污水處理廠污泥處置技術及再利用研究

陳晨詠

（廣東粵港供水有限公司，廣東 深圳 518021）

污水處理廠的污泥主要是污水處理過程中沉淀的懸浮物質，其中包括各種重金屬等，對環境造成不良影響。傳統的污泥處理方法主要是填埋法，這種處理方式對土壤產生嚴重的危害，會導致填埋區域周圍無法生長植物，而污泥露天堆放對空氣造成一定的污染。如何處置污水處理廠污泥成為環境保護領域的課題之一。另一方面，污泥中含有大量的有機物或植物生長所需的營養元素，污泥經過處理后可以實現再利用，從而提高我國資源的利用率。然而，污泥的再處理成本較高，近年來，研究人員不斷探索污泥處置技術，希望在提高污泥再利用的基礎上，降低污泥的處置成本。

1 污泥的特性及危害

污水處理廠排放的污泥含有大量的有機物、細菌和病原菌等。這些有害物質在污泥中積累，如果不能得到妥善處理，會對人身健康和環境產生較大的危害。污泥中還含有有機物和礦物質，其可以被植物利用，促進植物的生長。且污泥中含有的氮、磷和鉀等物質可以提高土壤的肥力，改善土壤的理化性質，當污泥中的有害物質被處理后，可以作為肥料用于農業生產。但是，污泥中含有的重金屬物質對生態環境的破壞是較大的，未經過處理處置的污泥不能隨意利用，否則也會造成環境的二次污染[1]。

2 污水處理廠污泥處置原則

2.1 減量化原則

污泥處理的第一步是脫水，主要是去除污泥中的自由水，分離結合水和毛細水，該處理可以有效降低污泥中的水含量。污水處理廠污泥的含水率為90%以上，在處理污泥時，如果不能有效脫除污泥中的水，則無法進行后期的處理和利用。采用污泥脫水的方式可以實現污泥的減量化目的，縮小污泥的體積，方便后續的處理處置和運輸[2]。

2.2 穩定性原則

在處理污泥過程中，需要采取科學的方法，避免造成二次污染。同時，注意防護污泥的運輸和儲存，如果發生污泥變質，會加大后期對其的處理難度，提高處理成本，因此，污泥處置應遵循穩定性原則。

2.3 無害化原則

污泥處置需要符合無害化的要求，從而充分發揮污泥的利用價值。因此，需要堅持無害化處理原則，保證處理后污泥的各項指標符合要求，實現資源化轉變。

3 污水處理廠污泥處置技術

3.1 污泥濃縮技術

污泥濃縮技術是將污泥進行濃縮，從而降低污泥的含水率，縮小污泥的體積。其主要是利用污泥顆粒中含有的縫隙，將水從縫隙中擠出來，主要利用的物理方法如重力法、離心力法等[3]。通過污泥濃縮技術可以減少污泥處置的步驟，節約處理成本，并提高污水的處理效率，降低污水處理廠的日常運營費用，提高企業的經濟效益。

3.2 污泥脫水處理技術

經過濃縮處理后，污泥中的水含量仍較大，含水率大于80%，因而污泥的體積較大，流動性較好，不利于后期的污泥處置。因此，在經過污泥濃縮處理后，還需要進行污泥脫水處理。其主要是將濃縮后的毛細水和空隙水進行過濾分離[4]。常用的污泥機械脫水方式包括真空脫水、離心脫水和壓濾脫水等。真空脫水是利用真空轉鼓過濾機將過濾網一段壓縮成真空模式，從而擠出污泥中多余的水分，大大降低污泥的體積。離心脫水的原理是通過離心力的作用，將污泥中的水分分離出去。壓濾脫水是利用壓力擠壓污泥中的水分，使其通過介質過濾到另一側，從而實現污泥中水分的脫除。這幾種方式在污水處理廠十分常用，可以大大提高污泥的處理效率。

3.3 污泥消化處理技術

污泥消化分為好氧消化和厭氧消化，主要是降低污泥中有機物的含量，保持污泥的穩定性。其中，厭氧消化主要消除污泥中的病原菌，而好氧消化可提高污泥的曝光量，加快有機物的分解。有機物的消化主要經歷兩個步驟，即水解酸化和產甲烷，通過水解酸化可以分解污泥中的蛋白質，而在產甲烷階段，可以將乙酸等物質再次分解成為甲烷分子，然后再通過新陳代謝作用分解為甲烷，從而將污泥的價值進行充分利用[5]。

3.4 污泥焚燒處理技術

焚燒處理就是將污泥進行焚燒，這種方式較為直接，可以減小污泥的體積，最快的消除污泥中的水分。但是這種方式會產生一定的有害氣體，尤其在污泥不能充分燃燒的條件下，會產生更多的有害氣體，如一氧化碳，對生態環境造成較大破壞。因此，如果應用污泥焚燒處理技術，就需要保證污泥的充分燃燒，利用燃燒產生的熱量，去除重金屬物質[6]。

4 污水處理廠污泥處理后再利用途徑

4.1 用于土壤改良

污泥中含有大量的微生物及氮、磷、鉀等營養元素，經處理后可應用于土壤改良領域。為此需要進行好氧菌發酵處理，降解污泥中的有機物，改變污泥的性質，提高污泥的營養成分。同時，通過高溫發酵可以消除污泥中的病原體，實現污泥的無害化處置。將處理好的污泥用于土壤改良，可以提高土壤的肥力，改善土壤的化學及物理性能，促進植物的生長。這種利用方式，也是污泥再利用的主要方式之一[7]。

4.2 用作建筑原材料

剩余污泥經處理后可應用于建筑工程方面。經脫水和焚燒處理后，污泥可作為建筑工程的原材料，這樣不僅能實現對資源的回收利用，還可提高工程建設的經濟效益，促進我國建筑業的發展。

4.3 用作農業肥料

污泥經過處理后可以作為肥料應用。將污泥中的重金屬去除后，剩余污泥可以被制作成肥料應用于農業種植領域，實現資源的充分利用[8]。

5 結語

隨著我國經濟的發展以及城市人口數量的增長，城市污水處理廠的處理量逐年增加，從而增加污泥的處理量和處理難度。而如果不能做好相應的污泥處理工作，將對生態環境帶來極大的威脅。因此，政府部門需要加大污泥處置和再利用的技術研發和投入，提高污泥的處理效率，降低污泥的處理成本，并減小污泥對環境的影響，甚至將污泥進行資源化利用，提高污水處理廠的處理效果[9]。同時，我國需要引進國外的先進技術設備，并建立適合自身情況的污水處理機制，避免因隨意處置污泥而污染環境。此外，污水處理廠也應擴展污泥再利用的領域，促進污泥多元化再利用。