城市污水处理厂污泥处理处置技术的发展方向探讨

摘要：城市污水是影响城市环境的重要因素，对城市污水的有效处理是现代城市建设不可或缺的因子。加强城市污水处理，可以改善城市环境，实现对城市环境工程建设有效的管理和促进，因此，有关部门应该加强对污水处理厂污泥处理处置技术研发和应用管理，以更好的使污水处理服务于城市建设。

关键词：污水处理厂；污泥处理处置技术；发展方向

中图分类号：U664文献标识码： A

引言

我国污水污泥处理与利用技术远远落后于污水处理技术的发展，成为制约我国生态环境发展的前沿问题。污水污泥作为污水处理过程中的污染产物，是一种潜在的危险物质，其中富含有机物、重金属、致病微生物等有害物质，带来日益严重的环境污染问题。如何将产量巨大、成分复杂的污泥进行妥善安全地处理处置，使其减量化、无害化、资源化，已成为环境界深为关注的重大课题。

一、目前城市污水处理现状

虽然我国经济实现了较快的发展，但是我们必须看到我国的总体社会水平还处于一个比较落后的状况，各种生产技术还相对滞后，导致了我国的城市化发展进程比较缓慢。这种情况下，有关部门必须要加强对我国城市基础建设的重视，其中污水的处理也是一项不可忽略的重要工作，因为城市的污水如果处理不当，将会严重的影响我国的城市化进程和其他生产领域的发展。因为污水处理不仅关系到城市的环境，城市居民的健康，还关系到城市的规划和建设问题。目前我国的基础设施的建设相对于各种建筑工程来说还处于一个比较滞后的状况，也就是说虽然我国的城市建筑项目很多，工艺革新很快，但是我国的城市基础设施的建设还远没有同其相适应，而是制约了我国城市的发展，所以，有关部门为了更好的推动城市的全面发展，必须重视基础设施的建设。就城市的污水处理来说，我国的六百个城市中，大约有五分之一的城市具有较为完善合理的城市污水处理设备和系统，也就是说大部分的城市是没有相应的污水处理的设备和系统的，无法有效的对城市生产和生活过程中产生的各种污水进行有效管理，导致了资源的浪费和环境的破坏[1]。

二、各种污泥处置技术的应用情况与方案比较

国际污水处理行业对污泥的处置已有 60 多年的历史，大多数国家的污泥处置较多采用焚烧、填埋、堆肥农用和投海等实用性方法。据美国环保署估计,在其 15300 个城市污水处理厂中，年产干固体污泥约 769104 t，其中 45% 用于农、林业，21% 进行填埋，30% 投弃海洋 (现已禁止)；焚烧法由于能耗高，所以只占3% 。在日本,55% 的污泥进行焚烧，35% 的污泥进行填埋，约 9% 的污泥进行农田利用。在大多数发展中国家，土地利用和填埋仍是污泥处置的主要途径，而随着可填埋范围的日益减少，土地利用将是一个主要的发展方向。

三种主要污泥处置方法比较表

我国是一个发展中国家，又是一个农业大国，城市污水厂污泥的土地利用应是一个重要的途径每一种污泥处置方法都有其不足的一面，如填埋易造成二次污染，而且随着泥量的增长，填埋场地越来越有限；焚烧工艺能较大幅度地减少有害物质和缩小废物体积，但其缺点是高成本和可能产生的污染(废气、噪声、震动、热和辐射)，严重影响了在我国的处置使用；而堆肥农用又由于污泥中可能含有的一些致癌物质和重金属化合物，人、动物、植物长期接触后会造成慢性中毒，去除这些有害物质往往需要很高的成本，这使得此种处置方式尚未得到普遍的推广[2]。

三、城市污水处理厂污泥处理技术

1、污泥浓缩

污水处理厂和工业污废水初次沉淀池产生的污泥含水率在 97% 左右，生物处理二次沉淀池产生的污泥含水率在 99.5% 左右，污泥体积很大，比重接近于水，首先应进行污泥浓缩处理，以减小污泥体积，减轻后续处理构筑物体积，减少投资。浓缩处理后污泥体积可减少一半，含水率降低 98% 左右。污泥浓缩技术有污泥的重力浓缩、机械浓缩。重力浓缩有间歇式处理和连续式处理，小型污水处理采用间歇处理，大型污水处理厂一般采用连续式污泥浓缩池。机械浓缩有离心浓缩技术、气浮浓缩技术。重力浓缩特点为运行成本较低，运行维护简单。机械浓缩相反，运行维护要求较高，投资成本大。

2、污泥厌氧消化

污泥经浓缩处理后需进行消化处理，使污泥稳定化、减少污泥中有机物含量。国家规定大型污水处理厂需配套污泥消化处理工艺。污泥厌氧消化采用封闭式构筑物进行污泥处理，消化处理后产生可燃气沼气，可用于锅炉燃料，电厂发电等。

3、污泥的好氧消化

污泥好氧消化是在提供空气或氧气的条件下进行污泥稳定处理的工艺，相比较与污泥厌氧消化，主要特点是耗能大，不产生可利用的沼气，非密闭条件对周围环境空气影响较大，一般情况下很少采用此项工艺。

