污水处理厂的污泥处置及利用途径探究_刘岗.pdf

清 洗 世 界Cleaning World专论与综述专论与综述专论与综述专论与综述第39卷第3期2023年3月0 引言在经济水平不断提高的今天，环境问题已然成为人们广泛关注的焦点问题，在各种环境问题中，污水处理厂中的污泥处理是最为常见的城市环境问题之一，只有找到切实可行的污泥处置方法与利用途径，才能最大限度降低污泥所带来的负面环境影响。因此，有必要对污水处理厂污泥处置以及利用途径进行分析，以此来让污泥处理处置工作实现全方位优化。1 污泥特性与危害污泥是城市在对污水进行处理之后所留下的产物，由于污泥内部的成分极其复杂，因此污泥往往会对周围的环境造成非常严重的影响。但若能找到适合的方法加强对污泥的利用率，就可以在保护环境的同时实现污泥资源化，让污泥成为助力城市发展的一部分。1.1 污泥特性分析污泥内部带有非常多的有机物以及各种病原体、寄生虫卵，由于污泥并不稳定，所以容易在降解过程中产生臭气并且污染到周边区域的环境形成二次污染。通常情况下，很多有害物质都会在污水处理期间进入污泥中，因此污泥还可以看作大量有机、无机物质的聚合体。污泥含水率较高且脱水困难，但是其内部带有一定量的植物营养元素，通过适当的处理方法可以将污泥转化为植物肥料。从成分角度分析，污泥可以划分为有机、无机两大类，以有机物为核心成分的污泥有着有机物含量高、易腐化的特征，而且因为污泥密度偏小，因此污泥脱水难度相对较高。而无机物污泥则属于沉渣，此类污泥颗粒粗且密度大，相较于前者更加容易脱水。在污水处理厂中，为了进一步提高污泥处理质量，应该重点分析污泥种类并采取相对应的处理方式。需要注意的是，因为污泥成分中带有一定的营养成分，所以在污泥处理期间应该坚持回收再利用，以此来降低污泥给生态环境造成的压力。1.2 污泥危害性分析污泥是水处理后的残留物质，污泥具有非常复杂的成分，虽然污泥中的氮、磷、钾等营养物质能够增强土壤肥力，优化土壤成分质量，但是盐分等物质则会强化土壤传导性，并影响到植物本身的养分平衡，降低植物的营养吸收能力，严重时甚至还会对植物的根茎造成损伤。与此同时，当污泥内的有机物质分解速率高于植物吸收养分速率时，在具有较高降雨量的地区如果撒布大量带有氮、磷物质的污泥，还会因为营养物质的渗透而污染地下水，水体富营养化将会打破原有的生态平衡。而且因为污泥中还带有重金属成分，一旦污泥中的重金属成分超出了限定值，则污泥便不能正常用作肥料。作者简介：刘岗（1986-），男，本科学历，中级工程师，研究方向：污水处理与固废处理处置工程。收稿日期：2022-10-24。文章编号：1671-8909（2023）3-0090-003污水处理厂的污泥处置及利用途径探究刘岗，朱兴达，姚文冲（杭州科运环境技术有限公司，浙江 杭州 310015）摘要：城市化进程的加快让城市资源消耗量与日俱增，而在资源消耗的同时，污泥排出量也在持续增多，大量的污泥将会给污水处理厂带来非常严峻的考验，只有进一步加强污泥处置并拓宽利用途径，才能将污泥带来的影响降至最低。本文对污泥特性与危害进行分析，并对污水处理厂中的污泥处置以及污泥的回收再利用途径提出个人看法，希望为关注污水处理厂污泥处置以及利用途径的人群带来参考。关键词：污水处理厂；污泥处置；污泥利用途径中图分类号：X703；TU992.3 文献标识码：A91第 39 卷刘岗 等.污水处理厂的污泥处置及利用途径探究2 污泥处理价值分析2.1 环境价值污水处理厂可以选择的污泥处理方式有很多，例如热干化就是一种较为常见的处理方法，通过蒸发水分并利用高温杀灭虫卵与病菌，可以增加剩余污泥的利用率。若能够将热干化结束后的污泥适当用作堆肥，还可以在一定程度上解决农业土壤营养成分失调的问题，进而满足农业生态环境可持续发展的目的，因此污泥处理具有较高的环境价值。