污泥的处理与处置

污水污泥的处置与资源化利用摘要近年来，随着我国国民经济的迅猛发展和人民生活水平的提高，城市生活污水处理量也明显的增大。现在我国通行的污水处理技术是通过微生物的代谢作用及物理化学方法，将大量污水中的污染物质转移到剩余污泥中，实质是污染物的相转移。那么产生的大量污泥的处置和资源化利用就成为了人们关注的焦点问题。如何将产量大、成分复杂的污泥，经过科学处理后，使其减量化、稳定化和资源化，已成为我国乃至全世界环境界广泛关注的课题之一。污水污泥的处置工作做的好与坏，直接关系到环境污染和资源浪费问题。关键词污水污泥处置资源化污水污泥的处置与资源化是当今世界广泛关注的热点问题，污泥的处置方法以及其资源化途径和污泥的性质有密不可分的关系，本文就污水污泥的性质、处置和资源化途径做了简要描述。1、污水污泥的分类及来源污水污泥可以简单理解为被浓缩的污染物质。污水污泥的分类标准有多种，对于不同的处置方法采用适用的分类标准。污水污泥按其来源特性可以分为：生活污水污泥和工业废水污泥；按污水的成分和某些性质分为：有机污泥、无机污泥、亲水污泥和疏水污泥。对于工业废水污泥其来源难以定义，而城市污水处理厂污泥来源可以有以下几种：格栅、沉砂池、初次沉淀池、二次沉淀池和化学沉淀池[1]。2、污水污泥的性质2.1污水污泥的化学性质城市污泥中含有丰富的有机质和氮、磷、钾等营养元素，虽然具有丰富的营养元素，但是值得注意的是，城市的污泥中各营养物质的含量变化较大，这可能是由于某些污水处理厂的二级生物处理不完全造成的，也可能是由于不同污水处理厂中的污水来源不同，有的甚至可能混排了大量的工业废水。一般的污泥处理法如堆肥、好氧和厌氧能降解部分有机污染物，杀死有害病原体，但不能去除污泥中的重金属污染物[2]。所以在农业中利用污水污泥必须关注重金属污染，以免产生二次污染问题。2.2污水污泥的物理性质污水污泥具有很多的物理性质，如污泥的含水率、污泥密度、污泥体积、污泥的脱水性能、污泥的臭气、污泥的传输性等等。其中污泥的脱水性能是用污泥比阻来衡量的，具有很重要的实际意义。2.3污水污泥的微生物性质城市污泥中有大量的病原体，甚至多达上千种,主要是细菌、寄生虫、病毒和真菌四大类。不同的病原体在城市污泥及其施肥的土壤中的存活时间相差比较大,有的只能存活数小时或数天,而有的可存活数年之久。它们可通过许多种的途径传播,人畜与城市污泥(或施用城市污泥的土壤)直接接触、食用被污泥污染的食物或饮用水均可能受到感染[3]。3、污水污泥的处置3.1污水污泥的浓缩污水厂剩余污泥的处理处置是污水处理系统的一个重要组成部分,也是目前世界着重关注的环境污染问题。常用的污泥处理方法有热处理、浓缩和脱水。由于污泥浓缩的能耗大大低于脱水、脱水能耗又大大低于热处理,强化污泥浓缩和脱水环节是很重要的,它可减少后面热处理的污泥量,从根本上降低污泥的处理处置成本,具有环境和经济效益。氧化钙在水中会生成氢氧化钙,形成碱性环境,可交换离子态的重金属在碱性环境中会生成氢氧化物沉淀,从而降低了离子态重金属的活性[4]。3.2污水污泥的脱水污泥的脱水目的在于进一步减少污泥的体积，主要是将污泥颗粒间的毛细水和颗粒表面的吸附水分离出来，这部分水只占污泥中总含水量的15%~25%，但经过脱水后，污泥可呈固态，减少了体积，便于后续的处理。影响污泥脱水的因素有很多，如过滤比阻抗值和压缩系数、毛细吸水时间CST、污泥密度、污泥的电势、PH值和污泥来源[5]等。现在有关于往污泥投加物质改善其脱水性能的研究很多，比如原污泥的沉降性能较差，投加粉煤灰后沉降性能得到了显著的改善[6]，粉煤灰的调理效果不如污水厂采用的PAM，但相差不是特别大，粉煤灰较PAM有经济效果上的优势，但实际运行中会造成机械磨损等问题。3.3污水污泥的干燥污水污泥经过自然干化或机械脱水后，还是有很多的水份，体积与重量还是比较大，可以采用干燥或焚烧的方法进一步脱水干化，干燥的脱水对象主要是去除毛细管水、吸附水和颗粒内部水。经过干燥后，含水率大约可以降低到10%。现在污泥加热干燥技术有污泥自然干燥和加热干燥技术。目前，传统干燥方法仍然是当前污泥处理的主要手段。