浅谈污泥的处理和处置

肖昌龙

随着我国的环保事业的发展,全国大多的城市和工矿区都设立了污水处理厂;随着时代变迁和处理水技术的发展,污水处理后的水质越来越好;但大都面临着安排水处理后产生污泥的出路问题,有很多由于人们认识不到位和技术措施落后而导致了不少的环境遗留问题;现就这个问题浅谈一下污泥的处理和处置,与大家共同探讨污泥的处理和处置的可能技术措施。

污水处理厂所产生的污泥为处理水的体积的0.5%～1%左右,这些污泥一般富含有机物、病菌等,若不加处理随意堆放,将会对周围环境造成新的污染。污泥的处理和处置就是要通过适当的技术措施,使污泥得到再利用或以某种不损害环境的形式重新返回自然环境中。在排水工程中,将改变污泥性质称为处理,而安排出路称为处置。

城市污水和工业废水在污水处理厂进行处理的过程都将产生各种污泥。污泥中的固体有的是截留下来的悬浮物质;有的是有生物处理系统排出的生物污泥;有的则是因投加药剂而形成的化学污泥。城市污水厂的污泥主要有:栅渣、沉砂池沉渣、初沉池污泥和二沉池生物污泥等。栅渣呈垃圾状,沉砂池沉渣中比重较大的无机颗粒含量较高,所以这两者一般作为垃圾处置。初沉池污泥和二沉池生物污泥,因富含有机物,容易腐化、破坏环境,必须妥善处置。初沉池污泥还含有病原体和重金属化合物。二沉池污泥基本上是微生物机体,含水率高,数量多。这两者在处置前要处理。处理的目地是(1)降低含水率,使其变流态为固态,同时减少数量;(2)稳定有机物,使其不易腐化,避免对环境造成二次污染。

污泥处理的方法常取决于污泥的含水率和最终的处置方式。污泥中水的存在形式有三种:(1)游离水;存在于污泥颗粒间隙的水,称为间隙水或游离水,约占污泥水分的70%左右。这部分水一般借助外力可与泥粒分离。(2)毛细水;存在于污泥颗粒间的毛细管中,称为毛细水,约占污泥水分的20%左右。也有可能用物理方法分离出来。(3)内部水;粘附于污泥颗粒表面的附着水和存在于内部(包括生物细胞内的水)的内部水,约占污泥中水分的10%左右。只有干化才能分离,但也不完全。

从沉淀池来的污泥呈流态,含水率常高于95%。降低污泥含水率的最简单有效的方法是浓缩。浓缩可使剩余活性污泥的含水率约从99.2%下降到97.5%左右,污泥体积缩到原来的1/3左右。但浓缩污泥仍呈流态。进一步降低含水率的方法是脱水,经过脱水污泥从流态转化为固态。为了避免污泥进入环境时,其有机部分发生腐败,污染环境,常在脱水之前先进行降解,称稳定。经过稳定的污泥如果脱水性能差,则还需调理。脱水污泥的含水率仍旧相当高,一般在60%～80%左右,需进一步干化,以降低其重量。干化污泥的含水率一般低于10%。经过各级处理,100kg湿污泥转化为干污泥时,重量常不到5kg。

污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状,仍保持流动性。污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时,除了各种方法本身的特点外,还应考虑污泥的性质、来源、整个污泥处理流程及最终处置方式等。

穩定污泥的常用方法是消化法(厌氧生物处理法)。小型污水厂也有采用好氧消化法、氯化氧化法、石灰稳定法和热处理等方法使污泥性质得到稳定。厌氧消化是对有机污泥进行稳定处理的最常用的方法。一般认为,当污泥中挥发性固体的量降低40%左右即可认为已达到污泥的稳定。污泥的厌氧消化包括:水解、酸化、产乙酸、产甲烷等过程。

消化污泥、剩余活性污泥、剩余活性污泥与初沉污泥的混合污泥等在脱水之前应进行调理,以改善污泥的脱水性能。城市污水厂污泥中的固体主要是腐殖质,与水的亲和力很强,其脱水非常困难。所谓调理就是破坏污泥的胶态结构,减少泥水间的亲和力,改善污泥的脱水性能。污泥的调理方法有加药调理法、淘洗加药调理法、加热调理法、冷冻调理法、加骨粒调理法等。其中加药调理法功效可靠,设备简单,操作方便,被长期广泛采用。

污泥脱水的作用是去除污泥中的毛细水和表面附着水,从而缩小其体积,减轻其重量。经过脱水处理,污泥含水率能从96%左右降到60%～80%,其体积为原体积的1/10～1/5,有利于运输和后续处理。污泥脱水常采用自然干化和机械脱水。自然干化采用污泥干化床;机械脱水的设备常采用带式压滤机、转筒式离心机、板框压滤机。

污泥干燥是将脱水污泥通过处理,去除污泥中绝大部分毛细管水、吸附水和颗粒内部水的方法。污泥经干燥处理后含水率从60%～80%降低至10%～30%左右。焚化处理能将干燥污泥中的吸附水和颗粒内部水及有机物全部去除,使含水率降至零,变成灰尘。因污泥干燥和焚化的设备投资和运行费用十分昂贵,在我国几乎没有用于城市污水厂污泥处理,仅用于工业污泥和垃圾的处理。

污泥处理后就应进行污泥的处置。污泥处置的基本问题是利用适当的技术措施,为污泥提供出路,同时要认真考虑污泥处置所产生的各种环境和经济问题,并按一定的要求(法规、条例)妥善地解决。目前,较适合我国国情、常用的污泥处置方法有:农业利用、填埋、焚烧、投放大海。其中投放大海现只有少数国家采用,因其污染后果严重。