浅析城市给水厂污泥的处理
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摘 要：在我们国家日益繁荣昌盛的今天，给水厂污泥伴随着饮用水的生产而产生，产量巨大。我国给水厂污泥的处置方式正在由“直接排放到自然水体或城市污水系统”转变为“脱水土地填埋”。随着经济水平提高和城市规模扩大，污泥的产量在不断增加，而我国土地资源不足，因此，科学回用给水厂污泥是当今社会发展的需求。
关键词：城市给水厂;污泥;处理
1 引言
众所周知，水是人类赖以生存的重要资源之一。城市给水厂主要为城市居民生产饮用水，给城市居民带来便利的同时，也会产生大量污水，且占总净水量的比重较大，高达7%，其中包含着过滤浓缩后的有机物等，以及一些在污水中残存的凝固剂。其中过滤池的反冲洗废水是水厂污水的主要来源，如果污水未经处理而排放到自然水体中，不但会对水体造成严重污染，而且也容易造成水资源浪费。在当今世界水资源短缺、水体污染严重的状况下，人们对废水污泥处理也越发重视。
2 污泥的来源及性质
给水厂污泥主要来源于沉淀池和过滤反冲洗过程，二者中的泥量约占给水厂水量的（3.9～6.7）%，同时还有原水中的浮游生物、藻类的残骸等，以及絮凝过程中添加的Al盐、Fe盐等各种絮凝剂组成。一般水厂污泥中以无机成份为主，有机成份含量较少。有研究表明，一般给水厂污泥中有机物质量约为0.5g/L，化学需氧量约为0.08 g/L，另有国外文献研究认为，一座水厂（产水量2000m3/d）的污泥相当于小城鎮[人口（0.5～0.7）万人]生活污水中的TSS含量，等于小乡镇[人口（0.15～0.2）万人]所排放污水化学需氧量的总量。
3 城市给水厂污泥的处理
3.1 浓缩池
浓缩是为了减少污泥的含水率，缩小污泥的体积，污泥浓缩有重力浓缩、气浮浓缩、微孔浓缩、隔膜浓缩和生物浮选等方法，常用的是重力浓缩，排泥水在浓缩池内所能浓缩的程度由浓缩时间和浓缩条件确定，一般含固率可达2%～10%，加石灰可达30%。在美国和日本，通常在浓缩池的刮泥设备上设置立杆，当刮泥机旋转刮泥时，立杆对上部污泥进行搅拌，加速浓缩速度，提高出泥含固率。
3.2 卫生填埋
卫生填埋方式是将给水厂污泥进行脱水压缩过程形成泥饼，然后与城镇垃圾处理站中的生活垃圾一起填埋，同时，也可作为垃圾的覆盖土壤。给水厂脱水泥饼的土质一般能够达到卫生填埋的要求，同时也能恢复填埋垃圾处的土壤利用，保证土地的可用价值。卫生填埋毕竟是一种较为消极的处理方法，污染物的渗透性和重金属浓度是土壤生态环境尤为重要的影响因素。在国内目前的形势下，卫生填埋是唯一大范围应用的处理方法。相比其他处理手段，具备节省开销，运行简单等特点，得到广泛的给水厂的青睐。但是，需要填埋的地点距城市较远，运输污泥会产生高额的费用;与此同时不易于填埋点的管理与控制，最终会破坏周围的土壤环境。如今这种方式已经开始减少。
3.3 污泥预处理
污泥的比阻较大，直接脱水较困难，因此要进行预处理。污泥的预处理可分为物理预处理和化学预处理。物理预处理有加热预处理和冰冻处理。加热可以降低液体的粘滞系数，冷冻可以使水通过冰晶体的形式与固体分离。化学预处理有加酸处理、加碱处理、加高分子絮凝剂处理等几种。目前最常用的是加高分子絮凝剂（如聚丙烯酰胺），其投量取决于它的类型、污泥的性质、pH值及浓度等。
3.4 对污泥进行脱水处理
