淺談污水處理廠(chǎng)污泥處置方式的選擇

摘要：污水在處理過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生一定數量的有機污泥，這些污泥必須得到有效處置，目前可行的污泥處置方式有：衛生填埋、土地利用、制作建材、焚燒。衛生填埋方法操作相對簡(jiǎn)單，處理費用不高；在資源化方面，土地利用和制作建材具有一定優(yōu)勢；焚燒是最徹底的污泥處理方法。

關(guān)鍵詞：衛生填埋 土地利用 制作建材 焚燒

中圖分類(lèi)號：X505 文獻標識碼：A 文章編號：1672—3791(2011)02(c)一0148—0

隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)廢水和生活污水的排放量日益增加，為保護生態(tài)環(huán)境，保護人民的身體健康，提高水環(huán)境質(zhì)量，污水必須經(jīng)過(guò)凈化處理后才能排放。污水在處理過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生一定數量的有機污泥，城市污水處理廠(chǎng)排放的污泥顆粒很細，富含有機質(zhì)，污泥中含有各種病原體和各類(lèi)重金屬，長(cháng)期堆放必將造成對環(huán)境的二次污染。含水量為80％左右時(shí)有明顯的彈性，其黏結性很好，如果直接送往城市生活垃圾處理場(chǎng)進(jìn)行填埋會(huì )嚴重影響垃圾處理場(chǎng)的正常運行管理，若污泥得不到有效處置，污泥則容易腐爛發(fā)臭，會(huì )嚴重影響當地環(huán)境質(zhì)量，造成二次污染。因此，污水廠(chǎng)污泥必須得到有效處置，因地制宜地尋找污水廠(chǎng)污泥處置的最終出路已刻不容緩。

1 目前可行的污泥處置方式

1．1衛生填埋

由于衛生填埋方法操作相對簡(jiǎn)單，處理費用不高，將脫水 污泥直接運到垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行衛生填埋曾是我國大多數污水處理廠(chǎng)選擇的污泥處置方式。但是在實(shí)際運行過(guò)程中發(fā)現，脫水泥餅直接填埋本身是對資源的嚴重浪費，此外，還可能對填埋場(chǎng)形成諸多困難。

(1)填埋場(chǎng)一般是一層垃圾一層覆土，然后進(jìn)行碾壓，以確保更好的空間利用。污泥的高含水率、高粘度經(jīng)常使得碾壓機械打滑甚至深陷其中，給填埋操作帶來(lái)困難。

(2)污泥的流變性使得填埋體易變形和滑坡，成為人為的“沼澤地”，給填埋場(chǎng)帶來(lái)極大安全隱患。

(3)污泥的高含水率大大增加了填埋場(chǎng)滲濾液處理量，由于污泥細小，經(jīng)常堵塞滲濾液收集系統和排水管，加重了垃圾壩的承載負荷，給填埋場(chǎng)安全和管理帶來(lái)困難。清理收集系統的費用極為昂貴。

(4)填埋資源有限，必然導致填埋成本的上升。目前國內衛生填埋場(chǎng)每m 庫容工程投資約為505 ，更重要的是適合建設填埋場(chǎng)的土地非常稀有，因此脫水污泥直接填埋是對填埋資源的極大浪費。

考慮到污泥是一種資源，一些國家開(kāi)始限制污泥的直接填埋，填埋成本的上升，引發(fā)了人們深度處理污泥、減量和資源化的市場(chǎng)需求。這些限制包括：污泥填埋的含水率必須小于40％；有機質(zhì)含量低于30％。為滿(mǎn)足上述要求，一般需對脫水污泥再進(jìn)行以污泥干化為主要技術(shù)手段的后續處理。在我國綜合考慮各種處置方法的成本、對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響及目前我國的實(shí)際情況，對污泥進(jìn)行填埋處置可能是未來(lái)一段時(shí)期我國污泥處置的一種方法。

1．2土地利用

經(jīng)檢測，城市污水廠(chǎng)污泥肥效對比典型的農家廄肥有明顯優(yōu)勢。根據表1，污泥中農作物生長(cháng)所必須的氮、磷、鉀等元素都遠高于農家廄肥，有機成分也較之高。(如表1)。

