试论城镇污水处理厂污泥处置与资源化利用

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　　摘  要：当a今社会，城镇化进程的大幅度推进，产业集成化、规模化的发展特征与城市居民生产、生活要求的逐步上升，使得城镇需要处理的污水量不断上涨。对污水处理阶段的衍生物污泥进行无害化、环保性、资源化转化，已经成为现阶段城镇提升污泥处理整体效率、保证城镇健康生活环境的关键所在。在此基础上，文章从当前污泥资源化处理的原则与技术标准出发，对几种污泥处置创新技术进行系统的介绍。
　　关键词：原位减量;干化技术;土地利用
　　中图分类号：X703         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）26-0077-02
　　Abstract： In today's society， due to the substantial promotion of the process of urbanization， the integrated and large-scale development of industry， and the gradual rise of the requirements of urban residents for production and living， the amount of sewage that cities and towns need to deal with is increasing. The harmless， environment-friendly and resource-saving transformation of derivative sludge in sewage treatment stage has become the key to improving the overall efficiency of sludge treatment and ensure a healthy living environment in cities and towns at the present stage. Thus， based on the current principles and technical standards of sludge resource treatment， this paper systematically introduces several innovative technologies of sludge disposal.
　　Keywords： in situ reduction; drying technology; land use
　　污泥屬于污水处理阶段产生的具有污染性质的物质，成分包含有机物、氮磷钾等物质，成分较为复杂。现阶段，由于城镇用水量的增加，对污泥的处理也成为污染治理的重要工作任务，需要政府相关部门予以重视。
　　1 当前阶段在城镇全面落实污泥处置工作的指导原则与技术选择
　　1.1 污泥处置的指导原则
　　在城镇范围内开展污泥处置，将污泥转化为利用资源，是现阶段实现资源再利用、维护城镇居住环境的重要工作。为进一步保证污泥处置工作的规范性与效率性，在日常污泥处置过程中，应该以安全、环保、绿色、可持续原则为指导，保证污泥处置工作的安全性，因地制宜，选择兼具经济性与环保性的技术手段。安全、环保工作原则作为污泥管理工作的基本原则，同时，也是技术应用的主要要求。在具体的污泥处置方案制定过程中，相关部门应充分考虑资金成本、技术手段、资源配置以及污泥数量等，按照阶段性的处置特点，制定长效规划目标、阶段性处置任务以及应急性预案。除此之外，城镇环境的保护与废弃资源的二次开发还需要多部门协调，通过污泥处理规范管理与全方位监管，防止居民随意生产、弃置污泥。在进行技术选择时，要立足于城镇发展、规划、建设整体目标，在确定污泥处置模式的基础上，具体选择处理技术应用。通常情况下，城镇在物理处理方面会优先选择应用较为广泛、效果显著的技术方案，在经过试点、工程示范、生产性应用与评估后，投入使用。
