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城市污水厂污泥处理方法探讨

  摘要:从污泥资源化和环境保护的角度出发,阐述了城市水厂污泥种类与特性以及污泥处理的主要处理工艺和方法。
  关键词:城市污水处理厂;污泥处理;焚烧;卫生填埋;资源化
  
  随着我国对环境保护的日益重视,生活污水处理率的不断提高,城市污水处理厂大规模的建设运行,污泥的产量也大幅增加,污泥处理处置问题愈加突出,如不妥善处置,会产生臭味,滋生蚊蝇等问题,周围环境带来恶劣影响。目前,许多城市都在寻求将污泥进行妥善处理处置的方法。
  
  1 城市污水厂污泥种类与特性
  在城市污水处理中,产生的污泥主要为初沉污泥、剩余活性污泥及化学污泥。
  1.1初沉污泥
  初沉污泥是指初次沉淀池沉淀后排出的污泥。在正常情况下,初沉污泥为棕褐色,略带灰色。当发生腐败是,则呈灰色或黑色,有臭味。初沉污泥的PH值一般在5.5~7.5之间,平均为6.5左右,略酸性,含固率一般在2%~4%之间,取决于初次沉淀池的排泥操作。初沉污泥的有机成分一般在55%~70%之间。
  1.2剩余活性污泥
  剩余活性污泥是指活性污泥系统排出的污泥。剩余活性污泥外观为黄褐色的絮状物,有土腥味,含固率一般在0.5%~0.8%之间,取决于所采用的不同生化处理工艺。有机成分常在70%~85之间,与污水处理中是否设初沉池及泥龄的长短。剩余活性污泥的PH值在6.5~7.5之间,取决于污水处理系统的工艺及控制状态。当采用硝化工艺时,活性污泥的PH值有时会低于6.5。
  1.3化学污泥
  化学污泥是指物理处理工艺中形成的污泥,其性质与采用的药剂有关。一般来说,化学污泥池气味较小,且较易浓缩或脱水。由于其中有机成分含量较低,一般不需要污泥稳定处理。
  2 污泥处理方法
  根据“城镇污水处理厂污泥处理处置技术政策(试行)”的相关内容,污泥的最终处置方法有:污泥农用、卫生填埋、焚烧。
  
  2.1污泥农用
  污泥中含有大量植物生长所需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质),但污泥农用前须经过稳定化和无害化处理,不能直接利用。目前常用的污泥稳定化方法有厌氧消化、好氧消化、发酵、碱法稳定等。发酵(俗称“堆肥”)是生物稳定方式之一,可使污泥中的有机组分转化成最终产物。采用固态好氧发酵后的污泥达到了污泥稳定的要求。
  发酵一般分好氧和厌氧发酵。几乎所有的发酵工程系统都采用好氧发酵,好氧发酵是在有氧条件下,好氧微生物对废弃物进行分解、转化并生产出发酵产品的过程。微生物通过自身的生命活动,把一部分被吸收的有机物分解成简单的无机物,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,因发酵工艺中该热能不会全部散发到环境中,就必然造成发酵物料的温度升高,这样就会使一些不耐高温的病原菌及虫卵死亡,而达到无害化的目的。污泥农用常规工艺流程如下图1所示:
  
  
  该工艺的主要优势是充分利用污泥中的有机制,实现资源化,能产生一定的经济效益。但该方案占地较大,需将污水处理厂的湿泥长距离输运,运输量较大,且在运输过程中也存在遗洒导致的环境问题。
  2.2 污泥卫生填埋
  卫生填埋一般是指将一般废物填埋于不透水材质或低渗水性土壤内,并设有渗滤液、填埋气体收集或处理设施及地下水监测装置的填埋场的处理方法。污泥卫生填埋工艺流程如下图2所示:
  
  
  卫生填埋处理措施简单,但占地大、环境风险较大,随着时间的推移,适宜填埋的场所因城市污水处理厂的增加,产生大量的污泥,其填埋场地容量有限,对于用地紧张的城市不适宜采用。
  2.3 污泥焚烧
  污泥有较高的热值,干污泥(含水率10%)的燃烧值可达2800ka/kg,相当于0.47kg标准煤(热值6000kal/kg),干化后的污泥可供给工业锅炉作为替代燃料,污泥焚烧工艺流程如下图3所示:
  
  
  污泥焚烧的优势在于可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化,近年来焚烧法由于采用了合适的预处理工艺和焚烧手段,达到了污泥热能的自持,并能满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜于资源化利用的部分污泥。由于其在恶劣的天气条件下不需要存储设备,对于大城市因远离填埋场造成运输费用高的场合,使用焚烧处理是经济有效的。在所有的污泥处置方法中,焚烧方法产生的剩余物最少,焚烧的另一个优越性在于无异味;其缺点是成本高,是其他工艺的2~4倍,而且可能产生废气、噪声、震动、热和辐射。
  3 结论
  污泥处理应按照“减量化、稳定化、无害化”的原则,加强污泥处理的全过程管理,坚持“安全、环保”的原则,实现污泥的综合利用,回收和利用污泥中的能源、氮磷等资源物质,达到节能减排和发展循环经济的目的。因此,污泥的最终处置方案的选择应根据污泥成分、场地、市场、技术等多方面条件进行综合分析比较后确定。
  注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。



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