城市污水处理厂污泥的处置及其综合利用

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

张宝喾1、刘静2

江苏京源环保股份有限公司西安分公司, 陕西西安710018

摘要

随着我国城市的不断发展,城镇污水排放量不断增加,进而加大了污水处理厂污泥的产生量。污水厂产生的污泥中含有大量的细菌、病毒等有毒有害物质,如处理不当,会使环境造成严重污染。


关键词

城市;污水处理厂;污泥处置;综合利用

正文

城市污水处理厂在解决污水问题的同时,不可避免的出现了污泥处理处置问题,怎样实现对入规模庞大且成分较为复杂的污泥予以合理的处理也成为许多城市污水处理厂关注的问题。如何才能更好地实现处置及综合利用这些污泥,逐渐成为各地区污水的处理厂及相关部门重点研究的对象,有待于进一步研究及解决。

1.城市污水处理厂中污泥的成分

  污泥在处理污水的过程中产生的沉淀物,它是由无机颗粒、胶体、有机物质、细菌、水分构成,其含水量、有机物含量高,性状不稳定容易腐败。其中有益部分是含有氮磷钾等植物性微量元素,但也存在重金属、病原菌、寄生虫、多氯联苯等不易降解的有害有毒物质。通过分析我国城市污水厂的初沉污泥和剩余污泥的成分,得知污水中的主要成分是淡水化合物,脂肪和有机质比例较低。

   2.城市污水处理厂污泥的处置技术

2.1 污泥高温堆肥

  城市是人口比较集中的地方,工农业用水、生活污水都比较集中,量也十分大,如果处理不当,势必会对环境造成严重破坏,从污水中分离出来的污泥的含水量很高,一般要经过诸如压缩、脱水干燥、高温杀毒等处理。我国污泥处理处置常用的方法有以下几种。堆肥化实际上就是对自然环境中的细菌、真菌的最好利用。这个过程是有效使这些成分控制污泥中的难以降解的有机物,并使它们向稳定的类腐殖质生化转化的微生物学过程。目前,污泥高温堆肥实现的方式不尽相同。有静态的、动态的、好氧与厌氧的,静态堆肥是将污泥堆放于基垫上,基垫可以是由小木块、碎草屑组成的通风性能良好的材质,在基垫的下方是被包裹住的通风管道。在通风管道的中间或者两头,可以放置鼓风器,进行空气的抽送。这样上层的污泥堆,就可以在氧气的化合作用下,逐渐中和掉有害物质。处理过的污泥可以直接运到农田等地方,作为肥料使用。而鼓风器吹出的空气,经过脱臭后,也可以直接排放。但缺点十分明显,即受天气影响大,碰到雨天,通风管道易进水,从而造成短路。但无论是上面的哪种堆肥方式,都会经历三个过程,即中温、高温、腐熟阶段。其中高温阶段挥发出的臭味较重,耗氧量也大。高温堆肥对温度的要求特别高,必须达到60℃以上,并且持续堆肥15天以上,高温堆肥的优点是处理量大,城市中大量的污水经过处理后得到的污泥都可以这样处理,但是缺点是,需要大面积场地、臭味重,影响周边人类生活,资金耗费多。另外,堆肥的地方,土壤破坏严重。

  2.2填埋处理

  应对大量的城市污水处理后产生的污泥,最直接和高效的方法就是填埋,这里说的填埋并不是直接埋到地下,对周边环境、泄露处理、防渗透都要有周密的考虑。首先,我们应该将污泥做脱水处理,烘干后运送至远离城市的偏僻地带,应该选择远离水源地、地下水稀少且渗透性低的地方。然后造填埋坑,用高密度聚乙烯防渗透层作填埋坑的底层。并且考虑加装渗透液的搜集装置,以防污染到土壤和水源。  这一方法的优点是快速、成本低,政府等相关负责机构能够节省开支,但是缺点是,可选的填埋地点会越来越少,而污泥产生却是持续的。因此,在选择的时候需要慎重考虑,毕竟土地资源有限。

   2.3焚烧处理

  城市污水处理厂处理污泥,不仅要考虑到安全、成本合适、无后遗症,而且要高效快速。焚烧处理算是能够基本同时满足这几种要求的方法。焚烧处理能够最大限度杀死污泥中的有害的有机物质,对周边环境影响也小。但我国的污泥焚烧技术还在探索中,还有很多技术瓶颈需要攻克。焚烧的时候,需要将污泥脱水干化。

