市政污泥處理新技術(shù)的應(yīng)用及資源化途徑探索

文_李淮東 馮力 侯亞紅 北控（杭州）生態(tài)環(huán)境投資有限公司

1 污泥處理現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升，對(duì)污泥處理提出更高的要求。“十二五”期間，全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施中，主要規(guī)劃任務(wù)投資總計(jì)4271億元，其中新建污泥處理處置投資347億。我國(guó)使用的傳統(tǒng)污泥處置方法存在著一定的不足，無論是污泥處理質(zhì)量，還是在具體處理過程中對(duì)環(huán)境的影響，都無法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。污泥填埋技術(shù)是20世紀(jì)盛行的技術(shù)，經(jīng)過多年發(fā)展和應(yīng)用后已經(jīng)相對(duì)成熟，該技術(shù)的投資少、容量小，可以一起填埋生活垃圾和工業(yè)廢物，但是隨著污泥數(shù)量的不斷增加，對(duì)土力學(xué)性質(zhì)要求更加嚴(yán)格，大大增加了填埋選址工作難度。此外，一些城市產(chǎn)生的污泥中含有大量的微量元素、有機(jī)物，可以達(dá)到改善土壤結(jié)構(gòu)，提升土壤肥力的目的，但是同時(shí)污泥中包含著大量的有害、有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)的降解難度高，如果將沒有經(jīng)過有效處理的污泥利用到土地上，不僅不會(huì)改善土壤，而且會(huì)加重水環(huán)境污染和土地環(huán)境污染。從中可以看出，傳統(tǒng)的污泥處理方法無法滿足新形勢(shì)發(fā)展需求，發(fā)揮的污泥處置效果并不明顯，在這種情況下必須積極創(chuàng)新污泥處理技術(shù)，探究和分析污泥處置資源化途徑。

2 污泥處理基本原則以及技術(shù)方法

2.1 污泥處理基本原則

在具體污泥處理和資源化利用中，要積極遵循綠色環(huán)保、安全可靠、循環(huán)利用等原則。將綠色環(huán)保作為基礎(chǔ)性原則，循環(huán)利用則作為要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，深入思考如何節(jié)能降耗，滿足污泥處理安全可靠的客觀要求。在制定污泥處理方案的過程中，要針對(duì)污泥處理的具體特點(diǎn)，將階段性預(yù)案、永久預(yù)案和應(yīng)急預(yù)案有機(jī)結(jié)合，從而出現(xiàn)任意放置污泥的現(xiàn)象，保證環(huán)境的安全性與環(huán)保性。同時(shí)，結(jié)合具體的污泥處理要求選擇相應(yīng)的、成熟的污泥處理技術(shù)，嚴(yán)格評(píng)測(cè)新技術(shù)，保證新技術(shù)安全后方可使用。

2.2 技術(shù)方法

污泥處理的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用、減量化和安全處理，降低處理成本，防止二次污染，資源化利用可以回收污泥中的養(yǎng)分和有機(jī)物。在污泥處理和資源化利用的制定中，要注重當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際、周邊環(huán)境、污泥的泥質(zhì)質(zhì)量。對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，資源化利用應(yīng)該是污泥處置的核心目標(biāo)，而對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后的地區(qū)，要以無害化、穩(wěn)定處理作為主要的處理目標(biāo)，并深入思考污泥資源利用的可行性，從根本上提升污泥的利用水平。在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，污泥可用于制造建筑材料。如果經(jīng)濟(jì)條件不允許，應(yīng)采用填埋場(chǎng)有效處置污泥。

3 污泥處理技術(shù)

3.1 污泥原位減量技術(shù)

污泥原位減量技術(shù)主要是指減少污水處理中的細(xì)胞合成量，提高微生物的內(nèi)源呼吸能力，有效分解微生物，減少剩余污泥的產(chǎn)生量。從本質(zhì)上講，原位減泥技術(shù)與污泥減容技術(shù)有顯著區(qū)別，后者通過降低污泥中的含水量來減少污泥體積。過去，許多廢水處理技術(shù)通過增加曝氣時(shí)間和減少污泥產(chǎn)生量來提高微生物氧化率，但是應(yīng)用該種方法會(huì)大大增加曝氣量。近年來，人們積極分析和研究基于生物捕食和內(nèi)源代謝理論的污泥原位減量技術(shù)，增強(qiáng)污泥減量效果。因此，要不斷改善和優(yōu)化污泥處理技術(shù)，確保符合污泥處理的基本要求。蚯蚓原位污泥處理技術(shù)是利用傳統(tǒng)的污泥處理系統(tǒng)，在生化池中加入適量的蚯蚓，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)中的生物鏈，增加物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，充分利用 水體中的水。在污泥處理中，可以充分發(fā)揮蚯蚓和微生物的作用，達(dá)到污泥原位減量的目的。

3.2 污泥減容減量技術(shù)

