污水处理厂污泥处理技术研究及应用

夏旗

【摘要】：近年来随着我国工业化进程的不断推进，化工产业、制药业和印染业等工业项目得到了快速发展。但是目前许多行业产品的附加值比较低，生产的产品以低端产品为主，因此生产相同的产值会带来更多的污染物，其中污水及污泥是最重要的问题。如果处理不好，会造成水体的严重污染，造成受纳水体水质恶化，因此，应该加强对污水及污泥的处理。基于此，本文将着重分析探讨污水处理厂污泥处理技术及应用，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

【关键词】：污水处理厂；污泥处理；技术

1、 污水处理厂污泥概述

在生产过程中会夹带一部分悬浮杂物，这些杂物经过一定时间的沉淀，就会变成污泥，此外在污水处理的阶段残留着不可降解的有害物质以及微生物，这些污泥中残留着大量的有毒物质，会影响到水中生态圈的自然循环，造成不同程度的环境污染。同时，污泥的颗粒较细，含水率高，因此不易处理，化学性质是污泥的固有属性，包括其水中溶解物、酸碱度等，对污泥脱水技术的应用产生深远的影响，因此加深污泥化学性质的研究，是保证污泥脱水技术提高其工艺水平的基础工作。同样，在污泥的分选工作中，污泥的化学性质也具有相当大的参考价值。化学性质对污泥脱水技术的影响还表现在加工过程中，硬度较大的污泥，脱水处理的成本也相应提高，这是由于硬度较大的污泥的浓度高，不易破碎，因此其溶解分离的过程也随之拉长。正确的做法，应该在进行污泥脱水技术之前，对污泥进行絮凝沉降的实验，从而提高相关技术人员对污泥化学性质的认识，根据污泥的有机分子数，使用适宜的絮凝剂。

2、 污水处理厂污泥处理技术要点

2.1 污泥脱水与浓缩技术

当前，污泥减容所采用的重要技术为污泥脱水与浓缩技术。在各种浓缩方法中，浮选浓缩与重力浓缩被应用得最为广泛。与西方国家相比，我国所采用浮选浓缩与重力浓缩办法效率非常低下，且其对占地面积有着非常高的要求，往往要投资不菲的工程成本，管理控制操作也存在非常大的难度。在传统污泥脱水处理的过程中，其主要是借助自然干化来达到脱水目的。这种方式下，其往往对场地面积有着非常高的要求，且环境状况非常差，有二次污染。这种方式现在已经很少被使用了。目前使用的污泥脱水设备多包括板框压滤机、离心脱水机、带压压滤机、叠螺脱水机、真空过滤机等。针对不同理化性质的污泥，污水厂在建设与配套设置方面也会有所不同，其场地面积、投资成本会因实际状况而有所不同。

2.2 污泥消化稳定技术

相关数据显示，当前我国仅有3%的污水处理厂引入了污泥消化稳定设备，如污泥厌氧消化系统，其中能够正常运作的仅仅为1%。目前，在污泥消化稳定技术方面主要有厌氧消化与好氧消化两种技术。前者是目前应用得最为广泛的污泥生物处理技术，多见于大中型污水处理厂；后者则采用污泥高温微好氧消化技术与好氧堆肥技术。其中厌氧消化技术具有运行成本低、能耗小的特点，其处理得到的污泥具有非常强的稳定性，且能够得到沼气等副产品。该技术在处理污泥时往往需要25～30天的消化周期，能够减量30%的污泥量，清除30%～50%的有机物。最终得到的污泥可以被应用到农业生产中，具有非常强的经济价值。但是这种技术的总投资成本高昂，对技术与操作等方面都有着非常高的要求，所生产的甲烷等副产品也存在一定的安全隐患。

2.3 厌氧消化

对于厌氧消化水解的过程来说，整个过程发展具有较为缓慢的特征，对于该种情况，通过适当预处理方式的应用，则能够在将污泥当中颗粒成分进行破坏的基础上使厌氧菌需求的有机质能够获得释放，在对污泥水解速率进行提升的基础上实现厌氧消化过程的加快，增加产气量。一般情况下，用于厌氧消化与处理的方式主要有热处理、溶菌酶、冷冻以及超声波处理法等。经相关研究发现，通过γ射线对污泥厌氧消化进行与处理，污泥厌氧消化产气量以及消化率将获得较大的提升，也有研究者对超声波的处理效果进行研究，经过研究发现，通过超声破解方式的应用，能够对污泥厌氧消化的有机物除率以及生物气产量进行有效的提升，并以此实现厌氧消化时间的缩短。而对于其余人员，在通过热水解方式对污泥进行与处理后，则能够对污泥固体有机物的溶解速度进行加快，在有机物溶解完成后，将水解形成低分子物质，其中，挥发性有机酸占据溶解性COD的35%左右，以此实现污泥厌氧消化性能的有效提升。

