污水處理廠污泥無害化處置工藝探討

摘要：綜述了當前國內污泥無害化處置現狀及存在的問題，從焚燒干化、堆肥、衛生填埋、水體消納等角度論述了污水處理廠污泥無害化處置工藝。

關鍵詞：污泥；無害化；處置；焚燒

中圖分類號：F407.9文獻標識碼：A

引言

隨著國內污水處理率的不斷提高，污水廠污泥產量也急劇增加，但當前國內污水廠內污泥穩定處理設施卻較為落后，污泥處理系統整體水平低，該現狀導致未經恰當處理的污泥直接進入環境而給水體和大氣造成二次污染，不僅降低了整個處理系統的有效處理能力，同時給生態環境和人類活動造成嚴重威脅，當前“污泥圍城”現象不僅給當地生態環境留下隱患，同時給周圍環境及地下水體等也帶來一定危害，因此對污水廠污泥進行無害化處置凸顯重要。

1 國內污泥無害化處理現狀及問題

1.1 處理現狀

當前國內對污泥最終處置多采用傳統的填埋、焚燒以及農用等措施，但在處置過程中也出現了系列負面問題，如焚燒過程中產生的二噁英氣體，農用過程中對污泥中有害病毒、病菌的控制以及填埋過程中的滲漏問題等，導致采取以上幾種污泥處置方法受到制約。而目前國內對污泥處置多注重于對國外先進技術和設備的引進，對其加以改進后應用，同時強化污泥末端污泥治理使之符合環境標準要求；在處置上多以污泥消化為主導，但消化系統設施及管理上不能與相關標準對應，且普遍的“重水輕泥”觀念均阻礙的消化系統設施的應用以及技術更新滯后；同時在處置上以資源化為主導的研究方向形成了雖有多種資源化利用方式，但種種原因的制約下導致其不能持續運營。

1.2 存在問題

當前國內污泥處置工藝所帶來的問題也較多，或消耗大量的土地資源，由于在污泥填埋過程中需要大量的填埋場地；產生大量的滲濾液，脫水后的污泥含水率較高，內部游離水重力作用下將會形成大量的滲濾液而帶來對地下水的污染；對氣體環境帶來較大影響，由于在污泥處置過程中會產生大量的毒害氣體，而對該部分氣體進行有效回收和利用程度則較為落后。

2 污泥無害化處置工藝

2.1 干化焚燒

污泥干燥。可分為直接干燥法，即采用熱空氣直接同物料相接觸，并可輔以攪拌或破碎功能以增大接觸面積，提高干燥效果；傳統干燥法，即介質不與物料直接接觸，而是對物料間接加熱，該種方法可在很大程度上節約成本。通常干燥后的污泥含水量小于40%，可直接送入污泥焚燒流化床爐進行焚燒，在干燥過程中所產生的臭氣和摻有有機質的水蒸氣可通過引風機等離子脫臭系統進行后續處理。

燃燒。一般分為熱解氣化和煙氣混合燃燒，由固體廢棄物熱解氣化爐和煙氣燃燒室組成，氣化爐內將固體廢棄物在缺氧的環境中熱解氣化，即在缺氧燃燒的條件下將廢棄物進行干燥和裂解，將長鏈化合物破碎為短鏈可燃氣體，之后可燃氣體內部分被導入污泥焚燒循環流化床內強化燃燒，其余部分則進入煙氣燃燒室，該室由噴燃爐和燃燒爐構成，該室內可將絕大多數毒害氣體徹底轉化為二氧化碳和酸性氣體。循環流化床爐適用于熱值較低、含水率較高的廢棄物，其燃燒效率高、污染低，爐膛為隔熱系統，并配有預熱器便于極低熱值的污泥也可充分燃燒，污泥在該系統內完成后內部有機質生成的的煙氣進入煙氣燃燒室繼續燃燒，之后進入余熱鍋爐釋放熱能，所產生的蒸汽用于污泥干燥系統而將廢物重新利用降低運行費用[1]。

除酸脫硫系統。該系統主要是將煙氣進行冷卻、脫酸和除塵，同時可減少二噁英及重金屬等物質生成，系統由一次冷卻系統、二次急冷中和裝置以及除塵、引風機、煙囪等構成，最終經初步脫酸將酸性物質去除，而剩余的煙氣通過消石灰噴入裝置將消石灰噴入煙道內同煙氣進行化學反應。

