淺析城市給水廠污泥的處理

郭麗莉

摘? ? 要：在我們國家日益繁榮昌盛的今天，給水廠污泥伴隨著飲用水的生產而產生，產量巨大。我國給水廠污泥的處置方式正在由“直接排放到自然水體或城市污水系統”轉變為“脫水土地填埋”。隨著經濟水平提高和城市規模擴大，污泥的產量在不斷增加，而我國土地資源不足，因此，科學回用給水廠污泥是當今社會發展的需求。

關鍵詞：城市給水廠;污泥;處理

1? 引言

眾所周知，水是人類賴以生存的重要資源之一。城市給水廠主要為城市居民生產飲用水，給城市居民帶來便利的同時，也會產生大量污水，且占總凈水量的比重較大，高達7%，其中包含著過濾濃縮后的有機物等，以及一些在污水中殘存的凝固劑。其中過濾池的反沖洗廢水是水廠污水的主要來源，如果污水未經處理而排放到自然水體中，不但會對水體造成嚴重污染，而且也容易造成水資源浪費。在當今世界水資源短缺、水體污染嚴重的狀況下，人們對廢水污泥處理也越發重視。

2? 污泥的來源及性質

給水廠污泥主要來源于沉淀池和過濾反沖洗過程，二者中的泥量約占給水廠水量的（3.9～6.7）%，同時還有原水中的浮游生物、藻類的殘骸等，以及絮凝過程中添加的Al鹽、Fe鹽等各種絮凝劑組成。一般水廠污泥中以無機成份為主，有機成份含量較少。有研究表明，一般給水廠污泥中有機物質量約為0.5g/L，化學需氧量約為0.08 g/L，另有國外文獻研究認為，一座水廠（產水量2000m3/d）的污泥相當于小城鎮[人口（0.5～0.7）萬人]生活污水中的TSS含量，等于小鄉鎮[人口（0.15～0.2）萬人]所排放污水化學需氧量的總量。

3? 城市給水廠污泥的處理

3.1? 濃縮池

濃縮是為了減少污泥的含水率，縮小污泥的體積，污泥濃縮有重力濃縮、氣浮濃縮、微孔濃縮、隔膜濃縮和生物浮選等方法，常用的是重力濃縮，排泥水在濃縮池內所能濃縮的程度由濃縮時間和濃縮條件確定，一般含固率可達2%～10%，加石灰可達30%。在美國和日本，通常在濃縮池的刮泥設備上設置立桿，當刮泥機旋轉刮泥時，立桿對上部污泥進行攪拌，加速濃縮速度，提高出泥含固率。

3.2? 衛生填埋

衛生填埋方式是將給水廠污泥進行脫水壓縮過程形成泥餅，然后與城鎮垃圾處理站中的生活垃圾一起填埋，同時，也可作為垃圾的覆蓋土壤。給水廠脫水泥餅的土質一般能夠達到衛生填埋的要求，同時也能恢復填埋垃圾處的土壤利用，保證土地的可用價值。衛生填埋畢竟是一種較為消極的處理方法，污染物的滲透性和重金屬濃度是土壤生態環境尤為重要的影響因素。在國內目前的形勢下，衛生填埋是唯一大范圍應用的處理方法。相比其他處理手段，具備節省開銷，運行簡單等特點，得到廣泛的給水廠的青睞。但是，需要填埋的地點距城市較遠，運輸污泥會產生高額的費用;與此同時不易于填埋點的管理與控制，最終會破壞周圍的土壤環境。如今這種方式已經開始減少。

3.3? 污泥預處理

污泥的比阻較大，直接脫水較困難，因此要進行預處理。污泥的預處理可分為物理預處理和化學預處理。物理預處理有加熱預處理和冰凍處理。加熱可以降低液體的粘滯系數，冷凍可以使水通過冰晶體的形式與固體分離。化學預處理有加酸處理、加堿處理、加高分子絮凝劑處理等幾種。目前最常用的是加高分子絮凝劑（如聚丙烯酰胺），其投量取決于它的類型、污泥的性質、pH值及濃度等。