2.4 污泥好氧发酵

污泥好氧消化和厌氧消化所适用的条件正好相反，好氧消化是在好氧条件下，污泥中所含的有机物被分解的過程，又称其为污泥堆肥。在好氧的条件下污泥消化时会释放出大量的热能，在反应堆中形成高温，可以将其中的病原微生物和寄生虫杀死。污泥经过好氧消化后其中所含的有机物可转化为稳定性较高的腐殖质，从而使污泥达到无害化和资源化。此外，还可以通过添加调理剂和膨胀剂，改善污泥的结构，使其降低含水率，进一步腐殖化，从而实现污泥得到充分的利用。该工艺可以实现污泥的无害化、减量化和资源化，而且经济、实用、处理过程中无需外加碳源，终产物可供植物所利用。但是其缺点是运行的周期长，占地面积较大，在运行过程中还会产生一些臭气和废液，需要进行相关的处理。

2.5 干化焚烧

污泥焚烧是一种减量化、稳定化、无害化处理方法。这种方法可将污泥中水分和有机质完全去除，并杀灭病原体，处理污泥较为彻底，减量化效果显著，占地面积小，几乎不受外界环境影响。污泥焚烧的烟气应进行处理，并满足《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485）等有关规定。污泥焚烧的炉渣和除尘设备收集的飞灰应分别收集、储存、运输。同时，国家鼓励对符合要求的炉渣进行综合利用；飞灰需经鉴别后妥善处置。但该技术管理要求高，投资大，运营成本高。

2.6 土地利用

污泥的土地利用主要有园林绿化、林地利用、土壤修复和农用。污泥中含有丰富的有机物和N、P、K等营养元素以及植物生长所必须的Ca、Mg、Cu等元素。污泥的土地利用是一种安全有效的污泥处置方式。农用可将经无害化、稳定化处理的污泥作为农用肥料，提高农作物的产量，同时可降低化肥的使用量，但其中所含的重金属等有害物质必须严格控制。同时可以作为园林绿化中景观林、花卉和草坪的肥料或基质，可以改善土壤的结构和组成，使营养物质更容易被植物吸收。同样污泥经过稳定化和减量化作用后，也可作为林地的土壤修复和改良剂，进而恢复废弃的土地或保护土壤免受侵蚀，例如废弃的采煤场、取土坑等等。污泥的土地利用是污泥资源化利用最有效的方法之一，而且也是最为经济、低碳的技术路线，但是还存在污泥中重金属、病原体等有毒有害物质的污染环境的问题，因此在利用时还应严格把关。

2.7 建材利用

污泥中含有20%--30%的无机物，主要是硅、铝、铁、钙等。这与许多建筑材料常用的原料成分相近。当污泥泥质满足《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质》（GB/T25031--2010）要求时，污泥可直接作为制砖原料；当污泥泥质满足《城镇污水处理厂污泥处置水泥熟料生产用泥质》（CJ/T314-2009）要求时，污泥可直接作为水泥熟料生产的原料。建材利用的主要方式有：污泥用于水泥熟料的烧制即水泥窑协同处理处置、污泥制陶粒等，并且具有一定的经济效益、社会效益和环境效益。此外，可以利用污泥代替粘土参与水泥的生产，以便更好的进行污泥资源的充分利用

3、 污水处理厂污泥节能降耗处理技术

在现今人们对能源需求不断提升的情况下，人们也在不断的寻求新的能源类型，其中，太阳能是人们目前广泛应用的能源类型。目前，已经有研究人员对太阳能应用在污泥厌氧消化加热工作的可靠性进行了一定的研究。经过小试发现，污泥具有较高的吸热效率，是一种较好的吸热体，浅槽式集热器水温随太阳辐射强度增高而升高，随水深增加而降低，小试采用单（双）层玻璃浅槽式集热器，对于集热器设备来说，其可以作为厌氧消化过程中的补充热源进行应用。此外，也有人员以自行设计的混合太阳能污泥干燥装置对机械脱水后、具有80%左右含水率的污泥进行了干燥处理，并对该方式对污泥干燥处理的可行性进行了利用。经过研究发现，通过太阳能对污泥进行干燥处理具有较好的可行性，在实际应用中，为了避免受到较大的天气因素影响，则可以考虑在系统当中做好辅助热源的加入。

总而言之，随着我国污水处理能力的快速提高，污水处理厂产生的污泥量也同步大幅度增加。故而實现对污泥处理技术要点的优化应用有着重要的现实意义，这也就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

【参考文献】：

[1]刘军.沈阳城市污水处理厂污泥处理技术研究及应用[J].环境保护与循环经济，2007，06：35-38.

[2]谭国栋，李文忠，何春利.北京市城市污水处理厂污泥处理处置技术研究探讨[J].南水北调与水利科技，2011，02：105-109.

[3]刘汪阳.城市污水处理厂污泥处理与处置技术的经济分析及比选研究[D].武汉工程大学，2015.

[4]姚金玲.污水处理厂污泥处理处置技术评估[D].中国环境科学研究院，2010.

[5]康鹏.污水处理厂污泥在燃煤电厂焚烧处理技术研究[D].华北电力大学，2013.

[6]白煜.城市污水处理厂污泥石灰稳定技术应用研究[D].清华大学，2012.