2.4浓缩脱水技术

  浓缩是指通过浓缩的方式降低污泥含水量,有效缩小污泥体积。浓缩方式又分为机械浓缩和重力浓缩两种方式。机械浓缩与重力浓度相比,具有占地面积省,总建设成本低,操作环境好,不会发生污泥厌氧磷的情况等优点,考虑到在这个项目中应用了生物除磷的方式,为了防止活性污泥在厌氧条件下二次放磷,构筑物里剩余污泥不宜停留过长时间。脱水指的是将污泥中的吸附水及毛细水分离出来,转化为半固态或固体黏土的处理方法。脱水后,污泥含水量将快速降低,实际脱水效果污泥和沉淀物的性质和脱水设备的效率有关系。进一步脱水称为污泥干燥,干燥后污泥含水率低于1/10。脱水的方法,主要是机械脱水法、自然干燥法和造粒。自然干化法和机械脱水法适用于处理污水中的污泥。造粒法适用于处理混凝状态和沉淀的污泥。

 3、城市污水处理厂污泥的综合利用

  3.1污泥能源化利用

  一是利用污泥厌氧消化制沼气。污泥厌氧消化制作沼气,是利用无氧环境下生长于污水、污泥中厌氧菌菌群的作用,使有机物分解成其他稳定物质,达到杀菌、无害化的目的。而沼气就是有机物在厌氧条件下经过厌氧菌的分解作用产生的以甲烷为主要成分的可燃性气体,可以为城市居民和工厂生产活动提供能源。与此同时,污泥厌氧消化也能同废水处理结合在一起,构成完整的污水处理系统,实现有机物无害化处理的目的。当前,污泥厌氧消化制沼气的处理方式,已成为最广泛的污泥处理工艺。二是利用污泥低温热解制油。污泥低温热解制油是目前一种新型的热能利用技术,主要是指污泥在无氧或缺氧的条件下加热到一定温度,并经过干馏、热分解等作用将污泥中的有机物转化为碳氢化合物,最后使污泥转化为可以与油或炭等发生作用的可燃性产物。在污泥热解技术上,我国已开展了大量的研究,研究发现污泥低温热解制油具有成本低廉的优势,也具有较好的应用前景。

  3.2土壤修复与改良

  污泥中的有机质可改善土壤土质,因此污泥也可作为土壤改良剂使用。常见的废弃矿场、凹坑、垃圾填埋场、地表严重破坏地区等施入污泥可以增加土壤养分,改良土壤特性,改善土壤结构,促进土壤熟化,对人类生活潜在威胁较小,是一种很好的利用途径。

  3.3制作建筑材料

  在建筑材料制造领域,污泥具有明显的资源化利用优势。污泥可以制造建筑材料,其形式多样,可制造生化纤维板,灰渣水泥与灰渣混凝土,污泥砖与地砖等。污泥作建材使用时需要复杂的预处理,即污泥经过脱水、干化后直接制造建材,或者对污泥进行焚烧和熔融后再制造建材,污泥制造建材实现了污泥资源化。利用污泥制砖时应添加粘土或硅砂以提高二氧化硅的含量,污泥焚烧灰在高温下煅烧,使有机物完全转化,无机物完全熔化,再冷却形成玻璃状熔渣后即可生产地砖。将污泥作为生产生态水泥的原料,也是解决城市污泥处理问题的一条有效途径。发达国家对于利用污泥等废弃物生产生态环保水泥已经有了成熟的经验,在欧洲水泥生产者联合会旗下的水泥厂中每年都有百万吨级的有害废物通过焚烧处理用于水泥生产。

  4.结束语

  随着社会经济的发展,环境污染问题也愈加严重。污泥处置对生态环境保护更是重中之重,如何确保污泥处置质量,笔者认为首先要加强企业内部环境管理;其次环境执法人员加大执法力度,提高环境现场监管水平和监督频次;最关键的是国家对新技术的开发和研究,加大专项资金的投入,使更为先进的新技术、新设备能够运用到现实生产中来,实现现有排放标准较低的污水处理厂进行提标改造工程。

 参考文献:

[1]朱雅宁.城市污水处理厂污泥处置浅析[J].科技风,2019,(29):135.

[2]符传德.城市污水处理厂污泥资源化利用途径探讨[J].科学与财富,2019,(19):304.

[3]蒋偲超.城市污水处理厂的污泥处置途径探讨[J].中国战略新兴产业,2019,(24):194.


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