通溝污泥處理技術發展及問題探討

周 琪

北京北排水務設計研究院有限公司，北京 100124

1 通溝污泥性質概述

通溝污泥主要來源于污水中的顆粒物和雜質、道路降塵、垃圾及建設工地泥漿等，其組成為水礦化顆粒物混合物，總體上呈弱堿性，有機燒失量含量占總干基污泥的10%～30%，植物營養成分和熱值較低，含水率受清淤方式、清撈周期和排水體制等影響，沉積物質中含有重金屬、細菌和寄生蟲卵等有害物質，粒徑小于0.2mm的顆粒物含量較高，其自然沉降較好，添加絮凝劑后可有效降低其濁度，具有點多、面廣、分散、不定時及局部量小等特點。溝泥中污染物性質和含量受地區分布，管道服務對象、范圍、性質，以及其在管道內的位置等因素影響。

2 通溝污泥處理處置技術的發展

2.1 傳統處置方法

溝泥成分復雜且不同成分粒徑范圍差異巨大，因此無法采用常規的機械脫水、加熱干化、消化穩定化等方式進行處理。早期，對于溝泥，人們多采用自然風干后直接填埋的粗放型處理方式，占地面積較大，且對氣候要求較高，臭味明顯，對周邊環境衛生安全造成嚴重影響。

2.2 水力淘洗分離

水力淘洗將溝泥進一步分離為脫水殘渣、粒徑大于0.2mm的砂石和污水。脫水殘渣一般采用衛生填埋處理；粒徑小于0.2mm的顆粒物和污水納管排入下游污水處理廠處理；砂石有機燒失率低于3%，把其填埋或作為建筑材料資源化利用。該工藝存在主要問題是消耗水量巨大，對顆粒物的粒徑分級程度不夠，篩出物的資源化利用程度較低。具體實例如圖1所示。

圖1 上海長寧區溝泥水力淘洗處理工藝流程

2.3 濕式多級分離技術改進

溝泥后續處理技術的發展主要集中在混合物精細化分級，分類填埋或資源化利用，提高機械化處理程度，減少人工作業，節水節電等方面。

具體改進細節如下：①將粗格柵調整為水平振動篩網，以避免設備損壞，硬質物、韌性較強的物質等進入進料池。常規一般在儲泥池上方設置規格為50～100mm的網狀粗格柵進行篩分，當改進為水平振動篩網后，能提高篩分效率并減少人工作業。②調整儲泥池結構。溝泥自然沉降性能較好，可以利用自然沉降對儲泥池中溝泥初步分級。將儲泥池改進為分格式結構，分別為粒徑大且密度高的沉積濃縮池和粒徑小且密度低的懸浮取水池，并提高儲泥池停留時間，可實現洗滌轉鼓（螺桿運輸）和洗砂裝置（潛水吸砂泵運輸）分質喂料，起到節水節能的效果。③增加特細砂分離裝置。水力淘洗處理工藝中粒徑小于0.2mm的特細砂隨洗滌水排入污水處理系統，特細砂在泵站集水池和管道中沉積，需要人工及時清掏，否則影響設備運行，并將導致污水處理廠沉砂池和生物處理環節處理效率下降。④增加有機物分離裝置。溝泥中的油脂會對特細砂的沉淀效果產生不利影響，同時分離出的砂石有機物含量高時，易腐敗產生臭味，不利于長期儲存和后續資源化利用。增設高效擦洗和細粒徑分離設備，增加曝氣裝置，可去除砂石表面油脂；增設有機物分離設備，在特殊設計的水力流場作用下，去除砂石表面輕質有機物。⑤沖洗水回用。溝泥濕式多級分離處理工藝耗水量較大。在南方多水城市，沖洗水源一般就近采用河水，原水經2mm過濾裝置處理；在北方少水城市，沖洗水源多采用中水或是污水處理廠二沉池出水。溝泥沖洗水經處理后可回用于溝泥前端預處理，從而達到節水目的。具體實例如圖2所示。

圖2 河南省漯河市溝泥改進處理工藝流程

2.4 國外溝泥處理技術

以日本為例，結合該國國情，通溝污泥主要采用資源化利用的處置方式。神戶市與“水ing”及“三菱”旗下肥料公司合作，成功從通溝污泥中回收磷生產農業肥料。福岡市從溝泥厭氧發酵產生的沼氣中提取燃料氫，供給市內燃料電池公交車。佐賀市和“東芝”公司、日本綠蟲藻公司等五家企業和團體合作，從溝泥發酵產生的沼氣中提取二氧化碳，培養綠蟲藻，作為飼料等生產原料投入使用。長崎市和松山市則對溝泥進行熱處理，經后續處理后制為固體燃料，供火力發電站和水泥廠使用。

3 結論與建議

3.1 結論

排水管道的養護和污泥處理處置設施的完善工作日益受到重視，不僅關注給水處理廠或污水處理廠終端污泥，排水管渠清掏出的溝泥也逐步得到全面妥善處理，從最早的自然風干、晾曬然后采用填埋或是填入偏僻地區取土坑的粗放型處置方式，轉變為濕式多級分離處理，將溝泥進一步分離為單一、穩定的成分，為后續衛生填埋或作為建筑材料（建筑用砂、水泥骨料、道路基層材料等）資源化利用提供了條件，降低了對環境衛生安全的不利影響。

3.2 建議

（1）在工程實踐的同時加強理論研究。通溝污泥中不同顆粒物粒徑和含量差異較大，處理技術主要是利用水力、機械力和重力，結合粒度分選對溝泥中重砂石、特細砂、輕質有機物和油脂等不同組分進行進一步分離，保證后續資源化利用，并有利于污水處理提質增效，因此在開展工程實踐的同時應加強對流體力學、泥沙運動的理論研究。

（2）加強全過程控制。污水處理或污泥處理各個環節會相互影響，全過程中各個環節都應該充分發揮該環節的作用，不能把壓力集中在終端。排水設施養護單位應與環衛、水務管理部門聯合，借助執法權加強上游管理。例如，加強地上生活垃圾收集清運，減少進入排水管渠的垃圾量；建設工地排水經過預處理后外排，降低進入排水管渠的建筑泥漿砂石量；完善上游化糞池、隔油池、初期雨水處理構筑物等設施，減少進入排水管渠的固渣、油脂等。

（3）通溝污泥分類收集、處理和處置。我國現有排水體制存在合流制和分流制兩種基本形式，現狀排水管渠存在雨污水錯接、混接等各種問題。理論上，污水管渠溝泥和雨水管渠溝泥性質應存在較大差異，在區域雨污分流制改造不斷完善的前提下，后續可對不同性質排水管渠溝泥采取分類收集、處理和處置的方式。同時，隨著城市黑臭水體治理工程項目的推進，溝泥處理設施可對城市硬化河道和自然水體的清淤底泥進行合理處置。