4、污泥脱水

经浓缩消化处理过的污泥含水率还在 90% 以上，不利用最终处置，应进行污泥的脱水处理，脱水后污泥含水率降为 75% 左右，为半固体状态，方便运输。污泥脱水常采用机械脱水，采用设备有带式压滤机、板框 （厢式） 压滤机及离心脱水机。带式压滤机特点是工作连续，产泥量大，适合水量较大的处理厂；板框压滤机间歇工作，产量较小，适合水量较小的场合；离心脱水机投资成本较高，运行成本及维护相对于前两种设备都较大，适用场合受到限制。一般污水处理厂采用的都是带式压滤机。污泥自然干化处理为采用自然蒸发及渗透工艺进行脱水，一般考虑在有较大利用的土地地方使用，同时受到当地自然环境影响，使用场合较少[3]。

5、污泥填埋

污泥经脱水处理后，含水率达到填埋要求后，可进行卫生填满，与生活垃圾一起进行最终填埋处置。

6、污泥堆肥

污泥中含有 N、P、K 等微量元素，经堆肥处理后可用于农田肥料，达到污泥资源化利用。污泥堆肥处理在堆肥处理厂进行，在添加其它物质进行一系列的调理后进行堆肥处理，堆肥后污泥中的细菌病毒在高温下被杀死，有机物达到稳定，再经过后处理即可包装上市。

7、污泥焚烧

焚烧工艺对污泥处理较为彻底，焚烧后产生残渣量少，有机物分解完全。污泥焚烧可与其它垃圾混合燃烧，也可自持燃烧。污泥焚烧后炉渣按一般工业固体物进行处理，烟气经收尘处理后的飞灰按危险废物进行处理。

四、隧道式好氧堆肥技术的应用

隧道式好氧堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时，伴有热量产生，因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明，好氧分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解，同时释放出大量的能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。

1.1 起始阶段

不耐高温的细菌分解有机物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同时放出热量使温度上升，温度可达 15~40℃。

1.2 高温阶段

耐高温细菌迅速繁殖，在有氧条件下，大部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解，同时放出大量热能，使温度上升至60~70℃。当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止。堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在 40℃，堆肥基本达到稳定，形成腐植质。

1.3 熟化阶段

冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物（包括死后的细菌残体）而生长，将堆肥过程最终完成。

五、城市污水处理厂污泥处理处置的新方向

污泥处理单元工艺有污泥浓缩、消化、脱水及堆肥、填埋、焚烧等，在进行污泥处理时，几种单元工艺共同使用，才能达到最终较好的结果，才能符合污泥减量化、无害化、资源化的基本原则。小型污水处理厂污泥处理工艺是污泥浓缩、污泥调质脱水、污泥外运处理；大型污水处理厂增加污泥消化环节，一方面污泥处理较彻底，另一方面可回收大量沼气。2012 年国家先进污泥处理技术有：

1、微生物法源头减量 + 调质深度脱水 + 资源化焚烧处理处置技术；特点是采用特种菌群在水处理中将污泥减量化，后经脱水后干化焚烧。污泥减量 95% 以上，无二次污染，适用于市政及工业污泥处理处置；污泥高压隔膜压滤脱水，此项技术采用的是隔膜式压滤机，较一般压滤机出泥含水率大大降低，能达到 60% 左右，目前市场上有此项技术的设备；

2、污泥热解法稳定化处理技术；技术特点采用水热处理技术，将难脱的细胞水转化为自由水，后经重力浓缩及机械脱水，含水率降至 50% ，最后采用厌氧发酵处理脱水废液回收沼气。污泥减容率大于 90% ，适用于城市污水处理厂污泥；污泥加钙处理技术，通过在脱水污泥中投加石灰混合，放出热量杀灭细菌，降低含水率，钝化重金属。污泥处理后可用于填埋场覆土材料，建筑材料；

3、分级厌氧消化技术；技术采用与餐厨垃圾混合厌氧发酵的工艺，回收沼气，有机物降解 70% 。适用于市政，工业污泥，餐厨垃圾和粪便的有机固体综合处理螺旋回转式干化机，可将污泥含水率从 80% 干化至 50% 以下，后经焚烧处理；

4、水蚯蚓原位消解污泥技术。采用的是污泥联合处理技术，该技术采用生态学食物链的延伸工艺，投放水蚯蚓捕食水中污泥，实现减量化，减量达到 50% ~80% ，适用于城镇生活污水处理。其它污泥处理处置技术。污泥自动化堆肥技术，通过对堆肥过程的自动化控制，实现工业自动化生产，主要着重在控制技术上。

结束语

污泥处理在污水处理厂投资比重较大，相比污水处理投资要大，很多污水处理厂只重视污水处理，弱化了污泥处理，但随着污水处理厂建设数量增多，污泥的高产量已经成为一个无法避免的问题，现如今污泥大部分还是通过简单填埋处置，在资源化方面做得还比较少。国家鼓励污泥在堆肥、焚烧等技术方面的研发及实施。

参考文献

[1]. 黄会斐;周佳恒.杭州城镇污水处理厂污泥处置对策[J].环境保护.2010(12)：123-123.

[2]. 陆树立.我国城镇污水处理厂污泥处置问题研究[J].环境研究与监测.2009(03)：69-70.

[3]. 周鑫根.浙江省“十二五”城镇污水处理厂污泥处置规划介绍[J].给水排水.2010(10)：108-109.