綜合利用不同類型污泥處置方法探究

史 蓓

（四川天華股份有限公司 四川瀘州 646207）

我國隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，城鎮(zhèn)污水處理以及各類型工業(yè)污水處理事業(yè)不斷發(fā)展，針對(duì)不同類型污水處理所建造的污水廠總處理水量和處理程度將不斷擴(kuò)大和提高，隨之產(chǎn)生的污泥量也日益增加。如處置不當(dāng)，將造成環(huán)境二次污染，如何利用不同處理設(shè)施、有效利用污泥特性以及副產(chǎn)能源處理的綜合處置方法值得大家探討。

1 污泥類型

污泥是由水和污水處理過程所產(chǎn)生的固體沉淀物質(zhì)。但是由于針對(duì)處理的污水類型不同以及加工處理工藝不同，導(dǎo)致其所含污染物組分的不同，所以也應(yīng)對(duì)其分類、分質(zhì)討論處理。

1.1 有機(jī)污泥

這類污泥主要來源于城市生活污水處理廠以及采用生化處理的化工有機(jī)類污泥，屬親水性、微細(xì)粒度有機(jī)污泥，可壓縮性能差，脫水性能差。主要特點(diǎn)是含水高，有機(jī)物含量高，同時(shí)含有大量細(xì)菌以及病原體。在污泥構(gòu)成中占有主導(dǎo)作用，可有效用于農(nóng)田利用。

1.2 無機(jī)污泥

工業(yè)廢水處理過程中，經(jīng)濃縮池排出的物理法和化學(xué)法產(chǎn)生的物化污泥，有細(xì)粒度無機(jī)污泥，可壓縮性能和脫水性能一般；也有粗粒度疏水性無機(jī)污泥，可壓縮性能和脫水性能很好。主要特點(diǎn)含大量不可生化降解的無機(jī)化合物。一般干化后處理。

1.3 含油污泥

產(chǎn)油和石油加工工業(yè)的污泥以及含油工業(yè)污水處理中，經(jīng)氣浮系統(tǒng)產(chǎn)生的含油污泥。這種污泥主要特點(diǎn)是含有相當(dāng)大量的油，油泥中含有的大部分油是難于生物降解的，但是含有較大熱值。對(duì)人體健康和環(huán)境的負(fù)面影響，使得它們的排放應(yīng)該受到嚴(yán)格控制。

1.4 重金屬污泥

污泥中的重金屬主要包括 Pb、Cd、Hg、Cr、Ni、Cu、Zn、As 等，由于污泥來源和類型不同，導(dǎo)致不同污泥中重金屬的種類和含量各不相同，對(duì)污泥重金屬進(jìn)行處理時(shí)，不僅要考慮重金屬的成分和含量，還應(yīng)充分重視其形態(tài)的影響。主要來源于礦產(chǎn)、冶金加工等行業(yè)。一般使用干化處理。

1.5 制藥污泥

這類污泥有機(jī)物含量高，惡臭，成分復(fù)雜，含有高分子化合物，大都有毒有害。難以生化處理。但由于其有機(jī)物含量高，可以干化后焚燒處理。

2 污泥處置方法

常用的污泥處置是土地利用、焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、投海、建筑材料等。通過污泥濃縮、調(diào)治、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒的加工實(shí)現(xiàn)利用性。其中自然干化、土地填埋、露天堆放、投海的污泥絕大部分屬于隨意處置，污泥中含有惡臭物質(zhì)、病原體、難降解高分子有機(jī)物、有毒有害污染物等從污水轉(zhuǎn)移到陸地或海洋導(dǎo)致二次污染，甚至造成污染物進(jìn)一步擴(kuò)散，使得已經(jīng)建成投運(yùn)的大量污水處理設(shè)施的環(huán)境效益大打折扣。真正實(shí)現(xiàn)安全處置的土地利用所占比例非常低。下面，我們就其中幾種主要污泥處置方法做一個(gè)簡單的介紹。

