关于污水处理中污泥处理的可持续性分析

石秀花 李 骏

（新疆乌鲁木齐市21 信箱 新疆乌鲁木齐 830000）

引言

要想提高水资源利用率，减少环境污染，需要不断更新污水处理工艺，随着越来越多的新技术在污水处理实际作业中被应用，污水处理效率有着显著提高，同时也对剩余污泥处理更加重视。通过科学处理污泥，可以减少城市环境污染，提高污水处理质量。因此，需要加大力度研究污水处理中的污泥处理工作，优化污水处理措施，促进污泥处理实现可持续发展。

1 污泥处理概述

1.1 处理原则

城市污水处理中，污泥处理需要遵循稳定性、无害性、资源性以及减量性这四个原则。

（1）稳定性。采用物理处理方法或化学处理方法，使污泥保持在稳定状态下，不会持续降解，目的是为了避免污泥由于不稳定降解出现二次污染。

（2）无害性。对污泥中所包含的大量病原菌和病菌等危险因素可以通过杀菌消毒，将其中的病菌和寄生虫杀死，确保后续应用安全卫生[1]。

（3）减量性。所有固体废弃物处置是通过减量减容实现成本降低的。

（4）资源性。污泥处理的目的在于资源化，当前主要的资源化途径就是制作成化肥或是改良土壤或是补充燃料。

1.2 处理思路

随着城市污水处理站的建设速度、规模的扩大，处理工艺的完善，污水处理中污泥总量增速明显，特别是通过除磷法脱除含磷物质，相较于其他处理方式，污泥量增加30%。城市污泥处理最佳方法是土地资源化处理，但是在土地上，没有处理或处理不彻底的污泥大规模使用会受到限制。（1）高效利用碳和营养物质；（2）受到农业用地及其与污泥距离的限制；（3）前期投入与后期管理费用影响；（4）高效安全利用被法律、管理、土地所有者接受度等方面限制[2]。

1.3 分类技术

（1）污泥消化处理。该技术可以实现污泥减量，包括了厌氧消化以及好氧消化，其中主要为厌氧消化。我国当前有大约20个城市建立了污泥厌氧消化处理系统。厌氧消化处理能实现污泥减量和稳定，相对于其他技术而言，其能够降解污泥中的有机物，使其转化成甲烷气体，进而实现减容[3]。污泥完全消化时，能够降低污泥恶臭。另外，若是应用高温厌氧消化能够将病原微生物杀死，进而让消化污泥符合卫生学指标，改善消化污泥稳定性以及脱水性。但是该技术也存在不足，也就是在厌氧消化后，污泥无法完全保持稳定，需要持续处理。

（2）污泥堆肥处理。该技术是污泥土地使用前的一种处理技术，其包括好氧堆肥与厌氧堆肥。一般采用连续发酵好氧工艺。堆肥工艺是利用堆肥降解污泥中微生物，进而使污泥稳定。堆肥时所产生的热量可以保证高温，有助于堆肥后污泥与卫生学标准相符，以便于以后土地被利用。按照我国污泥统计数据，其中的有机质含量大约在37.8%，磷、氮、钾的总含量分别在1.57%、3.0%和0.7%左右。对比国家堆肥养分标准，各项均满足要求[4]。因此，污泥利用合理堆肥工艺能够稳定处理污泥，使其资源得到有效利用。

（3）污泥填埋处理。该技术属于常用通用方式，但是其不适用于全部污泥，其中存在限制因素。污泥本身具有土力学性质，填埋后会导致环境影响。一般污泥含水率大约为78%-82%，被含水率影响，污泥本身抗剪力低，与填埋场要求不符。因此，填埋场一般不倾向于此类污泥。按照现行要求，厌氧产沼等处理后残余的固态物和污泥在经过处理后，其含水率不超过60%，才符合生活垃圾填埋处理标准。

2 城市污水处理中污泥处理可持续对策

2.1 处理途径选择

城市污水处理厂中的污泥重金属主要为铜、锌等物质，其中的有机物含量可以达到60-70%，污水中磷、硼等总含量可以达到40-90g/kg。相较于发达国家城市污水处理厂污泥含量而言，我国污泥中所含有的有机组分含量要低。就当前污水处理工艺发展而言，更多污水处理厂应用脱氮处理工艺，其中的N、P 含量增加，加强堆肥可行性利用。但是，污泥中含有微量金属元素，有些金属元素或是含量接近甚至超过标准，因此污泥回用在农田利用中需要根据情况判定[6]。污泥本身热值含量高，若是能够控制好污泥含水率，污泥能源利用可行性会增强。

