污泥處理處置工程的研究設(shè)計(jì)

李強(qiáng)

摘要：雖然產(chǎn)生的污泥在體積上要比廢水小，但污泥處理處置設(shè)施的投資卻要占到總投資的30%～40%，甚至超過(guò)50%。所以說(shuō)，污泥處理在整個(gè)污染物凈化和廢水處理開(kāi)發(fā)技術(shù)的重要性及投資比例一直處于非常重要的位置。文章主要介紹堆肥技術(shù)，堆肥技術(shù)采用一系列的技術(shù)手段，使污泥轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料。

關(guān)鍵詞：污泥處理；污染物凈化；廢水處理

中圖分類號(hào)：X505 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）20-0098-02

1 污泥處理處置原則

污泥的處理處置同其他固體廢棄物的處理處置一樣，應(yīng)遵循減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化的原則。

減量化：污泥含水量高、體積大，呈流動(dòng)性，不利于貯存、運(yùn)輸和消納。污泥減量是要降低污泥含水率、減小體積和重量。

穩(wěn)定化：污泥中有機(jī)物含量高，易腐敗并產(chǎn)生刺激性氣味。污泥穩(wěn)定化是通過(guò)在污泥中添加化學(xué)藥劑或提高pH值抑制細(xì)菌代謝、減少有機(jī)物的含量，易腐敗的有機(jī)物被分解、轉(zhuǎn)化，刺激性氣味大幅度降低，便于運(yùn)輸處置。

無(wú)害化：污泥中含有大量的病原菌、寄生蟲(chóng)卵和病毒，處置不當(dāng)極易造成傳染性疾病的大范圍擴(kuò)散，大面積傳播，污泥中重金屬離子和有毒有害物質(zhì)極易造成二次污染，那么污泥處理處置過(guò)程必須充分考慮無(wú)害化的原則。

資源化：污泥含有非常多的熱量，其熱值高于煤和焦炭。污泥中有豐富的氮磷鉀，是具有較高肥效的有機(jī)

肥料。

2 污泥處理處置流程

污泥處理處置常見(jiàn)的流程包括四個(gè)階段：污泥濃縮、污泥消化、污泥脫水和污泥處置。

污泥濃縮：主要是為降低含水率、減小體積，常用的工藝形式有三種：重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮，目前國(guó)內(nèi)常采用重力濃縮。

污泥消化：進(jìn)一步降低污泥中的含固量，提高污泥脫水性能。通過(guò)消化，分解污泥中的有機(jī)物，減小體積。污泥消化分為厭氧消化和好氧消化，常用的是厭氧消化，厭氧消化包括水解、酸化、產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷等過(guò)程，其中固態(tài)有機(jī)物水解、液化是污泥厭氧消化的主要過(guò)程。污泥經(jīng)過(guò)厭氧消化產(chǎn)生沼氣，沼氣可作為清潔能源加以利用。

污泥脫水：利用物理、化學(xué)方法去除污泥中的水分，減小體積，減輕質(zhì)量。經(jīng)脫水處理后，污泥含水率降低20%～35%。主要方法包括真空過(guò)濾法、壓濾法、離心法和自然干化法，其中真空過(guò)濾、壓濾、離心是機(jī)械脫水。

污泥處置：經(jīng)過(guò)前三道處理后，污泥最終處理處置和利用方法包括污泥填埋、污泥焚燒、污泥堆肥和污泥工業(yè)利用。

3 污泥處理處置研究

減量化是國(guó)家對(duì)污泥處理處置的一個(gè)政策要求，我國(guó)大中型污水處理廠大多采用厭氧消化處理污泥，基本可以解決污泥穩(wěn)定化、減量化的問(wèn)題，但厭氧消化工藝技術(shù)復(fù)雜、處理設(shè)備多、設(shè)備硬件要求高、建設(shè)工程資金需求量大、運(yùn)行成本高，因此在實(shí)際使用的過(guò)程中受到了規(guī)模限制和資金阻礙。大中型污水廠在經(jīng)過(guò)脫水等處理措施后，處置一般都是外排或者填埋。

目前我國(guó)濕污泥標(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)生填埋的費(fèi)用是200元/噸，燃煤電廠摻燒補(bǔ)貼為300元/噸，熱能干化成本為400元/噸。經(jīng)濟(jì)性決定了焚燒、填埋、干化這些高投資、高耗能的污泥處理處置方式不適合我國(guó)的基本國(guó)情。

改變高投資、高能耗處理處置污泥的現(xiàn)狀需要一種能夠取而代之的新技術(shù)，生物高溫堆肥方法處理污泥被提上了議事日程。生物高溫堆肥處理污泥，其特點(diǎn)是節(jié)能、低碳、環(huán)保，符合科學(xué)發(fā)展觀的要求，也符合全球溫室氣體減排的趨勢(shì)。