随着科技的发展，将会有越来越多的新技术应用于污泥干燥上，新型污泥干燥手段的发展，拓宽了污泥处理手段的选择范围，使污泥安全性、干燥能耗、效率、稳定性、环保等方面逐步走向成熟。今后，污泥干燥技术的发展方向将是传统污泥干燥技术与新型干燥技术结合，研究热点是对污泥干燥机理的深入研究，为污泥干燥设备的研发提供更为充足的理论基础[7]。3.4污水污泥的低温热解制油技术传统的污泥处理与处置方法如焚烧、填埋等会造成二次污染，或者费用比较高，低温热解制油技术是近年来处置有机污泥的新的可望达到能量平衡的技术。其原理是在无氧条件下加热污泥至一定温度，使污泥的有机物热分解转化为油、水、不凝性气体和碳四类产物。有研究指出污泥低温热解的适宜反应条件是,反应温度2700C,停留时间30min;污泥低温热解处理的总成本低于直接焚烧法[8]。该技术是一个能量自给有余的过程，有可观的应用前景。4、污水污泥的资源化污泥是由于污水生物处理而产生的，现在我国的经济越来越发达，人民生活水平不断提高，污泥量也逐渐增多。传统的污泥处理方法如填埋、填海，土地利用和焚烧都不能充分利用污泥的高有机物质，实在是一种浪费，现在国家提出环保型经济，可持续发展的经济，所以污泥的资源化是亟待解决的事情。目前污水污泥的资源化途径主要有污泥堆肥、污泥燃料、污泥的建材利用等。4.1污水污泥的堆肥污水污泥本来就是一种有效的生物能源，污泥中富含丰富的有机质和营养元素，微生物利用这些元素可以产生可观的经济效应，那么堆肥主要是利用微生物的作用,将不稳定的有机质降解和转化成较为稳定的有机物,同时能够使挥发性物质含量降低,物理性状明显改善(如含水量低、呈疏松、分散、粒状)。处理后便于贮存、运输和使用。高温堆肥还可以杀死病原菌、虫卵等,使堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源[9]。堆肥后的污泥可以用作有机肥料、园林绿化，有可能还可以用在高速公路的绿化带上面，用途比较广，是一种很好的资源化途径。4.2污水污泥的建材利用现在我们国家对于建材的需求量是很大的，国家的基础建设都需要利用大量大建筑材料。生产建材所需要的原料是比较多的，国家资源会越来越少，污泥作为一种潜在的可利用在建材中掺和物是应该被重视而利用的。污泥可以用来生产水泥，污水污泥在水泥生产中可替代粘土质原料,由于水泥原料中粘土质原料是辅助原料,因此如果污泥能代替水泥中粘土使用,对水泥生产工艺影响不大[10]。污泥可以用来生产陶粒，可以用来制砖，烧结砖所需原材料主要为粘土质材料,与生产陶粒所需材料很相似,而且与污泥用于生产陶粒相比来说,污泥用于烧结砖制品的生产工艺更加的简单和易于操作,烧成温度也稍低,制砖对污泥的组分要求也较低。5、结语污水污泥的性质和成分决定了其具有潜在的巨大的使用价值，只是我们目前的研究没有达到可以完全充分利用其价值的地步。污水污泥的处置方法还远远不止我所列举的几种方法，随着技术的发展，处置技术也会越来越多，处置的合理性和高效性也会得到巨大的提升。不管怎样，污水污泥的处置都要往资源化方面靠拢，这是符合社会发展规律和国家战略的，我们应该把视线放在污水污泥的资源化方面，使得污水污泥能够充分回收利用，减少资源的浪费。所以，今后污水污泥的资源化研究将是热点问题，也是着重关注的问题。参考文献[1]何晶晶等.城市污泥处理与利用.北京：科学出版社，2003[2]丁园等.城市污泥的性质与资源化利用.江西科学,2011[3]邹绍文,张树清等.中国城市污泥的性质和处置方式及土地利用前景.中国农学通报，2005[4]陈嘉愉,吴学伟等.污水污泥有机调质浓缩和无机调质脱水工艺研究.环境工程学报，2009[5]董辉等.影响污水污泥脱水性能因素的探讨.上海建设科技,2005[6]任伯帜,侯保林等.粉煤灰改善污水污泥脱水性能的实验研究.环境科学与技术，2010[7]程诚，黄亚继等.城市污泥干燥的研究现状与进展.能源研究与利用，2012[8]何品晶,顾国维等.污水污泥低温热解处理技术研究.中国环境科学，1996[9]柯玉娟,陈泉源等.城市污水污泥资源化利用途径探讨.中国资源综合利用,2008[10]钱觉时,邓成等.三峡库区生活污水污泥的建材利用途径分析.三峡环境与生态，2009