对污泥进行处理的关键要素就是脱水处理，这样可以很大程度上缩小污泥的体积，同时要求污泥在脱水后固体含量必须在20%以上，这样能便于运输。对污泥进行脱水的方法主要也有两种，分别是运用自然脱水和机械脱水，尤其是机械脱水，需要考虑的因素有：对脱水污泥的特性研究、脱水的成本、对脱水工程的造价、管理人员要求等，必须要经过综合评定才能确定脱水方案。根据经济效益与性能，用加压过滤与离心机两种同时对污泥进行脱水是比较合理的选择，近几年我国城市给水污泥处理大多是用离心脱水办法。
4 脱水泥饼的资源化应用
4.1 脱水泥饼作农用肥料
给水厂处理后的污泥含水率一般为70%。这些污泥中含有粘土、腐殖质以及其他悬浮物，肥效很低。当适量的污泥施用于土壤时，一方面由于污泥中含有结晶水的金属氧化物可吸附痕量金属，所以可减少土壤中游离的有害痕量金属量;另一方面，污泥中大量的氢氧化铝或氢氧化铁吸附土壤中的磷，使得土壤中的磷含量降低，对农作物生长不利。当污泥施用量小于20t/hm2时，不会对农作物和环境产生负面影响。
4.2 建材利用
给水厂污泥经过高温焚烧后形成的干污泥可作为建筑材料，国内外都存在大量以给水厂污泥作为建筑原料的例子。采用给水污泥灰作为制备轻质混凝土的材料，实验所得到的混凝土在单位重量、强度、隔热性能和耐火性方面满足轻质混凝土的物理要求，从而表明污泥可作为一种合适的且具有潜力的轻质混凝土材料来源。采用重庆市某给水厂污泥、粉煤灰、黏土为原料生产混合砖的试验，结果表明在混合砖原料中掺入体积为30%～45%的给水厂污泥，最终砖成品符合国家标准要求，同时，这种方式可节省黏土资源且解决了大量粉煤灰废渣，达到了以废制废的目的。通过以某给水厂污泥制备高强度陶粒的试验研究发现，在最佳实验条件下的产物为轻集料范畴的陶粒，大大小于石子的容重，完全可以代替石子应用到建材领域。污泥应用于建筑行业在节约了其他原料以及保护了土壤的同时解决了污泥处置问题。但由于污泥的化学性质容易发生改变，进而可能对成品的稳定性产生不利影响，另外污泥中有机物在烧制过程中可能会产生二次污染的有害气体，所以给水厂污泥用于实际应用还需不断的探讨。
目前污泥的资源化利用尚处在实验性研究阶段。在粉煤灰-粘土砖生产中，掺入体积比为30%～45%的给水污泥（含水率为60%～80%），烧制成品的性能可达到国家标准GB/T 5101—98;给水厂污泥做填埋场覆盖材料的试验结果证明：给水厂污泥在一般的填埋场压实设备的操作压力下防渗性能符合国家标准;污泥中的重金属含量远远低于《农用污泥中污染物控制标准》的规定，并不减损封场后填埋场土地的农用价值;穿透污泥覆盖层的雨水所含的污染物不会对填埋场的渗滤液处理能力造成冲击。污泥的资源化应用还存在诸多问题，比如污泥性质的不确定性给产品造成的质量不稳定，制造过程的复杂性和制造成本高等，还有待于研究。
4.3 再生铁盐
铁盐混凝剂也是给水厂常用的净水剂。经过使用后，铁盐混凝剂混合大量杂质变成沉淀物，回收沉淀物中的铁盐，是目前给水厂面临的课题。采用酸来再生铁盐，需要将沉淀污泥的pH值降到1.5～2.0。该法用酸量大，处理成本高，如何进一步降低处理成本，还需要寻求更便捷的方法。
5 结语
随着社会的发展，给水厂数量与日俱增，给水厂产生的污泥量数目较为庞大，为了保证城市给水厂污泥得到有效的处置，需包含多个高成本且复杂步骤和环节，因此，关于给水污泥处理及再生资源的有效利用的研究还需进一步加深。
参考文献：
[1] 王圃，陆柯，李江涛等.一种衡量供水系统能耗合理性的新指标[J].重庆建筑大学学报，2005（3）：76～79.
[2] 程雪莉.给水厂污泥资源化利用研究[D].西安建筑科技大学，2014.
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