2.2 社会价值从社会效益的角度出发，污泥通过恰当的处理方式可以生产出有机复合肥，这种肥料相较于单纯使用化肥所获得的效果往往会更好，有机复合肥即能够实现农业增产，其价格同样有所保障。此外，相较于以肥料的方式利用污泥，污泥还可以在矿山复垦中发挥出良好的作用，即可以将污泥视为土壤成分优化剂，借助污泥能够让矿山土壤中的微生物数量、活跃度上升。而且随着土壤成分上的变化，矿山还可以在长时间的农业种植中成为高产耕地。2.3 经济价值通过在城市中建设污泥消纳中心，可以实现对污泥的集中处理，并提高污泥处理后的二次利用率。市政污泥通常含有较高的热值，可单独新建污泥焚烧发电厂或者将污泥进行掺烧发电，污泥处理后的二次利用将会产生一定程度的经济效益，这部分经济效益将会对城市经济体系起到助推作用。除此之外，无论是污泥消纳中心还是污水处理厂，在开展污泥处理工作时，都需要大量相关人员，因此污泥处理还将会进一步提高城市就业率。3 污水处理厂中污泥常见处理处置方式3.1 污泥浓缩处理技术污泥浓缩技术的核心在于降低污泥含水量与体积，污泥体积的减小将会让后续处理工作的开展变得更加顺利。就目前而言，较为常见的污泥浓缩技术大致可以分为重力、空气浮选与离心机处理三类，重力法成本低廉普及简单，离心机法成本较高但效果最好，只要能够结合城市对污泥处理的需求选择最为适合的污泥浓缩处理方式，就能够将污泥造成的负面影响降至最低。3.2 污泥消化处理技术污泥消化处理是一种以微生物为核心的处理方式，例如在厌氧发酵法的作用下，污泥内的微生物将会通过无氧呼吸的方式对污泥内部的各种有机物质进行腐蚀，通过持续性腐蚀有机物质可以改变污泥的成分结构。而通过需氧发酵法进行处理，则可以通过微生物有氧呼吸的方式来分解消化污泥内部的有机物质。两种消化方法虽然都是通过微生物来进行有机物质消化，但是其适用情况却存在明显差异性。前者能够在使用中有效杀灭各种病原体以及虫卵，而且在消化期间还会生成甲烷，通过针对甲烷进行再次利用，可以进一步拓宽污泥的二次利用范围。而后者则能够在消化处理期间始终保障污泥性质稳定性，避免因为污泥理化性质变化而影响到污泥处理工作的正常进行。3.3 污泥预处理技术预处理技术是污泥脱水处理的前置技术，预处理可以采用的方式有很多，化学、物理等预处理技术所带来的效果往往各不相同。例如通过超声预处理技术，就可以借助声波传递的方式在污泥中生产微小气泡，气泡在破裂时会通过气穴现象生成很多活性自由基以及能够破坏微生物细胞壁的振动剪切力。超声预处理能够改变污泥原有的结构，进而让污泥脱水性能得到显著增强。超声预处理属于物理预处理方式，氧化法则是化学预处理方式的常见技术，通过在污泥中加入比例适当的氧化剂，可以打破污泥絮体结构并对大分子有机物进行降解。而且污泥絮体内原有的部分难以降解的有机物，还将会在氧化中变成具有溶解性的有机物，因此污泥在氧化法的作用下还可以发挥减量的作用。除此之外，污泥热水解技术作为一种新兴的污泥预处理技术也具有很高的开发及应用价值，污泥热水解是指将污泥置于密闭的容器中加热，使污泥絮体在一定的温度和压力下发生一系列物理化学变化的污泥预处理过程。污泥热水解过程中，污泥的微生物絮体解散，微生物细胞体破裂，胞内水被释放出来，提高了污泥的沉降性能和脱水性能。同时，大分子有机物释放并水解成小分子物质，提高了污泥的生物降解性能。综上所述在进行污泥预处理时，可以适当通过组合预处理的方式来进一步提高预处理效果，进而让脱水工作的开展变得更加顺利。3.4 污泥脱水处理技术污泥水分含量极高，因此污泥往往具有较强的流动性与较大的体积，在消化结束后，污泥将会呈现出液体化趋势，此时污泥的清理难度将会有所增加，因此需要通过脱水、干燥技术来实现对污泥的92第 3 期清 洗 世 界处理。目前较为常见的脱水技术为机械脱水，可以通过真空、过滤等方式来进行污泥处理。