某城市污水處理廠污泥處理處置方案的選擇

摘 要：在介紹某城市污水處理廠運行及污泥情況的基礎上，對比當前城市污水廠污泥處理常用的污泥脫水方案和污泥消化后脫水方案，根據當地情況，選取污泥脫水方案為該污水處理廠的污泥處理方案，并提出將處理后污泥作為農田肥料的最終處置方案，達到無害化，資源化綜合利用的目的。

關鍵詞：城市污水處理廠,污泥,處理處置

污水和污泥是解決城市水污染問題兩個同等重要又緊密相連的兩個系統，污泥處理處置是污水處理得以實施的最終保證。污泥是污水廠污水處理的二次產物，是由多種微生物形成的菌膠團與其吸咐的有機物和無機物組成的集合體，由于其含有大量有機物、氮、磷等營養物質，作為“第二資源”而備受關注。但是污泥還含有難降解的有機物、重金屬、鹽類、少量的病原微生物和寄生蟲卵等，而且容量大，不穩定，易腐敗，有惡臭，如不加處理，任意排放，將引起嚴重的二次污染。因此，妥善處理并處置這些污泥才能保證污水廠的效益，保護環境，變廢為利。目前國際國內的主要控制手段包括剩余污泥的減量化、無害化處理以及資源化再利用，處置方式表現在如下幾個方面：農用、填埋、焚燒、水體消納等[1]。

本文針對某城市污水處理廠污泥處理的工藝，對兩種污泥處理工藝方案進行分析比選，推薦出污泥處理工藝方案，比較分析幾種污泥處置方案，提出參考意見。

1 城市污水處理廠現狀

1.1 污水處理廠

該污水處理廠處理規模為16 萬m3·d-1(分兩期建設完成，其中一期為3 萬m3·d-1，一期已經穩定運行4 年，現在正進行二期建設)，以城市生活污水為主,服務面積62km2，服務人口30 萬人。二級處理,采用DE 氧化溝工藝為污水處理的主要工藝。

1.2 污泥基本情況

1.2.1 污泥的來源與性質

污泥主要來源于氧化溝工藝產生的剩余污泥，污泥顆粒細、比重小，含水率在99.2%~99.6%之間。污泥中含有促進植物生長的氮、磷、鉀等營養元素，還含有寄生蟲卵和病原菌等微生物，有機物含量約為50%~60%。受進水水質影響，污泥中還有重金屬離子和有毒有害物質,但該城市規劃區內工業企業較少，污水中工業污水所占比例一般不超過 10%，污泥中金屬離子以及有害物質較少。

1.2.2 污泥產量污泥

干重25.6t·d-1, 含水率為99.4% 時體積為 4266.7m3·d-1，脫水后，泥餅含水率為76%~80%，體積約為106.7~128 m3·d-1左右。

2 污泥處理方案的比選

污泥處理的目的主要有以下幾點：穩定化使之消除惡臭；無害化殺死蟲卵及病菌；減容化，運輸降低含水率使之易于運輸處置、利于實現污泥資源化。城市污水廠污泥穩定化技術主要有厭氧消化、好氧消化、污泥堆肥以及污泥焚燒等[2]。污泥濃縮、脫水以及焚燒是污泥減容的主要技術。無害化中主要采用生物法與化學藥劑穩定法，國內外普遍采用生物法。生物法中主要有厭氧穩定，好氧穩定。結合污泥最終處置，該城市污水處理廠污泥處理有以下兩種方案可供選擇：污泥脫水方案，污泥消化后脫水方案。

兩種污泥處理方案的工藝流程見圖1、2。

由于該城市地處西北地區，一方面污水治理迫在眉睫，另一方面建設資金緊缺，如何確定污水處理的近期、遠期目標就顯的非常重要。傳統活性污泥法(普通曝氣法)、AB 法工藝、由于泥齡短，污泥沒有達到好氧穩定，須采用污泥消化脫水方案，以達到穩定化，無害化的目的。而該污水處理廠采用的DE 氧化溝工藝中產生的剩余污泥由于泥齡長，已初步得到好氧穩定，剩余污泥中有機物含量較少，因此本廠擬采用污泥脫水方案，這樣就大大降低了近期建設資金及運行資金，同時簡化操作管理工作量。當然隨著環保要求提高，經濟實力增強，可以通過進一步延長污泥泥齡或增加厭氧消化裝置來完成污泥穩定化，無害化處理。綜上所述，目前該城市污水處理廠污泥處理推薦污泥脫水方案，同時可以查看中國污水處理工程網更多關于污泥處置方案的技術文檔。

3 污泥處置方案選擇

為避免污水處理廠污泥對環境的二次污染，各國政府對污泥的最終處置十分重視，并根據各國的國情制定出污泥處置的法規和具體方案。歐美國家根據各自具體情況制定城市污泥土地利用技術標準。歐共體將污水廠和自來水廠污泥劃為“特殊垃圾”(不是“危險垃圾”)，必須具有資格的企業按照規定的程序進行妥善處理，不得棄置。填埋、焚燒、作農肥、投海和制造建筑材料等是目前污泥處置和綜合利用的主要途徑[3]。

