關于污水處理中污泥處理的可持續性分析

石秀花 李 駿

（新疆烏魯木齊市21 信箱 新疆烏魯木齊 830000）

引言

要想提高水資源利用率，減少環境污染，需要不斷更新污水處理工藝，隨著越來越多的新技術在污水處理實際作業中被應用，污水處理效率有著顯著提高，同時也對剩余污泥處理更加重視。通過科學處理污泥，可以減少城市環境污染，提高污水處理質量。因此，需要加大力度研究污水處理中的污泥處理工作，優化污水處理措施，促進污泥處理實現可持續發展。

1 污泥處理概述

1.1 處理原則

城市污水處理中，污泥處理需要遵循穩定性、無害性、資源性以及減量性這四個原則。

（1）穩定性。采用物理處理方法或化學處理方法，使污泥保持在穩定狀態下，不會持續降解，目的是為了避免污泥由于不穩定降解出現二次污染。

（2）無害性。對污泥中所包含的大量病原菌和病菌等危險因素可以通過殺菌消毒，將其中的病菌和寄生蟲殺死，確保后續應用安全衛生[1]。

（3）減量性。所有固體廢棄物處置是通過減量減容實現成本降低的。

（4）資源性。污泥處理的目的在于資源化，當前主要的資源化途徑就是制作成化肥或是改良土壤或是補充燃料。

1.2 處理思路

隨著城市污水處理站的建設速度、規模的擴大，處理工藝的完善，污水處理中污泥總量增速明顯，特別是通過除磷法脫除含磷物質，相較于其他處理方式，污泥量增加30%。城市污泥處理最佳方法是土地資源化處理，但是在土地上，沒有處理或處理不徹底的污泥大規模使用會受到限制。（1）高效利用碳和營養物質；（2）受到農業用地及其與污泥距離的限制；（3）前期投入與后期管理費用影響；（4）高效安全利用被法律、管理、土地所有者接受度等方面限制[2]。

1.3 分類技術

（1）污泥消化處理。該技術可以實現污泥減量，包括了厭氧消化以及好氧消化，其中主要為厭氧消化。我國當前有大約20個城市建立了污泥厭氧消化處理系統。厭氧消化處理能實現污泥減量和穩定，相對于其他技術而言，其能夠降解污泥中的有機物，使其轉化成甲烷氣體，進而實現減容[3]。污泥完全消化時，能夠降低污泥惡臭。另外，若是應用高溫厭氧消化能夠將病原微生物殺死，進而讓消化污泥符合衛生學指標，改善消化污泥穩定性以及脫水性。但是該技術也存在不足，也就是在厭氧消化后，污泥無法完全保持穩定，需要持續處理。

（2）污泥堆肥處理。該技術是污泥土地使用前的一種處理技術，其包括好氧堆肥與厭氧堆肥。一般采用連續發酵好氧工藝。堆肥工藝是利用堆肥降解污泥中微生物，進而使污泥穩定。堆肥時所產生的熱量可以保證高溫，有助于堆肥后污泥與衛生學標準相符，以便于以后土地被利用。按照我國污泥統計數據，其中的有機質含量大約在37.8%，磷、氮、鉀的總含量分別在1.57%、3.0%和0.7%左右。對比國家堆肥養分標準，各項均滿足要求[4]。因此，污泥利用合理堆肥工藝能夠穩定處理污泥，使其資源得到有效利用。

（3）污泥填埋處理。該技術屬于常用通用方式，但是其不適用于全部污泥，其中存在限制因素。污泥本身具有土力學性質，填埋后會導致環境影響。一般污泥含水率大約為78%-82%，被含水率影響，污泥本身抗剪力低，與填埋場要求不符。因此，填埋場一般不傾向于此類污泥。按照現行要求，厭氧產沼等處理后殘余的固態物和污泥在經過處理后，其含水率不超過60%，才符合生活垃圾填埋處理標準。

2 城市污水處理中污泥處理可持續對策

2.1 處理途徑選擇

城市污水處理廠中的污泥重金屬主要為銅、鋅等物質，其中的有機物含量可以達到60-70%，污水中磷、硼等總含量可以達到40-90g/kg。相較于發達國家城市污水處理廠污泥含量而言，我國污泥中所含有的有機組分含量要低。就當前污水處理工藝發展而言，更多污水處理廠應用脫氮處理工藝，其中的N、P 含量增加，加強堆肥可行性利用。但是，污泥中含有微量金屬元素，有些金屬元素或是含量接近甚至超過標準，因此污泥回用在農田利用中需要根據情況判定[6]。污泥本身熱值含量高，若是能夠控制好污泥含水率，污泥能源利用可行性會增強。

