淺談污水處理廠污泥的處置

徐 靜

（蘭州工業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥是污水處理的產(chǎn)物，主要來源于初次沉淀池、二次沉淀池等工藝環(huán)節(jié)。每萬m3污水經(jīng)處理后污泥產(chǎn)生量（按含水率80%計(jì)）一般約為5～10 t。隨著我國城鎮(zhèn)污水處理率的不斷提高，城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥產(chǎn)量不斷增加。并且在全國范圍內(nèi)只有小部分的城市污水處理廠對污泥進(jìn)行處理處置，而大部分沒有進(jìn)行規(guī)范處理，這樣極易對水體、土壤造成二次污染，因此對污泥處理系統(tǒng)的研究具有重要意義。污泥處理與處置的目的主要有四個(gè)：一是穩(wěn)定化，通過處理使污泥停止降解，使污泥穩(wěn)定化，從而避免二次污染；二是無害化，殺滅寄生蟲卵和病原微生物；三是減量化，減少污泥最終處置的體積，降低污泥處理及最終處置費(fèi)用；四是資源化和最終處置，在處理污泥的同時(shí)實(shí)現(xiàn)化害為利、循環(huán)利用、保護(hù)環(huán)境的目的[1]。

1 污泥的分類與性質(zhì)

污泥是在城市污水處理后產(chǎn)生的固態(tài)或半固態(tài)物質(zhì)，是一種由有機(jī)殘片、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的來源和形成過程十分復(fù)雜，不同來源的污泥，其物理、化學(xué)和微生物學(xué)特性不同。

1.1 污泥的分類

污泥按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可以分為以下幾類：

（1）按污泥從水中分離過程可分為沉淀污泥和化學(xué)生物處理污泥，沉淀污泥包括物理沉淀污泥和混凝污泥；化學(xué)生物處理污泥主要是指對污水進(jìn)行二級處理過程中產(chǎn)生的污泥，包括活性污泥法和生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等產(chǎn)生的污泥。在現(xiàn)代污水處理廠污泥大多是沉淀污泥和生物處理污泥的混合污泥。

（2）按污泥成分及性質(zhì)可分為有機(jī)污泥和無機(jī)污泥。有機(jī)污泥是以有機(jī)物為主要成分的污泥，這種污泥易于腐化發(fā)臭，顆粒較細(xì)，相對密度較小，含水率高且不易脫水。無機(jī)污泥是以無機(jī)物為主要成分的污泥，其顆粒較粗，相對密度較大，含水率低且易于脫水，流動(dòng)性差。

（3）按污泥的來源進(jìn)行分類有初次沉淀污泥、剩余活性污泥、腐殖污泥、消化污泥和化學(xué)污泥。初次沉淀污泥來自于初次沉淀池，其含水率一般為95%～98%。剩余污泥來自于活性污泥法的二次沉淀池，含水率一般為99%～99.9%。腐殖污泥來自于生物膜法后的二次沉淀池，含水率一般為97%～99%。初次沉淀污泥、剩余活性污泥和腐殖污泥統(tǒng)稱為生污泥或新鮮污泥。生污泥經(jīng)過消化處理后的污泥稱為消化污泥或熟污泥。化學(xué)污泥是經(jīng)過絮凝沉淀和化學(xué)處理過程中產(chǎn)生的污泥，如酸、堿廢水中和以及電解法等產(chǎn)生的沉淀物。

1.2 污泥的性質(zhì)

污泥的含水率高，有機(jī)物含量高，并且容易腐化發(fā)臭，顆粒較細(xì)，比重較小，重金屬含量高，含有病毒、細(xì)菌、大腸菌等微生物。

1.2.1 污泥的含水率

污泥含水率是指污泥中所含的水分的質(zhì)量與濕污泥總質(zhì)量之比，含水率是污泥最重要的物理性質(zhì)，它決定了污泥的體積。一般情況下，初沉污泥的含水率通常為97%～98%；活性污泥的含水率通常為99.2%～99.8%；污泥經(jīng)濃縮之后，含水率通常為94%～96%；經(jīng)脫水之后，可使含水率降低到80%左右。隨著含水率的降低，污泥由液態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。

1.2.2 揮發(fā)性固體

揮發(fā)性固體(用VSS表示)，是指污泥中在600℃的燃燒爐中能被燃燒，并以氣體逸出的那部分固體。通常用于表示污泥中的有機(jī)物的量，常用mg／L表示，有時(shí)也用重量百分?jǐn)?shù)表示。VSS也反映污泥的穩(wěn)定化程度。一般情況下，初沉污泥揮發(fā)性固體的比例為50%～70%，活性污泥為60%～85%