污泥減容的最終目的是減少污泥中的水分，縮小污泥的體積，降低污泥的含量。整個(gè)過程中，污泥中生物固體的數(shù)量幾乎沒有變化。污泥減容技術(shù)的處理過程主要包括污泥脫水和污泥濃縮。污泥濃縮的最終目的是降低污泥間隙水的實(shí)際含量。污泥脫水的最終目的是減少附著在污泥表面的水和毛細(xì)管水。 從技術(shù)原理上看，污泥濃縮脫水方法主要有離心脫水、機(jī)械濃縮等。在今后的研究工作中，應(yīng)以降低電耗和藥劑消耗為重點(diǎn)，盡量減少污泥中的水分。在機(jī)械脫水過程中，要保證出水方向與污泥壓實(shí)方向的一致性。通過不斷增加壓力來增強(qiáng)壓密性。但是由于在具體處理中會(huì)慢慢堵塞流道，所以只使用以前的機(jī)械脫水技術(shù)，就會(huì)大大降低污泥的含水量。

為了增強(qiáng)脫水效果，近幾年不斷應(yīng)用真空、射流、電滲透等技術(shù)，并建設(shè)了一些示范工程。其中，電滲脫水主要利用污泥中的蛋白質(zhì)、細(xì)菌等帶電物質(zhì)。在電場(chǎng)的作用下，帶電粒子分散在介質(zhì)中并產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)。電滲脫水技術(shù)是利用點(diǎn)狀顆粒進(jìn)行電泳操作，達(dá)到污泥深度脫水的目的。在特定的電滲過程中，污泥絮體的流動(dòng)方向與水的流動(dòng)方向相反，水不經(jīng)過泥縫即可流出。因此，在電滲脫水技術(shù)的具體應(yīng)用中，壓實(shí)后的污泥不會(huì)產(chǎn)生阻力，脫水效率也會(huì)大大提升。

3.3 污泥干化技術(shù)

污泥干化技術(shù)主要是指污泥脫水完成后，利用熱能降低污泥的含水量。經(jīng)干燥處理后，污泥含水率可控制在10%以內(nèi)。污泥干燥是一個(gè)能量?jī)粝牡倪^程，會(huì)需要耗費(fèi)大量的費(fèi)用，為此相關(guān)工作人員要重點(diǎn)開發(fā)節(jié)能污泥干化處理技術(shù)。近幾年，污泥干化處理技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，首先，使用生物質(zhì)能和太陽能來干燥污泥。其次，優(yōu)化干燥機(jī)，改進(jìn)反應(yīng)器。最后，污泥干化處理技術(shù)包括多種類型，如生物干化技術(shù)、熱泵干化技術(shù)、水熱干化技術(shù)等。

3.4 污泥焚燒技術(shù)

污泥焚燒技術(shù)是一種減量技術(shù)。通過焚燒污泥，可以減少污泥的體積，焚燒后的產(chǎn)品是一種非?？煽康幕以梢詰?yīng)用于實(shí)際的建材生產(chǎn)。實(shí)際焚燒過程中產(chǎn)生的熱量可用于實(shí)際污泥干化處理，從而最大程度地降低能耗，是大城市常用的污泥處理技術(shù)。由于污泥焚燒規(guī)模大、工藝流程復(fù)雜、建設(shè)成本和實(shí)際運(yùn)行成本高，為此該技術(shù)在實(shí)際的推廣和應(yīng)用中會(huì)遇到很多困難。為了降低污泥處理設(shè)施的建設(shè)成本和實(shí)際運(yùn)營(yíng)成本，相關(guān)部門和工作人員要使用鍋爐協(xié)同焚燒現(xiàn)有的污泥。

4 資源化途徑

4.1 污泥土地利用

污泥的土地利用包括土地改良、園林綠化和農(nóng)業(yè)用地，是污泥氮、磷、鉀等養(yǎng)分的主要資源化利用方式，提倡污泥無害化處理，符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

4.2 污泥建材利用

污泥建材利用主要包括制磚、制水泥添加劑等等。在污泥建材利用過程中，要防止在生產(chǎn)或者使用中出現(xiàn)二次污染現(xiàn)象。

4.3 污泥焚燒

污泥焚燒包括利用過濾焚燒、單獨(dú)焚燒、與垃圾混合在一起焚燒等等。在污泥焚燒前，工作人員要充分調(diào)查本地區(qū)可以利用的垃圾焚燒、熱電等實(shí)際狀況，鼓勵(lì)利用現(xiàn)有的窯爐協(xié)同焚燒，從而減少污泥處置設(shè)施的投資量。

4.4 污泥填埋

如果污泥質(zhì)量不適合土地利用且不具備焚燒條件，則可采用填埋處理。需要注意的是，在污泥填埋前要做穩(wěn)定化處理工作，合理應(yīng)用石灰穩(wěn)定等工藝，通過添加粉煤灰改善處理污泥，保證處理后的泥質(zhì)與相關(guān)規(guī)定和要求相符。在污泥填埋處理中，應(yīng)主要考慮垃圾填埋氣的利用和收集，盡量減少溫室氣體的排放。

5 結(jié)語

污泥處理及資源化利用是全球共同關(guān)注的話題，近幾年我國(guó)污泥處理技術(shù)顯著發(fā)展，建立了一批示范性工程，并為污泥問題的解決提供了技術(shù)支持。在實(shí)際污泥處理中，相關(guān)部門和工作人員要不斷改善和創(chuàng)新污泥處理技術(shù)，擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用范圍，從整體上提升污泥處理水平。