濾型或噴霧干燥型，其中三氧化二鋁含量一般在29%-31%，水不溶物在0.6以下，鹽基度在40-90之間，其次最重要的指標是重金屬含量不能高于GB15892-2009指標。采用聚合氯化鋁作為混凝劑的沉淀池所排出的污泥如隨意排入河道將會使河水中A1(OH)3濃度的增加，水底動植物的死亡率也隨之持續升高；實驗證明，水中藻類的生長環境中鋁鹽的含量會對其造成影響[1]。

2 目前給水污泥的常規處置方法有如下幾種

（1）將排泥水直接排入自然水體。這種方法對環境的影響較大，排泥水中含有的大量聚合氯化鋁以及污泥沉積會對水生態造成一定影響，大量污泥排入水體還會造成河道阻塞、河床抬高，進而影響航運、降低防洪排澇能力。（2）排入城市污水管網。這種污泥處置方式需要嚴格限制污泥排放時間、排放量、固體懸浮物的含量等；同時，這種方法容易導致污水管道堵塞、腐蝕等問題，而且管道清淤與維護也需要大筆費用。（3）填埋。給水廠脫水污泥可單獨填埋，也可以與生活垃圾混合填埋。但是，污泥中的重金屬可能會污染地下水，應格外注意污泥中毒物和滲濾液問題。調查發現，很多給水廠已經遇到垃圾填埋場拒收給水污泥的問題。綜上所述，我國基本上把給水污泥作為廢棄物進行處置，現有的處置方法對于環境存在一定的危害。因此，尋找新的給水污泥處置方法就顯得非常重要。研究人員對給水廠污泥的物質組成進行了分析，發現給水廠污泥的含水率為15.25%，有機物含量為25.85%，無機物含量為58.9%，無機物中有大量的SiO2、Al2O3和Fe2O3，且重金屬含量較低。我國相關研究人員對給水污泥的無機成分測定結果顯示SiO2占41%，Al2O3占15.1%，Fe2O3占8.5%，CaO占5.2%，MgO占1.8%，燒失量占16%。可以看出，給水污泥物質組成與粘土相似，同時其中存在混凝劑的殘渣，因此給水污泥存在資源化利用的價值。

3 城市給水廠污泥處理的步驟

第一，建造新的集中池。建立濃縮罐的目的是降低污泥的含水量，從而減少污泥的體積，濃縮方法包括各種濃縮方法，如重力濃縮。主要是重力濃度，濃縮水箱中的渾水濃度，主要有兩個控制因素：時間和濃度條件。通常，將桿裝置添加到增稠容器的增稠裝置中。如果污泥刮刀在內壁上旋轉期間刮擦漿料，則桿可以加速濃縮并提高固體含量的效率，以崇明區自來水公司下屬的水廠為實例，水廠都采用新建濃縮池來對污泥進行濃縮處理，具體流程為水廠沉淀池每天產生的污泥統一排入水廠排泥池，濾池反沖洗時候產生的污水排入排水池，排水池的污水經過潛水排污泵抽入水廠預濃縮池進行濃縮處理，然后排入水廠排泥池，排泥池的污水再有排泥池中的潛水排污泵抽入濃縮池進行進一步的濃縮處理[2]。

第二，污泥的預處理。由于廢水中含有大量污泥，很難直接排出。因此，有必要通過預處理該步驟來降低脫水的難度。污泥預處理主要分為物理預處理和化學預處理。物理預處理可以通過加熱或冷凍脫水。這實現了固體分離的目的。化學預處理主要包括酸處理，堿處理和用聚合物凝結劑處理。添加聚合物混凝劑是最常用的污泥預處理方法，該混凝劑的用量主要取決于其類型，pH值和污泥性質。

一般來說，水處理廠的污泥處理分為五個部分：調節，濃縮，脫水，干燥和處置（圖1）。當然，水系統污泥的處理過程不得包括上述五個過程，水系統可根據實際情況節省一些過程。污泥脫水是污泥處理的重要組成部分：脫水后污泥量大大減少，對污泥后處理產生積極影響。現有的污泥脫水方法基本上是機械脫水，可以細分為各種脫水方法，如真空，板框壓濾機，帶式壓濾機和離心機。酰胺作為凝結劑。

