污水處理廠污泥處理資源化利用技術探究

文_徐正巧 南京江寧經濟技術開發總公司

1 污泥處置的應用技術標準

城市污水處理廠的污泥處置工作目標為“三化”，即減量化、無害化、資源化。通過減量化、無害化處理將污泥中的有毒有害物質對環境的影響作用降到最低，減少其進一步的擴散。污泥的資源化則是在對污泥中物質進行有效分析的基礎上進行選擇性的開發與利用，實際的工作過程中需要結合污泥的性質特征，對技術、成本、環境影響等方面進行綜合性的分析。在目前的污泥處置工作中，發達地區的資源化處理工作比較多，而不發達地區以無害化、減量化為當下的主要工作目標。當下的發展過程中不同地區的經濟水平、發展程度不同，因此，因地制宜、因時制宜的污泥處理和資源化的工作是十分重要的。污泥可以在土地肥料、建材等方面得到綜合化的應用，如果不具備資源化的處理條件則可以實行有效的固化、填埋。在污泥土地利用的過程中，要對經過處理的污泥進行全面的檢測和分析，保證其符合土地利用標準之后再進行厭氧處理和好氧發酵，對于污泥中的氮磷鉀物質進行利用。在污泥填埋處置的過程中，則采用以石灰為基礎的穩定手段進行處理，還可以選擇加入粉煤灰改良污泥性質。污泥如果符合建筑材料再利用的標準，則可進行焚燒、干化等一系列處理，將污泥的性質改良后加工再利用。在現階段的處理過程中，大型、中型的污水處理廠都對污泥實施以焚燒或再利用為主的資源化處置；規模小一點的中型污水處理廠采取厭氧發酵實現堆肥資源化；小型的污水處理廠則選擇技術要求不高的好氧發酵進行污泥處理和減量化。

2 傳統污泥處理方式及存在問題

2.1 污泥填埋

污泥填埋處理是一種目前較為成熟的處理技術，分為單獨填埋和混合填埋兩種方式。混合填埋應用比較廣泛，可應用性較高，常用于工業垃圾、生活垃圾、建筑垃圾處理，具有投資小、容量大的特征。但是在實際的應用過程中也存在著一些問題。隨著現代化建設的逐步深入，污泥的處理總量在不斷加大，這種污泥處理方式的不足逐漸體現出來。第一，污泥填埋的工作需要利用大量的土地，而土地資源也是一種十分寶貴的資源。第二，污泥填埋的技術要求較高，不僅需要進行嚴格的前期預處理，還需要對填埋土壤進行力學性質方面的分析。第三，單純的填埋僅是控制污泥中的污染物質擴散，延緩污染物質影響時間，并沒有對其進行妥善的處理，這并不是長期的處理手段，還需要改進。

2.2 污泥焚燒處理技術

污泥焚燒處理技術是一種優勢與劣勢并存的技術。污泥焚燒可以有效地清除污泥中有機物和有毒病菌，將污泥的污染性能降到最低，從而保證對污染源的控制。但是焚燒過程中會產生二氧化硫、一氧化碳等有毒有害的物質，這些污染物質進入到大氣中，對空氣造成污染，嚴重影響整體環境質量。由于空氣的流動性比較大，許多有害氣體延伸到更遠處，造成更嚴重的空氣污染，影響人們的正常生活。

2.3 土地利用

污泥作為肥料在土地中進行利用是一種十分常見的處理方式，是十分有利的污泥處理方法。污泥中含有大量的有機物質和氮磷鉀等植物所必須的生長元素，可以使土壤中的微量元素和土壤的組成發生變化，增加土壤肥力，促進農業建設。但是傳統的土地利用的過程中通常直接攤鋪污泥，對污泥中有利物質的利用率低，還使許多難降解的有毒有害物質滲入地下，對土壤和地下水資源產生較大的危害。因此，現有土地利用方式需要升級，增加科學化、合理化的污泥預處理環節。

3 污水處理廠的污泥資源化利用途徑

3.1 污泥堆肥

污泥堆肥是當前的污水處理廠污泥資源化利用的重要方式，在傳統的污泥利用方法中缺乏對于污泥的預處理工作，導致許多重金屬、病菌、有毒有害物質在利用的過程擴散，加重污染。在當下的農業利用和堆肥化的過程中首先需要分析污泥成分（表1），然后除去重金屬物質，將污泥中的有機物、生活垃圾等進行堆肥，減少污染物質的擴散，也減少了在污泥利用過程中的惡臭氣體散發。

