城市污水廠污泥的處理處置與綜合利用

環(huán)保網(wǎng)訊:城市污水廠的污泥是指處理污水所產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物,是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。任意排放不加處理的污泥會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。隨著城市化的進(jìn)展和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的日益提高,污水處理率和處理程度也日益得到提高和深化,因此污泥的產(chǎn)量也大大提高。據(jù)統(tǒng)計(jì),2003年全國(guó)每年的污泥(干重計(jì))產(chǎn)量約為130萬(wàn)噸,而且以每年10%的速度遞增[1]。如果大量的污泥不加處置就任意堆放和投棄,會(huì)對(duì)環(huán)境造成新的污染。因此,如何將數(shù)量大、成分復(fù)雜的城市污水污泥進(jìn)行處理處置,使其減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化,已經(jīng)成為全球廣泛關(guān)注的課題之一。

1城市污水處理廠污泥的特點(diǎn)

城市污水污泥的成分復(fù)雜,由多種微生物形成的菌膠團(tuán)與其吸附的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的集合體,含有水分、難降解的有機(jī)物、重金屬、鹽類(lèi)以及少量的病原微生物和寄生蟲(chóng)等。中國(guó)城市污水廠污泥的成分特點(diǎn)如表1所示[2]。

污泥中重金屬含量主要取決于工業(yè)廢水排入污水處理廠的情況。中國(guó)污水中工業(yè)廢水比重大,故污水廠初沉及二沉污泥重金屬含量較高,某些重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)。

2污泥處理處置的一般原則

城市污水廠污泥處理與處置必須遵循“減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化”的處置原則,將“無(wú)害”作為污泥處置的重點(diǎn),把“資源化”作為污泥處置的最終目標(biāo)。為有效、徹底解決污泥的環(huán)境污染問(wèn)題,可以通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)將大量的廢物變?yōu)榭捎梦镔|(zhì),對(duì)污泥進(jìn)行綜合利用,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

2.1減量化

城市污水處理廠的污泥減量化就是通過(guò)采用過(guò)程減量化的方法減小污泥體積,以降低污泥處理及最終處置的費(fèi)用。污泥減量化通常分為質(zhì)量的減少和過(guò)程減量,質(zhì)量減少的方法主要是通過(guò)穩(wěn)定和焚燒,污泥體積減小的方法主要是通過(guò)污泥濃縮、污泥脫水兩個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn),過(guò)程減量可通過(guò)超聲波技術(shù)、臭氧法、膜生物反應(yīng)器、生物捕食、微生物強(qiáng)化、代謝解偶聯(lián)及氯化法等方法實(shí)現(xiàn)。

2.2穩(wěn)定化

污泥穩(wěn)定化是降解污泥中的有機(jī)物質(zhì),進(jìn)一步減少污泥含水量,殺滅污泥中的細(xì)菌、病原體,消除臭味,使污泥中的各種成分處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的一個(gè)過(guò)程。需要采用生物好氧或厭氧消化工藝,或添加化學(xué)藥劑等方法,使污泥中的有機(jī)組分轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的最終產(chǎn)物,進(jìn)一步消解污泥中的有機(jī)成分,避免在污泥的最終處置過(guò)程中造成二次污染。

2.3無(wú)害化

污泥無(wú)害化處理的目的是采用適當(dāng)?shù)墓こ碳夹g(shù)去除、分解或者“固定”污泥中的有毒、有害物質(zhì)(如有機(jī)有害物質(zhì)、重金屬)及消毒殺菌,使處理后的污泥在最終處置中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成沖擊,防止意想不到的污染物在不同介質(zhì)之間的轉(zhuǎn)移,更具有安全性和可持續(xù)性,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。

2.4資源化

污泥的特點(diǎn)和性質(zhì)決定了污泥的根本出路是資源化。資源化是指在處理污泥的同時(shí),回收其中的氮磷鉀等有用物質(zhì)或回收能源,達(dá)到變害為利、綜合利用、保護(hù)環(huán)境的目的。污泥資源化的特征是:環(huán)境效益高、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效益高、能耗低[3]。

3城市污水廠污泥處理的工藝流程

污泥處理的主要目的是減少污泥量并使其穩(wěn)定,便于污泥的運(yùn)輸和最終處置。污泥處理工藝主要由污泥的性質(zhì)以及污泥最終處置的要求所決定。圖1為以活性污泥法為主的城鎮(zhèn)污水二級(jí)處理廠污泥處理典型流程。

來(lái)自一級(jí)處理的初沉污泥和二級(jí)處理的剩余污泥分別進(jìn)入處理池,以協(xié)調(diào)污水處理系統(tǒng)污泥的產(chǎn)生量和污泥處理系統(tǒng)處理能力之間的平衡;隨后進(jìn)行污泥濃縮,濃縮的方法有自然濃縮和機(jī)械濃縮,自然濃縮又分為重力濃縮和氣浮濃縮,目的均為大幅度地消減污泥體積,減小后續(xù)處理的水量負(fù)荷和污泥調(diào)理時(shí)的藥劑投量;污泥穩(wěn)定則是減少污泥中的有機(jī)物含量和致病微生物的數(shù)量,降低污泥利用的風(fēng)險(xiǎn),穩(wěn)定的方法有厭氧消化、好氧消化和化學(xué)穩(wěn)定;調(diào)理則是提高污泥的脫水性能(減少污泥的比阻);脫水的目的是進(jìn)一步降低污泥的含水率,經(jīng)脫水后的污泥可直接進(jìn)行最終處置,也可經(jīng)干化后再進(jìn)行最終處置[4]。在本文的第四部分將對(duì)污泥的處置進(jìn)行具體論述。

目前在城鎮(zhèn)污水處理中普遍采用生物除磷工藝,此時(shí)所產(chǎn)生的剩余污泥由于富含無(wú)機(jī)磷,進(jìn)行重力濃縮時(shí),由于濃縮池內(nèi)的厭氧狀態(tài)會(huì)促使磷的釋放,常用的一種方法是經(jīng)調(diào)理后直接進(jìn)行機(jī)械濃縮和脫水,使用的主流設(shè)備為污泥濃縮脫水一體機(jī)。典型流程見(jiàn)圖2。

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