3.4? 對污泥進行脫水處理

對污泥進行處理的關鍵要素就是脫水處理，這樣可以很大程度上縮小污泥的體積，同時要求污泥在脫水后固體含量必須在20%以上，這樣能便于運輸。對污泥進行脫水的方法主要也有兩種，分別是運用自然脫水和機械脫水，尤其是機械脫水，需要考慮的因素有：對脫水污泥的特性研究、脫水的成本、對脫水工程的造價、管理人員要求等，必須要經過綜合評定才能確定脫水方案。根據經濟效益與性能，用加壓過濾與離心機兩種同時對污泥進行脫水是比較合理的選擇，近幾年我國城市給水污泥處理大多是用離心脫水辦法。

4? 脫水泥餅的資源化應用

4.1? 脫水泥餅作農用肥料

給水廠處理后的污泥含水率一般為70%。這些污泥中含有粘土、腐殖質以及其他懸浮物，肥效很低。當適量的污泥施用于土壤時，一方面由于污泥中含有結晶水的金屬氧化物可吸附痕量金屬，所以可減少土壤中游離的有害痕量金屬量;另一方面，污泥中大量的氫氧化鋁或氫氧化鐵吸附土壤中的磷，使得土壤中的磷含量降低，對農作物生長不利。當污泥施用量小于20t/hm2時，不會對農作物和環境產生負面影響。

4.2? 建材利用

給水廠污泥經過高溫焚燒后形成的干污泥可作為建筑材料，國內外都存在大量以給水廠污泥作為建筑原料的例子。采用給水污泥灰作為制備輕質混凝土的材料，實驗所得到的混凝土在單位重量、強度、隔熱性能和耐火性方面滿足輕質混凝土的物理要求，從而表明污泥可作為一種合適的且具有潛力的輕質混凝土材料來源。采用重慶市某給水廠污泥、粉煤灰、黏土為原料生產混合磚的試驗，結果表明在混合磚原料中摻入體積為30%～45%的給水廠污泥，最終磚成品符合國家標準要求，同時，這種方式可節省黏土資源且解決了大量粉煤灰廢渣，達到了以廢制廢的目的。通過以某給水廠污泥制備高強度陶粒的試驗研究發現，在最佳實驗條件下的產物為輕集料范疇的陶粒，大大小于石子的容重，完全可以代替石子應用到建材領域。污泥應用于建筑行業在節約了其他原料以及保護了土壤的同時解決了污泥處置問題。但由于污泥的化學性質容易發生改變，進而可能對成品的穩定性產生不利影響，另外污泥中有機物在燒制過程中可能會產生二次污染的有害氣體，所以給水廠污泥用于實際應用還需不斷的探討。

目前污泥的資源化利用尚處在實驗性研究階段。在粉煤灰-粘土磚生產中，摻入體積比為30%～45%的給水污泥（含水率為60%～80%），燒制成品的性能可達到國家標準GB/T 5101—98;給水廠污泥做填埋場覆蓋材料的試驗結果證明：給水廠污泥在一般的填埋場壓實設備的操作壓力下防滲性能符合國家標準;污泥中的重金屬含量遠遠低于《農用污泥中污染物控制標準》的規定，并不減損封場后填埋場土地的農用價值;穿透污泥覆蓋層的雨水所含的污染物不會對填埋場的滲濾液處理能力造成沖擊。污泥的資源化應用還存在諸多問題，比如污泥性質的不確定性給產品造成的質量不穩定，制造過程的復雜性和制造成本高等，還有待于研究。

4.3? 再生鐵鹽

鐵鹽混凝劑也是給水廠常用的凈水劑。經過使用后，鐵鹽混凝劑混合大量雜質變成沉淀物，回收沉淀物中的鐵鹽，是目前給水廠面臨的課題。采用酸來再生鐵鹽，需要將沉淀污泥的pH值降到1.5～2.0。該法用酸量大，處理成本高，如何進一步降低處理成本，還需要尋求更便捷的方法。

5? 結語

隨著社會的發展，給水廠數量與日俱增，給水廠產生的污泥量數目較為龐大，為了保證城市給水廠污泥得到有效的處置，需包含多個高成本且復雜步驟和環節，因此，關于給水污泥處理及再生資源的有效利用的研究還需進一步加深。

參考文獻：

[1] 王圃，陸柯，李江濤等.一種衡量供水系統能耗合理性的新指標[J].重慶建筑大學學報，2005（3）：76～79.

[2] 程雪莉.給水廠污泥資源化利用研究[D].西安建筑科技大學，2014.