　　1.2 污泥处置的应用技术标准
　　城镇开展污泥处置工作的目标在于通过减量化、资源化、无害化处理，实现保护城镇发展环境、打造绿色文明城市的目的。经过减量化、无害化处理的污泥对环境的污染程度与范围都被限制。污泥的资源化处理通过对污泥中组成元素有选择的利用，对资源进行二次开发。具体来讲，在进行资源化污泥处置工作时，要结合泥质特征、技术方案、经济成本、环境条件等因素，发达城市以资源化处置为主，欠发达地区以无害化、减量化处置为阶段性目标。鼓励处于不同经济水平的城镇区域因地制宜、因时制宜，进行土地、建材、热能等综合污泥资源化利用，将不符合利用条件的污泥进行填埋处理。在土地利用方面，当所处地区的污泥经由处理后检验其是否满足土地资源的利用标准，确定质量合格后，先采用厌氧处理降低原位产量，或者通过好氧发酵对污泥中的有机物、氮磷钾等物质进行利用。在对污泥进行填埋的处置时，以石灰稳定手段对污泥进行处理或选择在污泥中添加粉煤灰。污泥如果符合建筑材料的利用标准，需要使用焚烧、干化技术，改变污泥的性质。现阶段，在具体的污泥处理指导时，鼓励大型、中型城镇进行污泥焚烧或建材利用为目标，进行资源化处置;中型城镇、郊区等地，选择厌氧减量与土地利用综合的技术应用路线;小型城镇选择好氧发酵与土地利用综合的模式进行污泥处置。
　　2 污泥资源化利用的具体模式
　　（1）土地资源利用。污泥经由处理后进行土地利用是目前城镇对污泥进行资源转化的主要路径，具体的利用方式包括农用、土地改良以及绿化建设等。污泥中含有氮磷等营养物质与有机质，通过土地利用对污泥资源进行处理，是无害化、环保性处理原则的具体体现。在实践处理过程中，应按照污泥的泥质特征来划分，如满足园林绿化建设标准时，将其合理用于城镇绿化建设;如果泥质满足土地改良的使用标准，在盐碱地、废气矿场等贫瘠土地的改良上可以大范围的应用。在农田应用的过程中，应该严格控制污泥的质量检测，禁止不合格的处理污泥在耕地上使用。与此同时，在农田、园林、草地等地使用处理后的污泥时，不仅需要对泥质进行检查，还需要对环境条件与农作物的成长条件进行分析，确定风险评估满足使用标准后，进行示范应用。（2）建材资源利用。污泥处置在建材方面的资源化利用主要包括：添加剂、砖块以及轻质骨料等。当泥质满足建筑制砖要求时，可以直接用于加工砖块;如果满足水泥添加剂的制作与使用标准时，可以当作水泥熟料制作的原料。在建材加工的过程中，应该严格规范污泥处理流程，避免出现建筑使用二次污染问题。（3）热能资源利用（污泥焚烧）。污泥的热能利用是通过焚烧处理从而产生相应的资源，焚烧的方式包括单独焚烧、混合焚烧、锅炉焚烧以及电厂焚烧等。在污泥的焚烧处理前，城镇相关部门应该对本地区的垃圾焚烧、热电生产等窑炉使用情况进行综合调查，协调现有的窑炉进行焚烧处理，降低焚烧处理的成本。当污泥符合单独焚烧要求，并选择单独焚烧的方式时，可以与干化处理综合应用，提升热能实际利用效率。除此之外，焚烧后产生的污泥灰渣经检测合格后可以用于建材，不合格灰渣应及时进行填埋处理。如灰渣与飞灰检测出危险物质超标，则应按照危险废弃物的标准进行处理。（4）填埋处置。填埋处理属于无害化污泥处理模式，如果污泥不适用以上三种处理方式，应选择填埋手段进行无害处理。填埋的具体方式包括单独、混合以及特殊填埋三种。在填埋前，为确保污泥不会出现二次污染，应进行稳定化加工，利用石灰、粉煤灰、陈化垃圾等物质改变污泥性质，检测泥质符合填埋标准后，进行处理。 　　3 污泥资源化利用的创新技术
　　3.1 原位减量处置技术
