淺談污水處理廠污泥處置方式的選擇
淺談污水處理廠污泥處置方式的選擇
董宏偉(遼寧省城鄉建設規劃設計院 沈陽 1 1 0006)
摘要：污水在處理過程中，會產生一定數量的有機污泥，這些污泥必須得到有效處置，目前可行的污泥處置方式有：衛生填埋、土地利用、制作建材、焚燒。衛生填埋方法操作相對簡單，處理費用不高；在資源化方面，土地利用和制作建材具有一定優勢；焚燒是最徹底的污泥處理方法。
關鍵詞：衛生填埋 土地利用 制作建材 焚燒
中圖分類號：X505 文獻標識碼：A 文章編號：1672—3791(2011)02(c)一0148—0
隨著國民經濟的發展，工業廢水和生活污水的排放量日益增加，為保護生態環境，保護人民的身體健康，提高水環境質量，污水必須經過凈化處理后才能排放。污水在處理過程中，會產生一定數量的有機污泥，城市污水處理廠排放的污泥顆粒很細，富含有機質，污泥中含有各種病原體和各類重金屬，長期堆放必將造成對環境的二次污染。含水量為80％左右時有明顯的彈性，其黏結性很好，如果直接送往城市生活垃圾處理場進行填埋會嚴重影響垃圾處理場的正常運行管理，若污泥得不到有效處置，污泥則容易腐爛發臭，會嚴重影響當地環境質量，造成二次污染。因此，污水廠污泥必須得到有效處置，因地制宜地尋找污水廠污泥處置的最終出路已刻不容緩。
1 目前可行的污泥處置方式
1．1衛生填埋
由于衛生填埋方法操作相對簡單，處理費用不高，將脫水污泥直接運到垃圾填埋場進行衛生填埋曾是我國大多數污水處理廠選擇的污泥處置方式。但是在實際運行過程中發現，脫水泥餅直接填埋本身是對資源的嚴重浪費，此外，還可能對填埋場形成諸多困難。
(1)填埋場一般是一層垃圾一層覆土，然后進行碾壓，以確保更好的空間利用。污泥的高含水率、高粘度經常使得碾壓機械打滑甚至深陷其中，給填埋操作帶來困難。
(2)污泥的流變性使得填埋體易變形和滑坡，成為人為的“沼澤地”，給填埋場帶來極大安全隱患。
(3)污泥的高含水率大大增加了填埋場滲濾液處理量，由于污泥細小，經常堵塞滲濾液收集系統和排水管，加重了垃圾壩的承載負荷，給填埋場安全和管理帶來困難。清理收集系統的費用極為昂貴。
(4)填埋資源有限，必然導致填埋成本的上升。目前國內衛生填埋場每m 庫容工程投資約為505 ，更重要的是適合建設填埋場的土地非常稀有，因此脫水污泥直接填埋是對填埋資源的極大浪費。
考慮到污泥是一種資源，一些國家開始限制污泥的直接填埋，填埋成本的上升，引發了人們深度處理污泥、減量和資源化的市場需求。這些限制包括：污泥填埋的含水率必須小于40％；有機質含量低于30％。為滿足上述要求，一般需對脫水污泥再進行以污泥干化為主要技術手段的后續處理。在我國綜合考慮各種處置方法的成本、對環境可能產生的影響及目前我國的實際情況，對污泥進行填埋處置可能是未來一段時期我國污泥處置的一種方法。
1．2土地利用
經檢測，城市污水廠污泥肥效對比典型的農家廄肥有明顯優勢。根據表1，污泥中農作物生長所必須的氮、磷、鉀等元素都遠高于農家廄肥，有機成分也較之高。(如表1)。
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施用有機肥的主要優點有：改良土壤，提高耕地生產能力；提高化肥利用率；提高農作物產量，改善農作物品質；增強微生物活性。但是，由于有機肥肥效釋放慢，養分含量低，施用數量大，且當年利用率低，在作物生長旺盛、需肥多的時期，往往不能及時滿足作物的需求，所以需要與無機肥料配合施用。制備有機無機復合肥料是解決以上矛盾的最佳有效途徑。
堆肥技術是污泥農用的主要手段。由于好氧堆肥具有發酵周期短、無害化程度高、衛生條件好、易于機械化操作等特點，故國內外用垃圾、污泥、人畜糞尿等有機廢棄物制肥的工廠，絕大多數都采用好氧堆肥。好氧堆肥過程是通過好氧性微生物的生物代謝作用，使污泥中有機物轉化成富含植物營養物的腐殖質，反應的最終代謝物是CO，、H，0和熱量，大量的熱量使物料維持持續高溫，降低物料的含水率，有效地去除病原體、寄生蟲卯和雜草種子，使污泥達到減量化、穩定化、無害化、資源化目的。
污泥堆肥的主要缺點有：處理時間長，處理、儲存、緩沖區占地面積很大；自動化程度相對較低，人工成本相對較高；污泥堆肥過程中需要對臭味進行處理。
1．3制作建材
污泥含有大量無機質，在處理后也可以作為建材的原料。這種資源化利用方案還在不斷嘗試中。污泥建筑材料利用方式主要有制磚、制水泥、制纖維板等。目前應用較多的是制磚。污泥制磚的方法有兩種，一種是用干化污泥直接制磚；另一種是用污泥焚燒灰制磚。用干化污泥直接制磚時，應對污泥的成分作適當調整，使其成分與制磚粘土的化學成分相當。制磚粘土要求的化學成分為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％ 。
用污泥焚燒灰制磚，焚燒灰的化學成分與制磚粘土的化學成分是比較接近的。制坯時加入適量的的粘土與硅砂。最適宜的配料比約為焚燒灰：粘土：硅砂=100：50：(1 5～20)。由于增加了污泥焚燒工序，使成本增高，操作管理難度增加，因此常用干化后的污泥制磚。
污泥制生化纖維板，主要是利用活性污泥中所含粗蛋白與球蛋白，在堿性條件下，加熱、干燥，加壓后，會發生一系列的物理、化學性質的改變，稱為蛋白質的變形作用，從而制成活性污泥樹脂，與經漂白、脫脂處理的廢纖維(主要是棉、毛紡廠的下腳料)壓制成板材，即生化纖維板。
1．4焚燒
污泥具有一定的熱值，每公斤干污泥熱值為8MJ～1 5MJ。污泥的焚燒必須首先進行干化或半干化，在引燃時添加少量輔助燃料，其后可以達到自燃。采用先進的熱交換系統，可以依靠污泥焚燒所產生的熱能進行干化，其熱量可以滿足大部分甚至全部干化的需要。未經干化或半干化處理的污泥焚燒由于過多的水份將難以點燃，其熱量平衡為負數，即必須添加燃料才能維持焚燒。以焚燒為核心的處理方法是最徹底的污泥處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，最大程度地減少污泥體積。污泥焚燒產生的焚燒灰具有吸水性、凝固性，因而可用來改良土壤、筑路等。但是其處理設施一次性投資大，處理成本昂貴，焚燒后會產生有毒有害氣體，必須配套完備的尾氣凈化設施，我國目前的經濟能力決定了這一處置方式難以推廣，對于大城市有些因遠離填埋場而造成運輸費用過高，使用焚燒法處置才有一定意義。另外公眾對焚燒技術的接受程度較低，主要指可能對身體健康造成危害的高風險心理負擔。
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