淺析城市給水廠污泥的處理

郭麗莉

摘? ? 要：在我們國(guó)家日益繁榮昌盛的今天，給水廠污泥伴隨著飲用水的生產(chǎn)而產(chǎn)生，產(chǎn)量巨大。我國(guó)給水廠污泥的處置方式正在由“直接排放到自然水體或城市污水系統(tǒng)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤懊撍恋靥盥瘛?。隨著經(jīng)濟(jì)水平提高和城市規(guī)模擴(kuò)大，污泥的產(chǎn)量在不斷增加，而我國(guó)土地資源不足，因此，科學(xué)回用給水廠污泥是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需求。

關(guān)鍵詞：城市給水廠;污泥;處理

1? 引言

眾所周知，水是人類賴以生存的重要資源之一。城市給水廠主要為城市居民生產(chǎn)飲用水，給城市居民帶來便利的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生大量污水，且占總凈水量的比重較大，高達(dá)7%，其中包含著過濾濃縮后的有機(jī)物等，以及一些在污水中殘存的凝固劑。其中過濾池的反沖洗廢水是水廠污水的主要來源，如果污水未經(jīng)處理而排放到自然水體中，不但會(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重污染，而且也容易造成水資源浪費(fèi)。在當(dāng)今世界水資源短缺、水體污染嚴(yán)重的狀況下，人們對(duì)廢水污泥處理也越發(fā)重視。

2? 污泥的來源及性質(zhì)

給水廠污泥主要來源于沉淀池和過濾反沖洗過程，二者中的泥量約占給水廠水量的（3.9～6.7）%，同時(shí)還有原水中的浮游生物、藻類的殘骸等，以及絮凝過程中添加的Al鹽、Fe鹽等各種絮凝劑組成。一般水廠污泥中以無(wú)機(jī)成份為主，有機(jī)成份含量較少。有研究表明，一般給水廠污泥中有機(jī)物質(zhì)量約為0.5g/L，化學(xué)需氧量約為0.08 g/L，另有國(guó)外文獻(xiàn)研究認(rèn)為，一座水廠（產(chǎn)水量2000m3/d）的污泥相當(dāng)于小城鎮(zhèn)[人口（0.5～0.7）萬(wàn)人]生活污水中的TSS含量，等于小鄉(xiāng)鎮(zhèn)[人口（0.15～0.2）萬(wàn)人]所排放污水化學(xué)需氧量的總量。

3? 城市給水廠污泥的處理

3.1? 濃縮池

濃縮是為了減少污泥的含水率，縮小污泥的體積，污泥濃縮有重力濃縮、氣浮濃縮、微孔濃縮、隔膜濃縮和生物浮選等方法，常用的是重力濃縮，排泥水在濃縮池內(nèi)所能濃縮的程度由濃縮時(shí)間和濃縮條件確定，一般含固率可達(dá)2%～10%，加石灰可達(dá)30%。在美國(guó)和日本，通常在濃縮池的刮泥設(shè)備上設(shè)置立桿，當(dāng)刮泥機(jī)旋轉(zhuǎn)刮泥時(shí)，立桿對(duì)上部污泥進(jìn)行攪拌，加速濃縮速度，提高出泥含固率。

3.2? 衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋方式是將給水廠污泥進(jìn)行脫水壓縮過程形成泥餅，然后與城鎮(zhèn)垃圾處理站中的生活垃圾一起填埋，同時(shí)，也可作為垃圾的覆蓋土壤。給水廠脫水泥餅的土質(zhì)一般能夠達(dá)到衛(wèi)生填埋的要求，同時(shí)也能恢復(fù)填埋垃圾處的土壤利用，保證土地的可用價(jià)值。衛(wèi)生填埋畢竟是一種較為消極的處理方法，污染物的滲透性和重金屬濃度是土壤生態(tài)環(huán)境尤為重要的影響因素。在國(guó)內(nèi)目前的形勢(shì)下，衛(wèi)生填埋是唯一大范圍應(yīng)用的處理方法。相比其他處理手段，具備節(jié)省開銷，運(yùn)行簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，得到廣泛的給水廠的青睞。但是，需要填埋的地點(diǎn)距城市較遠(yuǎn)，運(yùn)輸污泥會(huì)產(chǎn)生高額的費(fèi)用;與此同時(shí)不易于填埋點(diǎn)的管理與控制，最終會(huì)破壞周圍的土壤環(huán)境。如今這種方式已經(jīng)開始減少。

3.3? 污泥預(yù)處理

污泥的比阻較大，直接脫水較困難，因此要進(jìn)行預(yù)處理。污泥的預(yù)處理可分為物理預(yù)處理和化學(xué)預(yù)處理。物理預(yù)處理有加熱預(yù)處理和冰凍處理。加熱可以降低液體的粘滯系數(shù)，冷凍可以使水通過冰晶體的形式與固體分離?；瘜W(xué)預(yù)處理有加酸處理、加堿處理、加高分子絮凝劑處理等幾種。目前最常用的是加高分子絮凝劑（如聚丙烯酰胺），其投量取決于它的類型、污泥的性質(zhì)、pH值及濃度等。