　　原位减量的技术应用原理为：降低细胞合成总量，提升微生物的代谢、呼吸能力，从而推进污泥中微生物的实际分解速率，降低污泥的数量、提升污泥处置效率。因此，相较于减容减量污泥处理技术有着较大的区别，前者主要是通过降低污泥中的水分子含量来减少污泥数量。传统污泥处理需要长时间的曝气，需要在曝气池放置较长的时间，提升微生物氧化率，但该种方法对场地有一定的要求，且处理时间较长。近几年，城镇污泥生产量大幅度增加，污泥的处置效率与成本控制成为影响城镇环境的关键内容。国内外相关专家与学者以溶胞-隐性生长以及解偶联代谢、内源代谢与维持代谢、生物捕食等理论为基础，深入研究原位污泥减量相关技术，使污泥运用该种处置技术可以降低21%～87%的数量。在减量技术广泛应用的基础上，对研究成果进行整合，推动成熟污泥处置工作模式的升级、改进、调整与优化，可以在保证原有污泥处置技术应用效果的同时，提升污泥处置的实践效率。以解偶联代谢技术为例，污泥处理经过好氧、沉淀、厌氧三个阶段，在污泥回流时经过厌氧池，可以使好氧微生物处于好氧段的ATP由于底物缺乏在厌氧段被大量消耗，阻碍细胞合成，从而控制污泥产量。此外，原位减量的创新技术还包括嵌入式旁路处置技术以及以微生物代谢原理为基础的水蚯蚓原位消解技术等。
　　3.2 减容减量污泥处置技术
　　污泥减容的目的就是降低污泥含水率、减小污泥体积，实现污泥最基本的减量化。在减容过程中污泥的生物固体量几乎没有改变。传统的污泥减容减量技术包含了污泥浓缩和污泥脱水两个过程。浓缩是减缩污泥间隙水，脱水是减缩污泥毛细水和表面附着水。在技术原理上，污泥浓缩和脱水没有重大突破，主要方法包括重力浓缩、机械浓缩、离心脱水、带式脱水和板框压滤脱水等，装备也已经国产化。为了进一步提高污泥的脱水效果，近年来电渗透、射流、真空等有别于传统机械脱水的新技术逐渐得到应用，也建立了一批示范工程，泥饼的含水率可达到60%以下，被称为深度脱水。
　　3.3 脱水干化处置技術
　　对污泥进行干化处置的技术是现阶段应用范围较广的技术手段，首先对污泥进行脱水处理，降低原有污泥中的实际含水量，减轻污泥重量。通常经过干化处理的污泥含水率最少为10%，最多为40%。由于干化反应属于能量支出，能耗费用相对于其他技术手段低，运维成本资源配置高效，因此具备极高的研究、应用价值。当前阶段，干化处置手段的技术应用主要包括三个方面：以太阳能、生物能为核心新能源技术;对原有的干化设备进行升级，提升干化效率的技术手段;创新技术研究，包括生物、水热、真空脱水以及超声波等干化技术。以水热干化新技术为例，将污泥放置在密闭容器中，进行加热处理，当温度与压力达到技术标准后，对污泥内部的结构进行破坏，增强脱水性能，在压滤脱水处理后得到含水量较低的泥饼。
　　3.4 焚烧处置技术
　　污泥焚烧属于减量化应用技术中最为彻底的处置手段，通过焚烧处理后的污泥体积大幅度缩减，经由焚烧后产生惰性灰渣，是污泥建材资源化的主要原材料，贯彻了污泥处理的环保性、无害化以及资源化的整体利用目标。与此同时，焚烧污泥阶段会产生热力能源，在湿污泥脱水处理利用热力能源，实现了能源的循环、持续利用，属于污泥处置项目中的主流技术手段。现阶段，污泥干化、焚烧综合规划方案的应用存在规模大、技术应用流程复杂、需要较高的成本支持以及运行维护技术难度大等方面的问题，无法实现大范围推广的目标。针对该种情况，政府相关部门应立足于污泥处理资源规划、技术特征与实际管理情况，对现有的煤炉进行合理利用，协同焚烧，保证污泥处理的工作效率。
　　4 结束语
　　传统污泥处理的方式是对其进行无害化、减量化处理，技术成本与污泥处理效率达不到城镇环境管理需求。为进一步提升污泥循环利用效率，实现资源二次开发的目的，使污泥产生与利用之间形成良性循环，需要城镇环境管理部门从经济成本、社会效益、技术特征层面出发，合理选择污泥资源化处理的技术方案，创新污泥处理的观念，不断引进先进的处置技术，为城市环境的优化建设奠定基础。
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