城市污水處理廠污泥的處理處置技術分析

張 宣

（河北新瀾環保工程集團有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

在城市污水處理廠的運行過程中，通常會伴隨著較多的污泥產生。如果這些污泥得不到及時有效的處理與處置，不僅會降低城市污水處理廠的后續運行效果，同時也會對城市環境造成一定程度的污染，從而對城市經濟和環境的發展帶來諸多不利。基于此，城市污水處理廠和相關技術人員一定要對其中的污泥特征做到充分了解，然后根據實際情況，采取合理的技術措施對其進行處理與處置。通過這樣的方式，才可以讓城市污水處理廠中的污泥問題得以良好解決，促進城市經濟、環境之間的協調可持續發展。

1 城市污水處理廠的主要污泥特征

在城市污水處理廠的運營過程中，其處理工藝將會對污泥產量及其特征產生很大程度的影響作用。比如，在對某市污水處理廠的污泥含量調查中發現，其中的有機質、氯、鉀和磷的含量都比較高。表1 為某市污水處理廠污泥中的主要有機質和營養物質含量情況：

表1 某市污水處理廠污泥中的主要有機質和營養物質含量情況

通過表1 數據可以看出，在該市的污水處理廠污泥中，無論是有機質還是營養物質，其含量都比較高。另外，在該市污水處理廠的污泥中，也含有一些的重金屬，包括Hg、Cr、Cd、Ni、Cu、Zn 等，且其中也存在很多的病原微生物。由此可見，該市污水處理廠中的污泥污染程度比較嚴重，如果不經過科學的處理與處置，便會對該市的生態環境造成嚴重污染，并危及到人們的身體健康[1]。因此，城市污水處理廠和相關單位應加大力度對污泥處理與處置技術進行研究，通過合理的技術措施進行污泥處理與處置，以此避免環境污染問題產生。

2 城市污水處理廠中的污泥處理技術應用

在對城市污水處理廠中的污泥進行處理時，其主要的處理技術包括污泥濃縮處理技術、污泥穩定處理技術、污泥調理處理技術以及污泥脫水處理技術等。以下是對這幾種主要污泥處理技術所進行的應用分析。

2.1 污泥濃縮處理技術的應用

在對城市污水處理廠的污泥進行處理時，污泥濃縮是一種比較常用的處理技術，其主要目的是將污泥中的含水率降低，使其污染體積減小，以此來為后續的污泥處理工作提供足夠便利。就目前來看，應用在污泥濃縮處理中的技術比較多，如離心濃縮技術、氣浮濃縮技術、沉降濃縮技術等。其中，離心濃縮技術的主要原理是對污泥液相和固相之間的密度差加以利用，通過離心機的高速旋轉來實現污泥的固液分離，從而達到良好的污泥濃縮效果；氣浮濃縮技術的主要原理是讓微小的氣泡黏附在淤泥顆粒上，讓污泥的密度小于水的密度，從而使其從水中被分離出來，達到良好的污泥濃縮效果；沉降濃縮技術的主要原理是將污水引入連續污泥濃縮池或間隙污泥濃縮池中，借助于污泥固體顆粒和水的密度差異來實現污泥沉降，從而達到良好的污泥濃縮效果。

2.2 污泥穩定處理技術的應用

在城市污水處理廠的污泥處理中，污泥穩定處理技術也是一項關鍵的處理技術。通過該技術的合理應用，可讓污泥中所含有的揮發性物體含量得以顯著降低，從而使污泥更加穩定，避免其中的揮發性固體對環境產生污染。就目前來看，應用在城市污水處理廠中的污泥穩定處理技術主要包括石灰穩定處理技術、好氧消化穩定處理技術以及厭氧消化穩定處理技術等，其中最為常用的穩定處理技術是厭氧消化穩定處理技術。