2.1 污泥焚燒

經(jīng)焚燒處理后，體積可以減少85%～95%，質(zhì)量減少70%～80%。高溫焚燒還可以消滅污泥中的有害病菌和有害物質(zhì)。污泥焚燒要求污泥有較高的熱值，因此污泥一般不進(jìn)行消化處理。當(dāng)污泥有毒物質(zhì)含量高，不能作為農(nóng)田利用時(shí)，或污泥自身的燃燒熱值高，可以自燃并可利用燃燒熱量發(fā)電時(shí)，可考慮采用污泥焚燒。焚燒最大優(yōu)點(diǎn)是可以迅速和較大程度地使污泥減容，并且不受惡劣的天氣條件下限制，也不需存儲(chǔ)設(shè)備，而且能夠滿足越來越嚴(yán)格的環(huán)境要求以及充分處理不適宜于資源化利用的部分污泥。污泥的焚燒處置是一種有效降低污泥體積的方法，設(shè)計(jì)良好的焚燒爐不但能夠自動(dòng)運(yùn)行，還能夠提供多余的能量和電力，通過焚燒處置污泥來解決日益增長的污泥量和部分以前通過填理處置的污泥。

2.2 污泥的農(nóng)田利用

污泥的農(nóng)田利用很早就得到應(yīng)用。這種利用和處置方式致使污泥最終剩余物問題得到真正解決，因?yàn)槠渲杏袡C(jī)物重新進(jìn)入自然環(huán)境。污泥中含有豐富的各種微量元素，施用于農(nóng)田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進(jìn)作物的生長。同時(shí)污泥中也含有大量病原菌、寄生蟲（卵）、以及鉻、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、二惡英、放射性核素等難降解的有毒有害物。一般來說，污泥要作土地利用必須經(jīng)無毒無害化處理，否則，污泥中的有毒有害物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致土壤或水體的二次污染。因此各國對(duì)土地利用的污泥標(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)格。污泥農(nóng)土地利用必須做到以下幾點(diǎn)：首先，嚴(yán)格控制污泥的有毒有害物質(zhì)及病原微生物，使其達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)；其次，應(yīng)特別注意污泥中重金屬的含量，根據(jù)其土壤背景值等情況，核算污泥施用量；再次，一般來說農(nóng)田使用污泥數(shù)量都有一定限度，當(dāng)達(dá)到這一限度時(shí)，污泥的農(nóng)田利用就應(yīng)停止一段時(shí)間再繼續(xù)進(jìn)行。農(nóng)田利用應(yīng)在安全施用量之下控制使用，同時(shí)整個(gè)利用區(qū)需要建立嚴(yán)密的使用、管理、監(jiān)測和監(jiān)控體系，還必須時(shí)刻關(guān)注區(qū)域內(nèi)的土壤、地下水、地表水、作物等相關(guān)因子的狀態(tài)和變化，并根據(jù)發(fā)生的變化做出相應(yīng)的調(diào)整，以保持污泥農(nóng)用的安全性，保持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，污泥農(nóng)田利用存在著很大的管理問題。

2.3 污泥的衛(wèi)生填埋

污泥的衛(wèi)生填埋始于60年代，是在傳統(tǒng)填埋的基礎(chǔ)上從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)，經(jīng)過科學(xué)選址和必要的場地防護(hù)處理，需要有嚴(yán)格的管理制度的和科學(xué)的工程操作方法。目前已經(jīng)是一項(xiàng)比較成熟的污泥處置技術(shù)?；痉绞绞浅鞘形勰嘟?jīng)過簡單的滅菌處理，直接傾倒于低地或谷地制造人工平原。它對(duì)前期的污泥處理技術(shù)要求較低，一般進(jìn)行消化、減容即可。如不進(jìn)行消化處理，也可讓其自然干化。因此它需要大面積的場地和運(yùn)輸費(fèi)用，其散發(fā)的惡臭也會(huì)造成周邊空氣污染，且地基需作防滲處理以免污染地下水，又涉及到滲出液的再次處理，故近年來污泥填埋處置所占比例越來越小。填埋并不能最終避免環(huán)境污染，而只是延緩了產(chǎn)生時(shí)間。

2.4 國內(nèi)外污泥處理技術(shù)與利用的發(fā)展趨勢

隨著海洋投棄被禁止，污泥棄置的比例正逐漸減少。同時(shí)由于填埋需要占用大量土地、影響填埋場作業(yè)且不能根治污染，土地填埋也受到嚴(yán)格的限制。歐盟規(guī)定填埋必須和焚燒相結(jié)合，僅焚燒灰可填埋。污泥處理的優(yōu)先順序是減容、利用、廢棄。污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化處理后作為資源回用已成為主流。