1.2.3 污泥熱值

污泥的燃燒值表示了污泥的含能量，污水廠污泥的熱值與污水水質(zhì)、排水體質(zhì)、污水及污泥處理工藝有關(guān)。就干固體而言，污泥具有較高的能量利用價(jià)值，可通過將污泥直接干化焚燒。通常污泥中有機(jī)物含量越高，污泥熱值也越高。

1.2.4 有毒有害物質(zhì)

污泥中含有的有毒有害物質(zhì)主要是重金屬和有機(jī)化合物，這兩類都來自于污水，而污水中有毒有害物質(zhì)主要來源于工業(yè)廢水，因此，城市污水中工業(yè)廢水所占比例和工業(yè)廢水排入市政排水管道前的預(yù)處理水平，是決定了污水廠污泥中有毒有害物質(zhì)含量的關(guān)鍵因素。

1.2.5 微生物

由于城市污水主要來源于生活污水，而大腸菌、大腸糞菌等都是人類生活的排出物，故它們在城市污水和污泥中的含量較高，且基本保持恒定。在污水處理過程中，細(xì)菌及大部分寄生生物留存在污泥中，病毒可以吸附在污水的懸浮顆粒上，隨顆粒的沉淀也沉積到污泥中[2]。

2 污泥的處置方式

對于污泥的處置方式目前主要有焚燒、土地利用、填埋。

2.1 污泥焚燒

污泥焚燒是指利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥，再用高溫氧化污泥中的有機(jī)物，使污泥成為少量灰燼。這樣使污泥中有機(jī)物全部碳化，燒死病原體，也可對含有重金屬或化學(xué)污染的污泥實(shí)現(xiàn)完全的惰化處理，可最大限度減少污染，且焚燒后產(chǎn)生的焚燒灰可以用作改良土壤、制作建材等。

污泥焚燒技術(shù)可分為兩類，直接焚燒技術(shù)和混合焚燒技術(shù)。直接焚燒是在污泥含水率較低和熱值較高的前提條件下，添加少量輔助燃料或不添加輔助燃料進(jìn)行焚燒處理。混合焚燒技術(shù)是指將污泥與其他可燃物（如煤、生活垃圾和生物質(zhì)等）進(jìn)行混合燃燒。污泥焚燒的設(shè)備主要有流化床、多層爐排爐、帶式爐、熔融爐、回轉(zhuǎn)窯爐和旋風(fēng)爐等，目前流化床焚燒爐是污泥焚燒的最主要的設(shè)備[3]。

2.2 土地利用

污泥的土地利用是將經(jīng)過妥善處理至符合一定標(biāo)準(zhǔn)的污泥或其產(chǎn)品作為肥料或土壤改良材料，用于農(nóng)田利用、園林綠化或土地改良等場合，是一種積極的、可持續(xù)性的污泥最終處置模式。

污泥的很多特性決定了其具備土地利用價(jià)值。（1）污泥中含有養(yǎng)分和微量元素，可以提高土壤的肥力，促進(jìn)植物生長。（2）污泥中含有大量的礦物質(zhì)與土壤基本相似，將污泥經(jīng)過預(yù)處理后，可改善土壤現(xiàn)有的物理化學(xué)環(huán)境條件。（3）土壤生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自凈作用，包括物理凈化、化學(xué)凈化和生物凈化，可使污染物在土壤中分散，轉(zhuǎn)移和稀釋，將有機(jī)物分解為無機(jī)物，從而降低污染物濃度。

2.3 污泥填埋

污泥填埋分為單獨(dú)填埋和混合填埋，在歐洲脫水污泥與城市垃圾混合填埋比較多，而在美國多數(shù)采用單獨(dú)填埋。混合填埋是將污泥撒在城市垃圾上面，混合均勻后鋪放于填埋場內(nèi)，壓實(shí)覆土。污泥單獨(dú)填埋分為三種類型：溝填、平面填埋、筑堤填埋。溝填是指挖溝后將污泥填埋，其對于填埋場地要求具有較厚的土層和較深的地下水位，以保證開挖深度。平面填埋是將污泥堆放在地表面上，再覆蓋一層泥土，不需要挖掘過程，適用于土層薄或地下水位淺的場地。堤壩填埋是指在填埋場地四周建有堤壩，污泥通常由堤壩向下卸入。

[1]宋正清.淺析市政污泥的處理與處置[J].黑龍江科技信息,2008，4.

[2]張自杰.排水工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000.

[3]李輝，吳曉芙，蔣龍波，等.城市污泥焚燒工藝研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程,2014，6.