表1 污水處理廠污泥有效成分部分指標

3.2 城市污水污泥在農業方面的資源化利用

經過對污泥的元素分析可知，城市污泥中的氮磷鉀元素含量十分豐富，具有農業資源化利用前景。通過對污泥元素成分進行分析，保留對于農業生產有益的物質，清除有毒有害的物質，然后進行污泥耗氧、厭氧處理等一系列的操作，可以使污泥變成營養肥料進行利用。

具體流程為：第一步，進行污泥的脫水干化的工作，讓原本在污泥中依附的病原體失去生存的空間，將有機物質進一步熟化和分解。第二步，根據污泥成分的不同摻和一定比例的粉煤灰等物質，提升有機肥的活性質量。經過以上步驟處理的產物已經具備了良好的殺菌、殺蟲的效果，與土壤改良劑等配合進行使用，可以切實改善土壤肥力。污泥混合肥在綠化和林區使用時，可以幫助植物實現吸熱和保水，保障植物的生命力，提升其存活率。

3.3 熱解制油

污泥低溫熱解是一種制造污泥衍生燃料的生產技術，可以產生油、木炭、可燃性的氣體，在高溫條件下通過熱裂解實現了污泥中有機物質的轉化。通過雙流化床中的污泥熱解提油-半焦燃燒工藝，實現金屬從氧化態到氯化態的轉變，使得污泥中的殘渣得以去除。目前，在投加氯化劑實現重金屬的轉化方面研究已經非常深入，是一種比較成熟的技術手段。

3.4 脫水干化處置技術

污泥處理的干化技術在處理過程中先對污泥進行脫水處理，目的是在于降低污泥中的含水率，減少其體積，便于進行后期的運輸和處理。干化處理的工作手段包括了以太陽能、生物質能為核心的新能源技術，也包括水熱、真空脫水、超聲波等處理技術。以水化熱干化技術為例，將污泥在密閉容器中進行放置和加熱，使得溫度和壓力都達到預定的工作狀態，此時污泥內部的結構已經發生了明顯的變化，污泥中的間隙水、毛細水都可以得到明顯的去除。在壓濾機的作用之下可以得到含水率較低的泥餅，從而保證后續利用工作的穩定性。

3.5 制作化工原料

對于污泥中的成分進行研究和分析之后，可以人工提取其中的有用物質并將其投入到化工生產過程中進行再利用。利用污泥制作的化工原料可在以下幾個方面得到利用：一是通過氣體活化處理技術和藥物活化處理技術，將污泥進行熱化處理，將其中的有機物進行轉化，利用污泥本身多孔的特點作為活性炭制作的原料，有效地解決活性炭造價高的問題；二是借助污泥碳化處理技術和水蒸氣物理活化技術，將污泥轉化為絮凝劑進行使用，從而將活性污泥轉化為有用的物質進行資源化利用；三是作為粘合劑和生物降解塑料使用，在工業生產的過程中大大提升生產的效率，保證工作的有效性。

3.6 城市污水處理中污泥在建材領域的資源化利用

城市污水的污泥中許多物質與建筑領域的水泥材料相同，在進行污泥的資源化利用的過程中可以利用以上特點，將其應用到建筑水泥的制作過程中。利用廢棄物進行建筑材料的制作工作已經成為了一種常見的技術，而利用綠色環保技術和污泥資源制作的水泥被稱為生態水泥。此項應用可促進建筑纖維板等其他建材的使用，降低木材的消耗，為整個建筑行業的綠色發展奠定堅實的基礎。目前制作技術方面依然存在著一些問題，還需要進行進一步的優化。

3.7 原位減量處置技術

原位減量技術的原理是利用微生物的呼吸、代謝降解污泥中的物質，提升污泥處理的整體效率，可在污水處理廠的二沉池內實現。傳統的減容減量技術僅僅通過降低水分子的含量來降低污泥的數量，需要長時間的曝氣和大量的處理時間，不能完全滿足當下對處理速度和質量的要求。近年來在微生物內源代謝、生物捕食等理論研究的基礎上，通過進行污泥原位減量技術在好氧、沉淀、厭氧三個階段中對污泥中微生物代謝和分解過程進行控制，使污泥的產量大大降低。

4 結語

城市污水的污泥資源化利用是當下發展過程中的必然工作需求，可以將其應用于農業、建筑、能源等行業中，成為可持續發展的重要力量。污泥的資源化利用之后可以使得原本具有污染性和有毒有害的物質得到相應的處理，減少污染物的擴散和進一步的影響，促進整體行業的發展與進步。