所謂厭氧消化穩定處理技術，就是讓污泥處在沒有氧的環境中，通過兼性菌以及厭氧細菌來降解污泥中的揮發性有機物，使其轉變為甲烷、二氧化碳、硫化氫氣體和水，從而達到良好的污泥穩定效果。在通過厭氧消化穩定處理技術對城市污水處理廠中的污泥進行處理時，一定要對其溫度和pH 等參數加以嚴格控制。通常情況下，其高溫需要控制在50～55 ℃，中溫需要控制在33～35 ℃，pH 值需要控制在7.0～7.3[2]。為實現消化效率的進一步提升，消化處理中，工作人員一定要對消化池做好攪拌工作，使其中的營養和微生物在處理中接觸充分，從而有效促進微生物在消化池中的生長和繁殖，達到更好的消化處理效果。在此過程中，應根據每天需要處理的污泥總量和污泥投配率來為消化池合理設計有效容積，具體設計中，可按照公式（1）來進行消化池的有效容積計算：

式中：V 為消化池的有效容積，m3；V′為污水處理廠中每一天需要進行厭氧消化穩定處理的污泥總量，m3/d；P 為污水處理廠中的污泥投配率，%。同時，在通過此項技術進行污水處理廠中的污泥穩定處理時，由于處理過程中會伴隨著大量的沼氣產生，所以在對消化池進行設計時，設計者需要使其和一些沼氣收集與儲存等設施相配合，以此來實現沼氣的良好回收和利用。圖1 為污水處理廠中的污泥厭氧消化穩定處理工藝流程示意圖。

圖1 污水處理廠中的污泥厭氧消化穩定處理工藝流程示意圖

2.3 污泥調理處理技術的應用

在對污水處理廠中的污泥進行處理時，為實現其脫水性能的良好改善，還需要做好污泥調理工作。具體處理中，污泥調理的技術有很多，比如加熱調理技術、冷凍調理技術、加藥調理技術等，其中最為常用的是加藥調理技術。在通過此項技術進行污泥調理時，需要將化學絮凝劑加入到污泥中，讓污泥和水的親和力被破壞，并實現污泥自身比抗值的降低。就目前來看，應用在污水處理廠污泥調理處理中的加藥處理技術主要包括臭氧穩定處理技術、氯穩定處理技術以及石灰穩定處理技術。其中最有效的是臭氧穩定處理技術，具體調理中，其主要的技術方法是通過泵送的方式將污泥泵入到臭氧化反應裝置內，通過臭氧化作用讓污泥內的細胞水以及間隙水得以有效釋放，從而實現污泥脫水性能的良好改善[3]。該方法不僅安全有效，且具有良好的消毒殺菌作用，經該方法處理之后，并不會出現二次污染情況。因此，在污水處理廠對具有較高危險性的污泥進行調理處理時，臭氧穩定處理技術非常適用。

2.4 污泥脫水處理技術的應用

污泥脫水就是將污泥中的含水率降低到80%以下，這樣便可將附著在污泥表面上的水分和污泥中含有的毛細水去除，從而實現污泥體積及其質量的進一步減小。在對污水處理廠中的污泥進行脫水處理時，其主要的技術有兩種，一是自然干化脫水技術，此項技術主要是通過自然晾曬的方式讓污泥中的水分蒸發出去。但是具體應用中，該技術難免存在一定的局限性，只有在確保氣候足夠干燥、土地面積充足且衛生條件良好的情況下才可以應用。二是機械脫水處理技術，相比較自然干化處理技術而言，此項技術的應用更加靈活，就目前來看，應用在此項污泥脫水處理技術中的機械設備主要包括板框壓濾機、轉筒離心機和帶式壓濾機等，具體處理中，需根據實際情況和實際需求來進行機械的合理選擇和布置[4]。

3 城市污水處理廠中的污泥處置技術應用

在通過污泥處理技術對城市污水處理廠中的污泥進行處理之后，雖然其體積已經得到了顯著縮小，但是出于城市面貌和空間土地規劃等各方面綜合因素的考慮，還需要對剩余的污泥殘渣等進行進一步處置。就目前來看，應用在城市污水處理廠污泥處置中的主要技術包括污泥干化焚燒處置技術、污泥填埋處置技術、污泥土地利用處置技術以及污泥建筑材料利用處置技術。以下是對這幾種常用污泥處置技術進行分析。