2.2 可持续对策

选择污泥处置途径需要兼顾各方效益平衡，例如环境、生态和经济方面的效益。污泥处理需要兼具以下特征：环境可行、经济合理、社会接收。一般污泥处理中，卫生填埋污泥需要进行消化处理，进而实现稳定、无害才能够进行填埋处理，进而缩小污泥填埋导致的二次环境影响和风险。另外，消化处理污泥容积大大减少，基于此需要持续减少污泥运输、脱水和填埋费用，相较于污泥直接填埋处理而言，总运行费用少，环境影响也较小，导致的环境风险较少[7]。一般的焚烧工艺可以省略消化处理，减少由于消化处理导致的热值下降。因此，污泥处理途径组合和污泥最终处理去向有关。计算污泥投资和运行费用根据是：混合污泥产量大约是10000m3/d，其污泥含水率在99%。根据絮凝剂标准添加并进行浓缩处理，含水率能够下降到95%。

（1）焚烧处理。流化床焚烧炉本身工艺性能被证明是污泥焚烧最好方法。在这些年期间，威望迪公司在全世界范围内建造了多个流化床菲少炉，一般在稳定情况下无需添加燃料就能够达到热平衡，若是污泥热值过低，交换器需要足够大来提高风室温度。若是温度不符合规定，则需要进行加热干燥。对于赶回处理工作而言，无所谓污染纯污泥，重金属也不是干扰因素。因为灰本身就由氧化物发展得来的，渗透力低，其可以回制作成水泥，在工业建设等环节中应用。最后，副产物是清除酸。受到重金属污染的污泥只能够被特殊填埋，但是数量少，可以与城市固体废弃物一同被焚烧。为降低投资，城市污泥和垃圾在同一焚烧炉中进行焚烧。一般情况下，每人每天所产生的脱水粘性污泥数量为150-250g，垃圾为1-3kg。按照焚烧炉设计，可以采用10-25%粘性污泥对炉子温度进行控制[8]。

（2）消化干燥。当前，人民群众对于能源需求量持续提升，人们在不断寻找新能源类型中，太阳能属于广泛应用类型。有研究人员在污泥厌氧消化中补充热源，另外，有人员同自行设计的混合污泥干燥装置脱水，干燥处理含水率超过80%污泥，同时利用污泥干燥处理可行性。通过研究得到，利用太阳能可以较好对污泥进行干燥处理，在实际应用时，为了防止被天气因素影响，需要考虑加入辅助热源。通过消化干燥处理，可以进一步将污泥中的有害物质降解掉，符合环保要求。

（3）填埋处理。污泥填埋护理需要科学选择，同时在必要场地设置防护处理或是设置合适距离，建立并运行管理需要采取严格的管理制度进行科学操作，通过公开合法环境影响因素进行评价。污泥填埋的优点在于投资少，处理容量比较大，可以实现断区减小，但是缺点在于污泥填埋的占地面积比较大，在污泥土力学性质上的要求杠杆高，场地和运输等方面的费用更高，需要做好地基防渗处理，防止周边地下水被污染。随着土地资源的逐渐紧张，人民群众环保意识逐渐提升，近年来的污泥填埋处置占比逐渐缩小。

（4）空气氧化。威望迪税务系统所研发的ATHOSTM 设备被证实在中性温度以及压力下是高效的，总COD 的80%被氧化，其与20%能够实现融合和高度生物降解，无需后续脱水，废气也无毒性，固体矿物副产品中的重金属属于不可渗透形式，其主要应用在道路建设上，同时液态部分中，可生物降解部分COD 能够便于污水厂反硝化碳源，使污水污泥处理更加环保。

（5）环保肥料。污泥填埋处理会浪费大量土地资源，甚至会导致二次污染。污水处理厂每日生产大量污泥，将其制作成废料不仅环保，也能够实现废物利用。对此，可以利用微生物分解污泥，为促使污泥发酵，需要在其中人为加入菌种，打破污泥果冻状态，逐渐释放其中包裹的水分，降低污泥含水量，使污泥更加松散，能够作为肥料使用，用于农作物、花卉等种植，符合科学、环保处理污泥的要求。

结语

综上所述，通过对比分析发现，未来的城市污水处理厂中的污泥实现可持续利用主要围绕农用处置进行，辅助途径为燃料焚烧处置。在建设大型污水处理厂中，考虑利用农用方式处理污泥时，需要规划污泥的运输和施用计划、施用土地的性质和面积等；如果计划施用一般填埋处理方式处理污泥，对于污泥脱水方案方面的设置有着较高的要求，同时合理规划论证填埋场选址；如果计划应用焚烧处理则需要详细分析所要建设的污水处理厂中污泥成分，进而为污泥焚烧可行性奠定坚实的基础。同时，需要积极创新污泥处理技术，寻求固废处理和资源利用渠道，加大污泥处理及管理工作，为后续污泥处理可持续发展和可行性研究提供参考。