衛生填埋始于20 世紀60 年代，是在傳統填埋的基礎上經過科學選址和必要的場地防護處理，具有嚴格管理制度的科學的工程操作方法[4]。污泥填埋是一項比較成熟的污泥處置技術，其優點是處理容量大、見效快、操作簡單,但也存在一些問題，如合適的場地不宜尋找，污泥運輸和填埋場地建設費用較高,有害成分的滲漏對地下水的污染，填埋場的衛生、臭氣問題造成二次污染等。可見,填埋并沒有最終消除污染，只是起到延緩的作用。該城市屬于中等正在發展的城市，隨著城市的發展城市人口不斷增長，產生的生活垃圾量也隨之增多，在該城市近郊正在籌建垃圾填埋廠，該垃圾填埋廠的容量只夠該城市15 年的生活垃圾填埋量，而沒有多于的容量用來填埋污水處理廠的污泥，近郊也沒有合適的地方能夠用來做污泥填埋廠。所以衛生填埋這種污泥處置方式在這個城市不能選擇。

一般情況下，當污泥不符合衛生要求，有毒物質含量高，不能作為資源化利用，同時污泥自身的燃燒熱值較大時，才考慮采用污泥焚燒并回收熱量。污泥經焚燒后，產生的熱能可用于發電、取暖等。焚燒的技術優勢在于其處理的徹底性，可達最大限度減量化的目的，減量率可達到9%左右，其有機物被完全氧化[5]， 重金屬幾乎全被截留在灰渣中。但焚燒存在以下幾個問題：(1)焚燒所需投資大，設備需引進，運行管理復雜；(2)在焚燒過程中產生飛灰、爐渣和煙氣，研究發現，在焚燒的灰渣中，尤其是飛灰屬于危險廢棄物，若處理不當容易滲漏而污染地下水體、附近地表水體和土壤，進而危害人類健康；(3)在排放的煙氣中含有二惡英和呋喃等劇毒物質，產生二次污染；(4)污泥中的有用成分未得到充分利用, 浪費了大量有利于植物生長的營養元素。該城市污水處理廠在建設初期資金還比較緊張，還沒有能力投資污泥焚燒，另外該污水處理廠產生污泥本身含有的有毒物質含量低，污泥有機成分低，自身燃燒值不大，所以不選擇焚燒法作為其最終處置方式。

歷史上，某些沿海地區，采用污泥投海的方法。而該城市地處內陸根本不可能采取投海的處置方式。對于制造建筑材料由于污泥是一種新型的原料，當地還沒有具有這樣技術的企業合作，所以也不可取。

我國是農業大國，無論從經濟因素還是從肥效利用因素出發，污泥農用資源化都是一種符合我國國情，具有廣闊前景的處置方法。由于連續耕作，植物根系對營養成分的不斷獲取，土壤的有機質和礦物質都很缺乏。土地長期超量施用化肥，使土壤板結，鹽漬化程度高，今后若繼續忽視施用有機肥，土地有機肥力將進一步降低而導致生產力下降。城市污泥含有大量的有機質和N、P、K 以及Ca,M g,Cu ,Zn ,Fe 等植物生長所需元素，是一種很好的肥料和土壤改良劑。若將污泥進行堆肥化，則可解決土壤有機肥力降低的問題[6]。目前該城市規劃區內工業企業較少，根據城市總體規劃，今后城區內也不興建大的工廠，因此污水中工業污水所占比例不大，重金屬離子及有害物質不會太多，污泥量可達到農用污泥標準，而該城市周圍又有大量農田菜地，因此城市污水處理廠污泥的最終處置暫定為農用施用。當然，能否安全施用，有待于污水廠投產后對污泥作定性、定量分析后再確定。污泥處置為農肥施用[7]，其施用范圍根據投產后實測污泥性質后確定。

4 結論

選擇經濟合理的污泥處理工藝有效的污泥處置方法, 應兼顧經濟效益與環境生態效益之間的均衡。一種有效且適合本地具體情況的污泥處置方法應該是在環境上衛生、經濟上有效，且具有發展潛力的方法。將污泥的處理與處置相結合，擴大污泥利用面，逐步實現污泥的資源化是唯一出路。通過分析比較最終選擇污泥脫水后農肥施用作為運行初期的處理處置方法，隨著經濟發展各方面條件的成熟再不斷完善和改進其處理工藝，擴大其利用范圍，做到進一步資源化。

參考文獻：

[1] 李亞東,李海波,梁浩.城市生活污水處理中剩余污泥處理技術探討[J] .環境科學與技術,2005,18(4):95-96.

[2] 謝雄華,尹玲玲,倪娟.城市污水廠污泥綜合利用的研究 [J] .山西建筑,2006,32(4):192-193.

[3] 常蓉，錢克翔.昆明市城市污水處理廠污泥處理的現狀及對策[J] .云南環境科學2005,24(增刊1):115-119.

[4] 李國強.城市市污水處理廠的污泥處置方案評價[J].山西化工,2004,24(4):42-44.

[5] 牛波,呂鴻雁.污水處理廠污泥處理處置方法[J].地下水,2005,27(3):203-205.

[6] 林云琴，周少奇.我國污泥處理、處置與利用現狀[J].能源環境保護,2004,18(7):15-17.

[7] 盧年春,李萍,凌云等.城市污泥綜合利用研究[J].安徽農業科學,2005,33(11):2101-2103. 來源：化工技術與開發? 作者: 宋鳳敏，李琛，李雅婕