浅谈污水处理厂污泥处置方式的选择
浅谈污水处理厂污泥处置方式的选择
董宏伟(辽宁省城乡建设规划设计院 沈阳 1 1 0006)
摘要：污水在处理过程中，会产生一定数量的有机污泥，这些污泥必须得到有效处置，目前可行的污泥处置方式有：卫生填埋、土地利用、制作建材、焚烧。卫生填埋方法操作相对简单，处理费用不高；在资源化方面，土地利用和制作建材具有一定优势；焚烧是最彻底的污泥处理方法。
关键词：卫生填埋 土地利用 制作建材 焚烧
中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1672—3791(2011)02(c)一0148—0
随着国民经济的发展，工业废水和生活污水的排放量日益增加，为保护生态环境，保护人民的身体健康，提高水环境质量，污水必须经过净化处理后才能排放。污水在处理过程中，会产生一定数量的有机污泥，城市污水处理厂排放的污泥颗粒很细，富含有机质，污泥中含有各种病原体和各类重金属，长期堆放必将造成对环境的二次污染。含水量为80％左右时有明显的弹性，其黏结性很好，如果直接送往城市生活垃圾处理场进行填埋会严重影响垃圾处理场的正常运行管理，若污泥得不到有效处置，污泥则容易腐烂发臭，会严重影响当地环境质量，造成二次污染。因此，污水厂污泥必须得到有效处置，因地制宜地寻找污水厂污泥处置的最终出路已刻不容缓。
1 目前可行的污泥处置方式
1．1卫生填埋
由于卫生填埋方法操作相对简单，处理费用不高，将脱水污泥直接运到垃圾填埋场进行卫生填埋曾是我国大多数污水处理厂选择的污泥处置方式。但是在实际运行过程中发现，脱水泥饼直接填埋本身是对资源的严重浪费，此外，还可能对填埋场形成诸多困难。
(1)填埋场一般是一层垃圾一层覆土，然后进行碾压，以确保更好的空间利用。污泥的高含水率、高粘度经常使得碾压机械打滑甚至深陷其中，给填埋操作带来困难。
(2)污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡，成为人为的“沼泽地”，给填埋场带来极大安全隐患。
(3)污泥的高含水率大大增加了填埋场渗滤液处理量，由于污泥细小，经常堵塞渗滤液收集系统和排水管，加重了垃圾坝的承载负荷，给填埋场安全和管理带来困难。清理收集系统的费用极为昂贵。
(4)填埋资源有限，必然导致填埋成本的上升。目前国内卫生填埋场每m 库容工程投资约为505 ，更重要的是适合建设填埋场的土地非常稀有，因此脱水污泥直接填埋是对填埋资源的极大浪费。
考虑到污泥是一种资源，一些国家开始限制污泥的直接填埋，填埋成本的上升，引发了人们深度处理污泥、减量和资源化的市场需求。这些限制包括：污泥填埋的含水率必须小于40％；有机质含量低于30％。为满足上述要求，一般需对脱水污泥再进行以污泥干化为主要技术手段的后续处理。在我国综合考虑各种处置方法的成本、对环境可能产生的影响及目前我国的实际情况，对污泥进行填埋处置可能是未来一段时期我国污泥处置的一种方法。
1．2土地利用
经检测，城市污水厂污泥肥效对比典型的农家厩肥有明显优势。根据表1，污泥中农作物生长所必须的氮、磷、钾等元素都远高于农家厩肥，有机成分也较之高。(如表1)。
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施用有机肥的主要优点有：改良土壤，提高耕地生产能力；提高化肥利用率；提高农作物产量，改善农作物品质；增强微生物活性。但是，由于有机肥肥效释放慢，养分含量低，施用数量大，且当年利用率低，在作物生长旺盛、需肥多的时期，往往不能及时满足作物的需求，所以需要与无机肥料配合施用。制备有机无机复合肥料是解决以上矛盾的最佳有效途径。
堆肥技术是污泥农用的主要手段。由于好氧堆肥具有发酵周期短、无害化程度高、卫生条件好、易于机械化操作等特点，故国内外用垃圾、污泥、人畜粪尿等有机废弃物制肥的工厂，绝大多数都采用好氧堆肥。好氧堆肥过程是通过好氧性微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物转化成富含植物营养物的腐殖质，反应的最终代谢物是CO，、H，0和热量，大量的热量使物料维持持续高温，降低物料的含水率，有效地去除病原体、寄生虫卯和杂草种子，使污泥达到减量化、稳定化、无害化、资源化目的。
污泥堆肥的主要缺点有：处理时间长，处理、储存、缓冲区占地面积很大；自动化程度相对较低，人工成本相对较高；污泥堆肥过程中需要对臭味进行处理。
1．3制作建材
污泥含有大量无机质，在处理后也可以作为建材的原料。这种资源化利用方案还在不断尝试中。污泥建筑材料利用方式主要有制砖、制水泥、制纤维板等。目前应用较多的是制砖。污泥制砖的方法有两种，一种是用干化污泥直接制砖；另一种是用污泥焚烧灰制砖。用干化污泥直接制砖时，应对污泥的成分作适当调整，使其成分与制砖粘土的化学成分相当。制砖粘土要求的化学成分为SiO，：56．8％～88．7％；A1，O，：4．0％ ～ 20．6％ ；Fe2O3：2．0％ ～6．6％ ；CaO ：0．3％～13．1％；MgO：0．1％～0．6％；其他0～6．0％ 。
用污泥焚烧灰制砖，焚烧灰的化学成分与制砖粘土的化学成分是比较接近的。制坯时加入适量的的粘土与硅砂。最适宜的配料比约为焚烧灰：粘土：硅砂=100：50：(1 5～20)。由于增加了污泥焚烧工序，使成本增高，操作管理难度增加，因此常用干化后的污泥制砖。
污泥制生化纤维板，主要是利用活性污泥中所含粗蛋白与球蛋白，在碱性条件下，加热、干燥，加压后，会发生一系列的物理、化学性质的改变，称为蛋白质的变形作用，从而制成活性污泥树脂，与经漂白、脱脂处理的废纤维(主要是棉、毛纺厂的下脚料)压制成板材，即生化纤维板。
1．4焚烧
污泥具有一定的热值，每公斤干污泥热值为8MJ～1 5MJ。污泥的焚烧必须首先进行干化或半干化，在引燃时添加少量辅助燃料，其后可以达到自燃。采用先进的热交换系统，可以依靠污泥焚烧所产生的热能进行干化，其热量可以满足大部分甚至全部干化的需要。未经干化或半干化处理的污泥焚烧由于过多的水份将难以点燃，其热量平衡为负数，即必须添加燃料才能维持焚烧。以焚烧为核心的处理方法是最彻底的污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，最大程度地减少污泥体积。污泥焚烧产生的焚烧灰具有吸水性、凝固性，因而可用来改良土壤、筑路等。但是其处理设施一次性投资大，处理成本昂贵，焚烧后会产生有毒有害气体，必须配套完备的尾气净化设施，我国目前的经济能力决定了这一处置方式难以推广，对于大城市有些因远离填埋场而造成运输费用过高，使用焚烧法处置才有一定意义。另外公众对焚烧技术的接受程度较低，主要指可能对身体健康造成危害的高风险心理负担。
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