徐 静

(兰州工业学院,甘肃 兰州 730070)

【摘 要】污泥是污水处理的衍生物,其成分复杂,含水率高,有机物含量高、含有有毒有害物质以及病原菌、细菌、病毒等,若不经过规范的处置,将会对环境造成严重的影响。因此简单介绍了焚烧、土地利用和填埋等污泥处置技术,其处置目的最终达到稳定化、无害化、减量化和资源化。

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关键词 污泥;处置;焚烧;土地利用;填埋

城镇污水处理厂污泥是污水处理的产物,主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。每万m3 污水经处理后污泥产生量(按含水率80%计)一般约为5~10 t。随着我国城镇污水处理率的不断提高,城镇污水处理厂的污泥产量不断增加。并且在全国范围内只有小部分的城市污水处理厂对污泥进行处理处置,而大部分没有进行规范处理,这样极易对水体、土壤造成二次污染,因此对污泥处理系统的研究具有重要意义。污泥处理与处置的目的主要有四个:一是稳定化,通过处理使污泥停止降解,使污泥稳定化,从而避免二次污染;二是无害化,杀灭寄生虫卵和病原微生物;三是减量化,减少污泥最终处置的体积,降低污泥处理及最终处置费用;四是资源化和最终处置,在处理污泥的同时实现化害为利、循环利用、

保护环境的目的 [1]。

1 污泥的分类与性质

污泥是在城市污水处理后产生的固态或半固态物质,是一种由有机残片、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的来源和形成过程十分复杂,不同来源的污泥,其物理、化学和微生物学特性不同。

1.1 污泥的分类

污泥按照不同的标准可以分为以下几类:

(1)按污泥从水中分离过程可分为沉淀污泥和化学生物处理污泥,沉淀污泥包括物理沉淀污泥和混凝污泥;化学生物处理污泥主要是指对污水进行二级处理过程中产生的污泥,包括活性污泥法和生物滤池、生物转盘等产生的污泥。在现代污水处理厂污泥大多是沉淀污泥和生物处理污泥的混合污泥。

(2)按污泥成分及性质可分为有机污泥和无机污泥。有机污泥是以有机物为主要成分的污泥,这种污泥易于腐化发臭,颗粒较细,相对密度较小,含水率高且不易脱水。无机污泥是以无机物为主要成分的污泥,其颗粒较粗,相对密度较大,含水率低且易于脱水,流动性差。

(3)按污泥的来源进行分类有初次沉淀污泥、剩余活性污泥、腐殖污泥、消化污泥和化学污泥。初次沉淀污泥来自于初次沉淀池,其含水率一般为95%~98%。剩余污泥来自于活性污泥法的二次沉淀池,含水率一般为99%~99.9%。腐殖污泥来自于生物膜法后的二次沉淀池,含水率一般为97%~99%。初次沉淀污泥、剩余活性污泥和腐殖污泥统称为生污泥或新鲜污泥。生污泥经过消化处理后的污泥称为消化污泥或熟污泥。化学污泥是经过絮凝沉淀和化学处理过程中产生的污泥,如酸、碱废水中和以及电解法等产生的沉淀物。

1.2 污泥的性质

污泥的含水率高,有机物含量高,并且容易腐化发臭,颗粒较细,比重较小,重金属含量高,含有病毒、细菌、大肠菌等微生物。

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质量与湿污泥总质量之比,含水率是污泥最重要的物理性质,它决定了污泥的体积。一般情况下,初沉污泥的含水率通常为97%~98%;活性污泥的含水率通常为99.2%~99.8%;污泥经浓缩之后,含水率通常为94%~96%;经脱水之后,可使含水率降低到80%左右。随着含水率的降低,污泥由液态逐渐转变为固态。

1.2.2 挥发性固体

挥发性固体(用VSS表示),是指污泥中在600℃的燃烧炉中能被燃烧,并以气体逸出的那部分固体。通常用于表示污泥中的有机物的量,常用mg/L表示,有时也用重量百分数表示。VSS也反映污泥的稳定化程度。一般情况下,初沉污泥挥发性固体的比例为50%~70%,活性污泥为60%~85%