2.2 可持續對策

選擇污泥處置途徑需要兼顧各方效益平衡，例如環境、生態和經濟方面的效益。污泥處理需要兼具以下特征：環境可行、經濟合理、社會接收。一般污泥處理中，衛生填埋污泥需要進行消化處理，進而實現穩定、無害才能夠進行填埋處理，進而縮小污泥填埋導致的二次環境影響和風險。另外，消化處理污泥容積大大減少，基于此需要持續減少污泥運輸、脫水和填埋費用，相較于污泥直接填埋處理而言，總運行費用少，環境影響也較小，導致的環境風險較少[7]。一般的焚燒工藝可以省略消化處理，減少由于消化處理導致的熱值下降。因此，污泥處理途徑組合和污泥最終處理去向有關。計算污泥投資和運行費用根據是：混合污泥產量大約是10000m3/d，其污泥含水率在99%。根據絮凝劑標準添加并進行濃縮處理，含水率能夠下降到95%。

（1）焚燒處理。流化床焚燒爐本身工藝性能被證明是污泥焚燒最好方法。在這些年期間，威望迪公司在全世界范圍內建造了多個流化床菲少爐，一般在穩定情況下無需添加燃料就能夠達到熱平衡，若是污泥熱值過低，交換器需要足夠大來提高風室溫度。若是溫度不符合規定，則需要進行加熱干燥。對于趕回處理工作而言，無所謂污染純污泥，重金屬也不是干擾因素。因為灰本身就由氧化物發展得來的，滲透力低，其可以回制作成水泥，在工業建設等環節中應用。最后，副產物是清除酸。受到重金屬污染的污泥只能夠被特殊填埋，但是數量少，可以與城市固體廢棄物一同被焚燒。為降低投資，城市污泥和垃圾在同一焚燒爐中進行焚燒。一般情況下，每人每天所產生的脫水粘性污泥數量為150-250g，垃圾為1-3kg。按照焚燒爐設計，可以采用10-25%粘性污泥對爐子溫度進行控制[8]。

（2）消化干燥。當前，人民群眾對于能源需求量持續提升，人們在不斷尋找新能源類型中，太陽能屬于廣泛應用類型。有研究人員在污泥厭氧消化中補充熱源，另外，有人員同自行設計的混合污泥干燥裝置脫水，干燥處理含水率超過80%污泥，同時利用污泥干燥處理可行性。通過研究得到，利用太陽能可以較好對污泥進行干燥處理，在實際應用時，為了防止被天氣因素影響，需要考慮加入輔助熱源。通過消化干燥處理，可以進一步將污泥中的有害物質降解掉，符合環保要求。

（3）填埋處理。污泥填埋護理需要科學選擇，同時在必要場地設置防護處理或是設置合適距離，建立并運行管理需要采取嚴格的管理制度進行科學操作，通過公開合法環境影響因素進行評價。污泥填埋的優點在于投資少，處理容量比較大，可以實現斷區減小，但是缺點在于污泥填埋的占地面積比較大，在污泥土力學性質上的要求杠桿高，場地和運輸等方面的費用更高，需要做好地基防滲處理，防止周邊地下水被污染。隨著土地資源的逐漸緊張，人民群眾環保意識逐漸提升，近年來的污泥填埋處置占比逐漸縮小。

（4）空氣氧化。威望迪稅務系統所研發的ATHOSTM 設備被證實在中性溫度以及壓力下是高效的，總COD 的80%被氧化，其與20%能夠實現融合和高度生物降解，無需后續脫水，廢氣也無毒性，固體礦物副產品中的重金屬屬于不可滲透形式，其主要應用在道路建設上，同時液態部分中，可生物降解部分COD 能夠便于污水廠反硝化碳源，使污水污泥處理更加環保。

（5）環保肥料。污泥填埋處理會浪費大量土地資源，甚至會導致二次污染。污水處理廠每日生產大量污泥，將其制作成廢料不僅環保，也能夠實現廢物利用。對此，可以利用微生物分解污泥，為促使污泥發酵，需要在其中人為加入菌種，打破污泥果凍狀態，逐漸釋放其中包裹的水分，降低污泥含水量，使污泥更加松散，能夠作為肥料使用，用于農作物、花卉等種植，符合科學、環保處理污泥的要求。

結語

綜上所述，通過對比分析發現，未來的城市污水處理廠中的污泥實現可持續利用主要圍繞農用處置進行，輔助途徑為燃料焚燒處置。在建設大型污水處理廠中，考慮利用農用方式處理污泥時，需要規劃污泥的運輸和施用計劃、施用土地的性質和面積等；如果計劃施用一般填埋處理方式處理污泥，對于污泥脫水方案方面的設置有著較高的要求，同時合理規劃論證填埋場選址；如果計劃應用焚燒處理則需要詳細分析所要建設的污水處理廠中污泥成分，進而為污泥焚燒可行性奠定堅實的基礎。同時，需要積極創新污泥處理技術，尋求固廢處理和資源利用渠道，加大污泥處理及管理工作，為后續污泥處理可持續發展和可行性研究提供參考。