施用有機肥的主要優(yōu)點(diǎn)有：改良土壤，提高耕地生產(chǎn)能力；提高化肥利用率；提高農作物產(chǎn)量，改善農作物品質(zhì)；增強微生物活性。但是，由于有機肥肥效釋放慢，養分含量低，施用數量大，且當年利用率低，在作物生長(cháng)旺盛、需肥多的時(shí)期，往往不能及時(shí)滿(mǎn)足作物的需求，所以需要與無(wú)機肥料配合施用。制備有機無(wú)機復合肥料是解決以上矛盾的最佳有效途徑。

堆肥技術(shù)是污泥農用的主要手段。由于好氧堆肥具有發(fā)酵周期短、無(wú)害化程度高、衛生條件好、易于機械化操作等特點(diǎn)，故國內外用垃圾、污泥、人畜糞尿等有機廢棄物制肥的工廠(chǎng)，絕大多數都采用好氧堆肥。好氧堆肥過(guò)程是通過(guò)好氧性微生物的生物代謝作用，使污泥中有機物轉化成富含植物營(yíng)養物的腐殖質(zhì)，反應的最終代謝物是CO，、H，0和熱量，大量的熱量使物料維持持續高溫，降低物料的含水率，有效地去除病原體、寄生蟲(chóng)卯和雜草種子，使污泥達到減量化、穩定化、無(wú)害化、資源化目的。

污泥堆肥的主要缺點(diǎn)有：處理時(shí)間長(cháng)，處理、儲存、緩沖區占地面積很大；自動(dòng)化程度相對較低，人工成本相對較高；污泥堆肥過(guò)程中需要對臭味進(jìn)行處理。

1．3制作建材

污泥含有大量無(wú)機質(zhì)，在處理后也可以作為建材的原料。這種資源化利用方案還在不斷嘗試中。污泥建筑材料利用方式主要有制磚、制水泥、制纖維板等。目前應用較多的是制磚。污泥制磚的方法有兩種，一種是用干化污泥直接制磚；另一種是用污泥焚燒灰制磚。用干化污泥直接制磚時(shí)，應對污泥的成分作適當調整，使其成分與制磚粘土的化學(xué)成分相當。制磚粘土要求的化學(xué)成分為SiO，：56．8％～88．7％；A1，O，：4．0％ ～ 20．6％ ；Fe2O3：2．0％ ～6．6％ ；CaO ：0．3％～13．1％；MgO：0．1％～0．6％；其他0～6．0％ 。

用污泥焚燒灰制磚，焚燒灰的化學(xué)成分與制磚粘土的化學(xué)成分是比較接近的。制坯時(shí)加入適量的的粘土與硅砂。最適宜的配料比約為焚燒灰：粘土：硅砂=100：50：(1 5～20)。由于增加了污泥焚燒工序，使成本增高，操作管理難度增加，因此常用干化后的污泥制磚。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

污泥制生化纖維板，主要是利用活性污泥中所含粗蛋白與球蛋白，在堿性條件下，加熱、干燥，加壓后，會(huì )發(fā)生一系列的物理、化學(xué)性質(zhì)的改變，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變形作用，從而制成活性污泥樹(shù)脂，與經(jīng)漂白、脫脂處理的廢纖維(主要是棉、毛紡廠(chǎng)的下腳料)壓制成板材，即生化纖維板。

1．4焚燒

污泥具有一定的熱值，每公斤干污泥熱值為8MJ～1 5MJ。污泥的焚燒必須首先進(jìn)行干化或半干化，在引燃時(shí)添加少量輔助燃料，其后可以達到自燃。采用先進(jìn)的熱交換系統，可以依靠污泥焚燒所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行干化，其熱量可以滿(mǎn)足大部分甚至全部干化的需要。未經(jīng)干化或半干化處理的污泥焚燒由于過(guò)多的水份將難以點(diǎn)燃，其熱量平衡為負數，即必須添加燃料才能維持焚燒。以焚燒為核心的處理方法是最徹底的污泥處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，最大程度地減少污泥體積。污泥焚燒產(chǎn)生的焚燒灰具有吸水性、凝固性，因而可用來(lái)改良土壤、筑路等。但是其處理設施一次性投資大，處理成本昂貴，焚燒后會(huì )產(chǎn)生有毒有害氣體，必須配套完備的尾氣凈化設施，我國目前的經(jīng)濟能力決定了這一處置方式難以推廣，對于大城市有些因遠離填埋場(chǎng)而造成運輸費用過(guò)高，使用焚燒法處置才有一定意義。另外公眾對焚燒技術(shù)的接受程度較低，主要指可能對身體健康造成危害的高風(fēng)險心理負擔。（作者：董宏偉 遼寧省城鄉建設規劃設計院）