通过对过滤介质进行持续施加压力，可以通过压缩污泥中的水分来达到脱水的核心目的。相较于其他机械脱水方式，板框压滤机的脱水效果相对更好。需要注意的是，无论采用哪种脱水方式，污泥都需要在脱水之前进行预处理，通过改善污泥本身的脱水性能来满足脱水作业的实际需求。3.5 污泥焚烧处理技术污泥干化焚烧技术的主要作用就是让污泥实现最终资源化处置。污泥焚烧时要将污泥放入焚烧炉，然后通过在炉中加入过量空气来进行完全焚烧，焚烧结束后的污泥含水率将会大幅缩减，而且焚烧会减少污泥中的多环芳烃类污染物以及其他有机污染物。重金属离子虽然无法被焚烧直接清除，但是其体积却会大幅缩小并沉积在炉渣内，进而提高处理便捷性。污泥焚烧主要流程如下：污泥处理（浓缩、脱水干燥）、进入焚烧炉、尾气排放。污泥干化焚烧过程中产生的尾气经过一系列的尾气净化系统处理达标后便可以直接通过烟囱排放。4 污泥利用途径研究4.1 污泥堆肥污泥堆肥可以在好氧情况下分解各种有机物，经过无害化处理的污泥将会成为棕黑色肥料，通过在合适的地区适当加入肥料能够有效改善土壤营养成分，并促使当地农作物实现全面增产。目前可以采用的堆肥方式可以分为动态、静态堆肥两大类，只要能够结合地区发展条件与实际情况选择适合的堆肥方法，就能够让污泥肥料的价值最大化。4.2 林地利用与绿化在污泥处理结束后，无害污泥不仅可以进行农用，还可以在土壤成分改造中发挥非常重要的作用，污泥中本身便带有丰富的微量元素与养分，能够大幅增强森林土壤肥力。因此可以通过污泥的二次利用来对森林土壤成分进行全方位改造，借助污泥来增加土壤内部的有机物质与植物所需的养分，进而满足土壤范围内植物生长的实际需求。通过对污泥利用方式进行研究，污泥在处理结束后完全可以辅助开展绿化作用。无论是园林区域还是林地、草地，都可以在污泥的二次利用中提高土壤质量，进而让绿化工作的开展变得更加顺利。4.3 污泥消化能量再利用污泥厌氧消化可以在无氧环境下借助厌氧菌群来促使污泥中的有机物质实现液化、气化处理，处理过程中污泥上的寄生虫卵将会杀灭，即污泥能够以固定减量无害化的方式缩小体积。污泥消化通常可以分为两个阶段，其一为酸性消化，此时的高分子将会在水解酸化中消失，其二则是碱性消化，此时由碱性厌氧菌生成的物质将会在分解中形成甲烷等物质。消化作用不仅能让污泥变得更加稳定，而且污泥的体积也将大幅降低，在厌氧消化期间将会生成非常多的能量，这部分能量甚至高于污水处理期间所需要的能量，因此，可以对这部分能量进行二次利用，以此来为污水处理厂以及周边居民提供能源。需要注意的是，由于污泥消化过程不可缺少，消化环节可以与废水处理共同组成完善的处理系统，因此消化阶段的能源再利用可以在所有污水处理厂中进行普及。4.4 生态砖制造污泥在处理结束后可以用来制作生态砖，在制砖过程中，可以通过干污泥或者焚烧后的灰渣来进行制作。如果选择直接利用干污泥进行制砖，则应该对成分进行适当调整，通过让干污泥的化学成分保持与制砖粘土的一致性，以此来提高砖体质量。根据分析发现，利用污泥进行制砖时获得的砖体强度将会达到普通红砖的强度水平。因此只要能够控制配比，就可以让污泥通过制砖再利用的方式发挥出应有的作用。5 结论总而言之，污水处理厂中的污泥规模大且成分复杂，通过分析污泥处置方法与利用途径，可以大幅降低污泥对环境造成的危害。相信随着更多人意识到污泥处理处置与污泥再利用的重要性，污水处理厂的污泥处理处置方式将会变得更加完善。参考文献：1 沈登城.污水处理厂的污泥处置及利用途径探究 J.皮革制作与环保科技，2021,2(23):129-130+133.2 于立波，魏凯杰.污水处理厂污泥处置及利用途径研究 J.工程技术研究，2021,6(19):148-149.3 崔雅丽.浅析污水处理厂污泥处置技术与利用途径J.清洗世界，2020,36(08):56-57.