綜上所述，污泥農(nóng)田使用實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物的土壤→農(nóng)作物→城市→污水→污泥→土壤的良性大循環(huán)，污泥的土地利用是污泥處理處置的發(fā)展趨勢。但是污泥農(nóng)田使用必須對(duì)污泥無毒無害化處理以及施用過程管理。由于施用過程管理是一套復(fù)雜系統(tǒng)，國內(nèi)較難實(shí)現(xiàn)，所以建議采用污泥來源控制解決。

3 污泥無害化處理方式

針對(duì)用于農(nóng)田利用的污泥，首先進(jìn)料選用來自城市污水處理裝置以及有機(jī)可生化處理污水處理裝置的有機(jī)生化污泥。如果不能避免則需要進(jìn)行預(yù)處理，分離出有毒有害以及重金屬含量后方可進(jìn)入。污泥無害化處理方式目前大多還是采用污泥干化去除大量水分，從液態(tài)或者半固態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)；對(duì)其進(jìn)行污泥消化，使污泥中含有的各類有機(jī)污染物進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化，減少惡臭味對(duì)空氣造成的污染，不僅可以對(duì)污泥組分穩(wěn)定化處理，還可以通過消化進(jìn)一步脫去污泥中含有的大量病原菌、寄生蟲（卵）和病毒，提高污泥的衛(wèi)生指標(biāo)；在對(duì)其進(jìn)行機(jī)械脫水后可以利用此類污泥含有豐富的各種微量元素，施用于農(nóng)田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進(jìn)作物的生長。進(jìn)一步處理的話，還可以根據(jù)不同土壤的需求，外加不同比例的氮磷鉀等肥料調(diào)節(jié)污泥的營養(yǎng)組分比例，按需配置土壤需求的不同肥料以實(shí)現(xiàn)其最大利用價(jià)值。

圖1 處理簡要流程

如果是各類型混合工業(yè)污泥，則首先對(duì)其分類分質(zhì)預(yù)處理，首先離心或沉淀拖出無機(jī)污泥部分，然后分離出有害重金屬部分，再經(jīng)過氣浮裝置脫出其中大量的含油污泥，剩余可生化部分進(jìn)行生化處理再無害化處理。

4 污泥處置案例分析

上海市白龍港污泥熱干化系統(tǒng)利用污泥消化處理產(chǎn)生的經(jīng)脫硫處理的沼氣，以天然氣作為備用氣源，對(duì)部分脫水污泥進(jìn)行流化床干燥處理后實(shí)現(xiàn)土地利用。運(yùn)行穩(wěn)定后無需外加能源，在提高脫水污泥含固率的同時(shí)最大限度地節(jié)約了能源消耗。

圖2 流程簡圖

2011年完成調(diào)試并通過功能測試，目前運(yùn)行良好。

5 未來如何綜合利用不同類型污泥有效處置探討

隨著工業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，今后將會(huì)在城市中形成規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)園區(qū)，針對(duì)大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)的污水處理必將不再是單一的處理模式，而是復(fù)雜的、多種處理方式、多套處理工藝并行的綜合性處理模式。由此而產(chǎn)生的將不再是單一的污泥，有可能存在多種污泥均同時(shí)存在的模式。

針對(duì)工業(yè)園區(qū)產(chǎn)生的不同污泥，如何最大限度利用其中蘊(yùn)含的有效組分以及能源值得深思：可以對(duì)其有效的分類處理，利用各類污泥的特點(diǎn)綜合考慮構(gòu)建合理的處理工藝網(wǎng)絡(luò)流程，有效利用污泥特性、不同處理設(shè)施以及各不同處理工段所副產(chǎn)能效。例如利用離心或沉淀裝置分離出無機(jī)污泥；利用氣浮裝置分離出含油污泥；有機(jī)污泥通過消化和干化成為有機(jī)肥料，用于農(nóng)田施肥，同時(shí)利用消化產(chǎn)生的甲烷等可燃?xì)怏w焚燒處理制藥產(chǎn)生的難降解污泥以及含油污泥，利用燃燒產(chǎn)生熱量進(jìn)一步用于污泥深度干化，干化過后的無機(jī)污泥可以用于加工免燒磚等建材構(gòu)建用于城市建設(shè)；干化后的有機(jī)污泥就可以作為高端農(nóng)用肥土地利用。

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