3.1 污泥干化焚燒處置技術的應用

在對城市污水處理廠中的污泥進行處置時，干化焚燒處置技術是最為常用的一種技術形式。該技術的主要原理是在高溫焚燒爐中讓待處理污泥在過量空氣進行氧化燃燒，其溫度通常在800～1 200 ℃，在這樣的高溫燃燒條件下，污泥中所含有的病原體和有機質將全部被氧化和熱解，從而被徹底破壞。同時，在經過干化焚燒處置之后，污泥殘渣所占體積僅僅在原來的10%左右，從而達到良好的污泥處置效果[5]。圖2是城市污水處理廠中的污泥干化焚燒處理技術流程示意圖。

圖2 城市污水處理廠中的污泥干化焚燒處理技術流程示意圖

3.2 污泥填埋處置技術的應用

所謂污泥填埋處置技術，就是將污水處理廠中經過脫水處理之后的污泥進行簡單的消毒處理，然后直接將其運輸到城市垃圾填埋場中，和城市中的生活垃圾一起填埋處理。因為污泥填埋處理技術的運行十分簡單，操作十分便利，且不需要花費更多的經濟成本，所以在很多城市污水處理廠的污泥處置中，此項技術都很受歡迎。但是在實際的應用過程中，污泥填埋處理技術也體現出了很多的弊端，首先是此項技術的應用需要占用的土地面積很大，并不能滿足現代化城市的土地規劃及其實際發展需求；其次是在進行污泥填埋處置的過程中，如果不能對其濾液進行科學處理，便很容易對環境造成二次污染，導致填埋場及其周邊的地下水和土壤條件被破壞。由此可見，污泥填埋處理技術在城市污水處理廠污泥處置中并不能真正達到良好的資源化以及減量化效果。基于此，在城市發展與污水處理廠污泥處置需求的增加中，此項技術的應用將更具局限性。

3.3 污泥土地利用處置技術的應用

在對污水處理廠中的污泥進行科學處理之后，可將污泥或污泥產品用作肥料或用作土壤改良中的材料。比如，在本次所研究的某市污水處理廠中，由于其主要的污水是生活污水，應用到其中的污水處理工藝主要是生物處理。該市污水處理廠中的污泥具有較高的有機物含量，同時其中的鉀、磷和氯等含量也比較高，但是其中的重金屬含量以及有毒有害物質的含量相對較低。基于此，在對其污泥進行處置的過程中，便可將其用作農用堆肥，以此來達到土壤團粒的形成、土壤肥力的提升和土壤熱化等效果，同時也可以讓土壤溫度適當提高，并使其具備更好的保水保肥效果[6]。通過這樣的方式，不僅可以讓污泥處置所導致的土地資源浪費問題得以有效解決，同時也可以實現污水處理廠中污泥的資源化利用，從而收獲到相應的經濟效益。但是在此項處置技術的具體應用中，為防止環境受到二次污染，相關單位和技術人員還需要加強污泥處理技術及其處理效果的監督，以此來保障污泥在土地中的利用效果。

3.4 污泥建筑材料利用技術的應用

對于污水處理廠中處理過后的污泥，除了可以將其用作肥料施加到土地中之外，還可以將其應用到建筑材料中，從而達到良好的資源化利用效果。比如，可將處理好的污泥作為添加料添加到水泥中，或將處理好的污泥用作陶粒和磚材制作中的輕質骨料，從而使其在建筑材料中得以良好應用。目前，污水處理廠中的污泥建筑材料利用技術已經受到了世界各國的高度重視，而在我國的很多經濟發達地區，此項污泥處置技術也已經投入了應用。這對于污水處理廠中的污水處置、建筑材料制造技術的提升、社會經濟與環境的發展都將起到非常積極的促進作用。

4 結語

隨著城市污水處理廠污水處理量的增加，其運行過程中的污泥產量也在進一步增長。為實現污水處理廠中污泥的良好處理與處置，避免污泥處理和處置不當所導致的二次污染以及土地資源浪費情況，城市污水處理廠、相關單位和技術人員應加大力度對其處理和處置技術進行深入研究，結合城市污水處理廠中污泥的實際情況與城市的實際發展需求，采取合理的技術措施來進行污泥處理和處置。通過這樣的方式，才可以有效確保城市污水處理廠中的污泥處理和處置效果，滿足污水處理廠的運行與城市發展需求，并使城市環境得到良好保障。