2.2 污泥預干化

該工藝也是通過熱能將污泥內的水分去除，由于在干化過程中應消耗大量熱能，因此為了降低干活過程中所需熱能而將其內部的游離水去除，降低污泥含水率，一般脫水后的污泥經加熱干化其含水率可降至60%，而污泥含水率在35-60%范圍時呈塑性狀態，該階段的污泥干化所需能量會急劇增加，因此，干化應避開該階段并應充分利用污泥的干化特性，而實現干化污泥含水率在60%以上或35%以下，因此可采用污泥預干化技術易實現其含水率在60%以大幅度節約能耗。

2.3 堆肥利用

污水廠污泥內含有大量有機質及氮磷鉀等營養成分，且其含量較一般牲畜糞便等農家肥內含量要高，基本可與菜籽餅等廢料相媲美，但污泥內有機質等部分難于降解，即使農用也難以被作物吸收，因此可利用堆肥技術將不穩定的有機質降解或轉化為穩定的有機質，在投入使用后可充分利用其內部肥效，同時可實現揮發性物質的含量降低，并可減少臭氣。堆肥工藝是將含水率在50%-55%的污泥進行好氧堆肥發酵，其機理是利用好氧微生物的生物代謝作用，將污泥內有機物轉化為富含植物營養物的腐殖質，其最終產物包括C02、H20及熱量，期間生成的大量熱量使物料內溫度保持在60℃及以上，長期高溫可實現在降低物料含水率的同時可有效去除物料內的病原體、寄生蟲卵及雜草種子等，堆肥后的產品更加適合于土壤改良劑和植物營養源，并可同時實現污泥的減量化、穩定化、無害化及資源化的目的。

2.4 污泥晾曬

該工藝是將脫水后的污泥進行露天條垛堆肥后進行部分干燥處理，但由于脫水污泥露天堆放時受天氣影響巨大，在雨季時則很難實現干化，且大量露天堆放的污泥對周圍環境產生較大的影響，因此后將脫水污泥在陽光大棚內進行一定高度的堆放，期間采用專用晾曬設備對污泥進行翻曬以降低污泥內的含水率，最終達到污泥好氧發酵的情況，該工藝充分利用太陽能，其具備工藝簡單，能耗較低等優點，但干活過程中所產生的惡臭氣體難以有效收集及處理。

2.5 晾曬與堆肥集成工藝

該工藝是首先將脫水污泥在陽光大棚內徑翻曬降低其含水率達到60%后，人工將其與好氧發酵菌種、部分添加劑等回填物及除臭劑進行混合，并通過預先布料好的設備將其均勻送至臥式發酵倉內，在該倉內通過強制通風以實現物料含水率的再次降低，一般可降低至25%，在該過程中也應輔以翻堆機攪拌以實現物料的均勻發酵和促使物料向前運動，經該工藝干燥后的物料部分可作為回填物料以循環利用，另一部分則可根據需要添加土壤營養素后制成標準品肥以做農用。

2.6 衛生填埋

該工藝是在傳統的埋地處置和堆放技術上發展而來的處置技術，其是將團體廢棄物鋪筑成一定高度，并通過壓實、覆土等系列操作過程，以利用固體廢物中微生物的活動來實現污泥內的有機物降解，最終實現其穩定化，目前填埋可分為在專門的污泥填埋場進行的填埋處置和將污泥同生活垃圾一同在固定的廢棄物填埋場進行填埋。

2.7 水體消納

采用水體消納城市污泥時一般無需嚴格的無毒無害化處理，也不需進行脫水則可直接排放至水體內，但該工藝屬污泥處置的權宜之計，而并未從根本上解決污泥對環境所造成的污染，污泥排放至水體后內部的毒害物質進入水環境會導致水體惡化。

結語

隨著當前國內污水污泥產量的逐步增加，對其進行無害化處置也成為重要問題，在選擇處置工藝時應兼顧環境生態和處置成本、經濟效益間的均衡關系，并結合當前國內污泥處置技術和國情進行探討，方可最終選出在環境衛生及社會上均被接受，且經濟上切實可行的處置工藝，以實現污泥負面影響最小，且利用程度最高的效果。

參考文獻

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[3]余杰，田寧寧，王凱軍．城市污水處理廠污泥處理處置技術的新思路[J]．中國給水排水，2008，24(6)：11-14．