圖1 城市給水廠污泥處理工序

4 城市給水廠污泥處理技術的期望發展

用于水處理廠的污水處理廠的排水過程包括各種機器，例如離心機，過濾帶和板和框架：第一，目前，我國進口昂貴，結構復雜，維護困難，耗電量大的進口離心機，沙子在機器上有一些磨損，伴有大聲噪音；第二，板框式脫水機在發動機振動時發生碰撞現象，發動機磨損率高，維護成本高，噪音大。

利用燒結磚坯來處理污泥：由于水廠污泥中含有有機物含量較高，伴隨著水廠污泥添加量的增加，導致燒結的過程中有機物發生燃燒和氧化等反應從磚體中去除，從而導致在磚體中留下空隙，磚體的孔隙率增大從而使得磚體的透水系數會有相應的增強。與此同時，由于磚體內空隙的增多，導致結構不夠致密，從而導致了磚體抗壓強度的降低。與之相對應的是伴隨著水廠污泥添加量的增加使得黏土的添加量減少，由于水廠污泥的塑性較差，而黏土具有較好的塑性，因此水廠污泥的量越大則磚坯的可塑性越差，導致在壓制磚坯的時候，磚坯的成型效果差，導致磚坯的密度降低，顆粒間的黏結性低，對后期的燒結造成隱患。啟動城市縣城生活垃圾填埋場管理辦法的制定工作，建立健全城鎮生活垃圾填埋場規范化運行臺賬，完善運行管理制度，不斷提升規范化運行管理水平。結合中央環境保護督察反饋意見整改、城市黑臭水體整治、污水處理提質增效三年行動等工作，實施好在建的生活垃圾、污水處理項目建設，確保生活垃圾、污水處理能力滿足需要，確保到2020年城市生活垃圾無害化處理率、污水處理率同步達到95%的目標。

使用土地處理給水污泥特別是通過將給水污泥注入土壤表面或土壤中。根據不同類型的土地利用，提到了四個目的：農業用途，森林保護，綠化區域的美化和受損區域的恢復。給水污泥中的養分取決于其來源，養分主要是植物養分，包括氧化鋁，腐爛種質和其他物質。使用農作物時，給水污泥中的養分含量低于污水處理廠，肥料效率甚至低于有機肥。當向土壤表面添加適量的水時，有機物質可以降解，為植物生長提供養分，為土壤微生物提供生命能量，并能有效改善土壤結構。其他不可降解的有機物質可以增加土壤中的有機物質。濃度反過來改善了土壤，使貧瘠的土地成為促進農業和提高土壤肥力的土地。給水污泥是從水資源凈化過程中獲得的，其中有毒有機物的含量較低，在國內使用是非常可行的。可以看出，在農業和綠化中使用給水污泥是巨大的。

政府提供一定的政策支持，不斷對污泥處理相關制度和條例進行完善，并對各個有關單位的職責、利益分配進行明確，采用政策和制度支持的方式促進污泥處理相關企業的多渠道融資模式的建設發展，并促進整體的市場化運營機制的完善。政府還可以通過加大宣傳和支持力度的方式，改變人們對污泥制品的傳統認知，進一步擴大市場規模，通過系統規劃市場運用機制的建立完善，從根本上為市場中所存在的成本、投資、售價、市場問題提供解決途徑和方法。第三點現階段我國的水泥窯協同處置污泥的資源化利用方式已經得到初步發展，此時為保證市場秩序應該建立市場準入條件，通過對相關的制度、流程、要求進行明確并嚴格執行，從而促進市場規范化發展。提升對尾氣控制治理的重視程度，加強對相關技術和設備的研究，進一步提升技術以及環境的可行性。

5 結束語

啟動城市縣城生活垃圾填埋場管理辦法的制定工作，建立健全城鎮生活垃圾填埋場規范化運行臺賬，完善運行管理制度，不斷提升規范化運行管理水平。結合中央環境保護督察反饋意見整改、城市黑臭水體整治、污水處理提質增效三年行動等工作，實施好在建的生活垃圾、污水處理項目建設，確保生活垃圾、污水處理能力滿足需要，確保到2020年城市生活垃圾無害化處理率、污水處理率同步達到95%的目標。