3.4? 對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理

對(duì)污泥進(jìn)行處理的關(guān)鍵要素就是脫水處理，這樣可以很大程度上縮小污泥的體積，同時(shí)要求污泥在脫水后固體含量必須在20%以上，這樣能便于運(yùn)輸。對(duì)污泥進(jìn)行脫水的方法主要也有兩種，分別是運(yùn)用自然脫水和機(jī)械脫水，尤其是機(jī)械脫水，需要考慮的因素有：對(duì)脫水污泥的特性研究、脫水的成本、對(duì)脫水工程的造價(jià)、管理人員要求等，必須要經(jīng)過綜合評(píng)定才能確定脫水方案。根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益與性能，用加壓過濾與離心機(jī)兩種同時(shí)對(duì)污泥進(jìn)行脫水是比較合理的選擇，近幾年我國(guó)城市給水污泥處理大多是用離心脫水辦法。

4? 脫水泥餅的資源化應(yīng)用

4.1? 脫水泥餅作農(nóng)用肥料

給水廠處理后的污泥含水率一般為70%。這些污泥中含有粘土、腐殖質(zhì)以及其他懸浮物，肥效很低。當(dāng)適量的污泥施用于土壤時(shí)，一方面由于污泥中含有結(jié)晶水的金屬氧化物可吸附痕量金屬，所以可減少土壤中游離的有害痕量金屬量;另一方面，污泥中大量的氫氧化鋁或氫氧化鐵吸附土壤中的磷，使得土壤中的磷含量降低，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)不利。當(dāng)污泥施用量小于20t/hm2時(shí)，不會(huì)對(duì)農(nóng)作物和環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。

4.2? 建材利用

給水廠污泥經(jīng)過高溫焚燒后形成的干污泥可作為建筑材料，國(guó)內(nèi)外都存在大量以給水廠污泥作為建筑原料的例子。采用給水污泥灰作為制備輕質(zhì)混凝土的材料，實(shí)驗(yàn)所得到的混凝土在單位重量、強(qiáng)度、隔熱性能和耐火性方面滿足輕質(zhì)混凝土的物理要求，從而表明污泥可作為一種合適的且具有潛力的輕質(zhì)混凝土材料來源。采用重慶市某給水廠污泥、粉煤灰、黏土為原料生產(chǎn)混合磚的試驗(yàn)，結(jié)果表明在混合磚原料中摻入體積為30%～45%的給水廠污泥，最終磚成品符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)，這種方式可節(jié)省黏土資源且解決了大量粉煤灰廢渣，達(dá)到了以廢制廢的目的。通過以某給水廠污泥制備高強(qiáng)度陶粒的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下的產(chǎn)物為輕集料范疇的陶粒，大大小于石子的容重，完全可以代替石子應(yīng)用到建材領(lǐng)域。污泥應(yīng)用于建筑行業(yè)在節(jié)約了其他原料以及保護(hù)了土壤的同時(shí)解決了污泥處置問題。但由于污泥的化學(xué)性質(zhì)容易發(fā)生改變，進(jìn)而可能對(duì)成品的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，另外污泥中有機(jī)物在燒制過程中可能會(huì)產(chǎn)生二次污染的有害氣體，所以給水廠污泥用于實(shí)際應(yīng)用還需不斷的探討。

目前污泥的資源化利用尚處在實(shí)驗(yàn)性研究階段。在粉煤灰-粘土磚生產(chǎn)中，摻入體積比為30%～45%的給水污泥（含水率為60%～80%），燒制成品的性能可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5101—98;給水廠污泥做填埋場(chǎng)覆蓋材料的試驗(yàn)結(jié)果證明：給水廠污泥在一般的填埋場(chǎng)壓實(shí)設(shè)備的操作壓力下防滲性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);污泥中的重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，并不減損封場(chǎng)后填埋場(chǎng)土地的農(nóng)用價(jià)值;穿透污泥覆蓋層的雨水所含的污染物不會(huì)對(duì)填埋場(chǎng)的滲濾液處理能力造成沖擊。污泥的資源化應(yīng)用還存在諸多問題，比如污泥性質(zhì)的不確定性給產(chǎn)品造成的質(zhì)量不穩(wěn)定，制造過程的復(fù)雜性和制造成本高等，還有待于研究。

4.3? 再生鐵鹽

鐵鹽混凝劑也是給水廠常用的凈水劑。經(jīng)過使用后，鐵鹽混凝劑混合大量雜質(zhì)變成沉淀物，回收沉淀物中的鐵鹽，是目前給水廠面臨的課題。采用酸來再生鐵鹽，需要將沉淀污泥的pH值降到1.5～2.0。該法用酸量大，處理成本高，如何進(jìn)一步降低處理成本，還需要尋求更便捷的方法。

5? 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展，給水廠數(shù)量與日俱增，給水廠產(chǎn)生的污泥量數(shù)目較為龐大，為了保證城市給水廠污泥得到有效的處置，需包含多個(gè)高成本且復(fù)雜步驟和環(huán)節(jié)，因此，關(guān)于給水污泥處理及再生資源的有效利用的研究還需進(jìn)一步加深。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 程雪莉.給水廠污泥資源化利用研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2014.