1.2.3 污泥热值

污泥的燃烧值表示了污泥的含能量,污水厂污泥的热值与污水水质、排水体质、污水及污泥处理工艺有关。就干固体而言,污泥具有较高的能量利用价值,可通过将污泥直接干化焚烧。通常污泥中有机物含量越高,污泥热值也越高。

1.2.4 有毒有害物质

污泥中含有的有毒有害物质主要是重金属和有机化合物,这两类都来自于污水,而污水中有毒有害物质主要来源于工业废水,因此,城市污水中工业废水所占比例和工业废水排入市政排水管道前的预处理水平,是决定了污水厂污泥中有毒有害物质含量的关键因素。

1.2.5 微生物

由于城市污水主要来源于生活污水,而大肠菌、大肠粪菌等都是人类生活的排出物,故它们在城市污水和污泥中的含量较高,且基本保持恒定。在污水处理过程中,细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悬浮颗粒上,随颗粒的沉淀也沉积到污泥中[2]。

2 污泥的处置方式

对于污泥的处置方式目前主要有焚烧、土地利用、填埋。

2.1 污泥焚烧

污泥焚烧是指利用焚烧炉将脱水污泥加温干燥,再用高温氧化污泥中的有机物,使污泥成为少量灰烬。这样使污泥中有机物全部碳化,烧死病原体,也可对含有重金属或化学污染的污泥实现完全的惰化处理,可最大限度减少污染,且焚烧后产生的焚烧灰可以用作改良土壤、制作建材等。

污泥焚烧技术可分为两类,直接焚烧技术和混合焚烧技术。直接焚烧是在污泥含水率较低和热值较高的前提条件下,添加少量辅助燃料或不添加辅助燃料进行焚烧处理。混合焚烧技术是指将污泥与其他可燃物(如煤、生活垃圾和生物质等)进行混合燃烧。污泥焚烧的设备主要有流化床、多层炉排炉、带式炉、熔融炉、回转窑炉和旋风炉等,目前流化床焚烧炉是污泥焚烧的最主要的设备[3]。

2.2 土地利用

污泥的土地利用是将经过妥善处理至符合一定标准的污泥或其产品作为肥料或土壤改良材料,用于农田利用、园林绿化或土地改良等场合,是一种积极的、可持续性的污泥最终处置模式。

污泥的很多特性决定了其具备土地利用价值。(1)污泥中含有养分和微量元素,可以提高土壤的肥力,促进植物生长。(2)污泥中含有大量的矿物质与土壤基本相似,将污泥经过预处理后,可改善土壤现有的物理化学环境条件。(3)土壤生态系统具有一定的自净作用,包括物理净化、化学净化和生物净化,可使污染物在土壤中分散,转移和稀释,将有机物分解为无机物,从而降低污染物浓度。

2.3 污泥填埋

污泥填埋分为单独填埋和混合填埋,在欧洲脱水污泥与城市垃圾混合填埋比较多,而在美国多数采用单独填埋。混合填埋是将污泥撒在城市垃圾上面,混合均匀后铺放于填埋场内,压实覆土。污泥单独填埋分为三种类型:沟填、平面填埋、筑堤填埋。沟填是指挖沟后将污泥填埋,其对于填埋场地要求具有较厚的土层和较深的地下水位,以保证开挖深度。平面填埋是将污泥堆放在地表面上,再覆盖一层泥土,不需要挖掘过程,适用于土层薄或地下水位浅的场地。堤坝填埋是指在填埋场地四周建有堤坝,污泥通常由堤坝向下卸入。

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参考文献

[1]宋正清.浅析市政污泥的处理与处置[J].黑龙江科技信息,2008,4.

[2]张自杰.排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.

[3]李辉,吴晓芙,蒋龙波,等.城市污泥焚烧工艺研究进展[J].环境工程,2014,6.

[责任编辑:张涛]

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