隨著現(xiàn)代生物技術(shù)和高度機(jī)械化的有機(jī)結(jié)合，堆肥技術(shù)和設(shè)備得到優(yōu)化配置，堆肥工藝及核心技術(shù)得到進(jìn)一步改善和增強(qiáng)，生物堆肥技術(shù)將逐步取代傳統(tǒng)的處理方式，成為污泥處理處置的主要手段和方式。

4 污泥處理處置設(shè)計(jì)

4.1 污泥量檢測(cè)

污水經(jīng)過(guò)濃縮脫水排放的污泥量，按照污水處理量減去生物耗氧量和化學(xué)耗氧量折算出污泥量的理論數(shù)據(jù)，再經(jīng)濃縮、脫水的污泥含水率修正。

污泥泥質(zhì)基本控制項(xiàng)目和限值為：

pH值：5～10、含水率<80%、糞大腸桿菌群值>0.01

細(xì)菌總數(shù)MPN/kg干污泥<108

重金屬：鎘、汞、鉛、鉻、砷、銅、鋅、鎳

礦物油、揮發(fā)分、總氰化物

4.2 工程選址原則

位于城市的下風(fēng)向；硬化路面可以直接進(jìn)入污泥排放車間；交通運(yùn)輸便利；處理處置的污泥有專門(mén)的貯存地點(diǎn)。

4.3 污泥堆肥物料預(yù)處理

污泥具有高親水性，污泥中的水分與固態(tài)顆粒有很強(qiáng)的粘合力，與輔料混合難以分解，用常規(guī)的混合、攪拌機(jī)械對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，效率低、能耗高，效果不明顯，故而成為污泥堆肥技術(shù)的難點(diǎn)。污泥堆肥流程中，物料調(diào)質(zhì)預(yù)處理的工作量比重占到堆肥全過(guò)程的80%以上，是堆肥技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，將破碎、攪拌、混合、均質(zhì)、脫水、接種等工序一次完成，因?yàn)槲锪弦呀?jīng)經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)機(jī)處理，粒度均勻、水分分布均勻、物料空隙大、通風(fēng)暢通、供氧能力提升、微生物接種菌群與物料接觸的面積擴(kuò)大，為高溫發(fā)酵提供有利條件，縮短了堆肥處理的時(shí)間。

4.4 污泥堆肥集成技術(shù)

污泥堆肥集成技術(shù)包括物料調(diào)質(zhì)、高溫發(fā)酵除臭、重金屬消解和污泥堆肥產(chǎn)品研發(fā)。

除臭：污泥中水含量和固態(tài)有機(jī)質(zhì)含量高，散發(fā)出惡臭，采用物理、化學(xué)、生物組合方法對(duì)污泥惡臭進(jìn)行降解、吸附、分散、氧化。

重金屬消解：污泥堆肥產(chǎn)生的腐殖質(zhì)對(duì)污泥中的重金屬進(jìn)行整合，通過(guò)礦物環(huán)境材料的吸附、鈍化、微生物降解抑制其生物有效性。

產(chǎn)品研發(fā)：污泥堆肥養(yǎng)分齊全，供肥持久恒定，還能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮一定的作用。

5 污泥堆肥基本原理

污泥堆肥是在一定的水分、溫度、碳氮比和通風(fēng)條件下，經(jīng)過(guò)微生物的高溫發(fā)酵，將污水污泥轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料。經(jīng)過(guò)堆肥流程，污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，其不含病原體和寄生蟲(chóng)卵，無(wú)刺激性氣味，可安全貯存和運(yùn)輸。

6 污泥堆肥土地利用

科學(xué)合理地處理處置城市污水污泥，是亟待解決的環(huán)保問(wèn)題之一，污泥來(lái)源范圍廣、產(chǎn)量大，經(jīng)堆肥處理的污泥，可安全利用。污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)和微量元素，具有良好的肥效性，能緩解土壤鹽漬化現(xiàn)象。

污泥土地利用是污泥處理最終消納的方式，通過(guò)覆蓋、噴灑、注射，將污泥肥料施入土壤。

污水污泥與土壤之間存在相容性，為利用污泥提供了重要科學(xué)依據(jù)，污泥與土壤化學(xué)結(jié)構(gòu)相近，污泥回歸土壤，符合客觀規(guī)律和科學(xué)發(fā)展觀的要求。污泥還可以改善土壤的理化性質(zhì)，提高土壤肥力，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

7 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，也是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，但人均擁有土地面積僅為世界平均水平的三分之一，人口眾多，土地資源緊張。合理、充分地利用土地，采用科學(xué)的發(fā)展模式，成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的首要問(wèn)題。城市污水污泥含有大量的有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀等植物生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)元素，污泥堆肥為可持續(xù)發(fā)展增添了活力。堆肥工程有利于環(huán)境保護(hù)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，有利于環(huán)保設(shè)施的不斷完善，有利于環(huán)境工程的合理布局和縱深配置，有利于改善生態(tài)和農(nóng)業(yè)條件。

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