(精品)浅议污泥处理处置的现状和趋势

浅议污泥处理处置的现状和趋势 孙红卫（扬州市洁源排水有限公司扬州225004） 摘要未来10年是我国污水处理市场的黄金时代，将建成上千座污水处 理厂。每座污水处理厂每天要排放含水率约99.2的剩余污泥数百乃至上万 吨，这些数量巨大的污泥将成为未来急需处理的难题。目前国内对于污泥的 处理和处置主要有两个方向一是对剩余污泥进行堆肥、填埋、焚烧等；二是 实行污泥减量化、无量化，如超声波污泥减量、生物强化技术污泥减量、黑 子光化处理系统污泥减量等。第一种污泥处理处置措施存在二次污染和处置 费用高的缺陷，第二种处理处置措施可大大减少二次污染，甚至零污染，真 正达到节能减排的目的。 关键词污水生物处理污泥处理处置节能减排 近几十年，城市污水的处理技术不断发展，应用较为广泛的有物化处理 和生物处理两种。污泥是污水处理后的产品、是一种由菌胶团（包括细菌、 真菌、原生动物、后生动物等）、无机颗粒等组成的复杂的非均质体。污泥量 通常占污水量的0.30.5 （体积）或者约为污水处理量的12 （质量）， 如果属于深度处理，污泥量会增加0.5〜1倍。污水处理效率的提高，必然导 致污泥数量的增加。目前我国污水处理量和处理率虽然不高（45）,但城市 污水处理厂每年排放干污泥大约180万吨，而且还以每年大约10的速度增 长。 未来10年是我国污水处理市场的黄金时代，将建成上千座污水处理厂。 每座污水处理厂每天要排放含水率约99.2的剩余污泥数百乃至上万吨，这些 数量巨大的污泥将成为未来急需处理的难题。传统的污泥处理技术包括了污 泥的浓缩、脱水和干燥三方面的技术。国内现有的基本是污泥浓缩和脱水技 术，污泥经浓缩和脱水后，一般含水率只能降低到80左右。随着城市污水 处理率的提高，污泥产量也不断增加，污泥的处理处置问题愈加突出。 全国城镇污水处理厂产生干污泥约180万t/年（含水80污泥900万t）； 预计未来五年内，每年将产生干污泥540万t （含水80污泥2700万t）；现 有污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到1/4,有些地方的污泥没有得 到合理的处理和处置便直接排放，造成了严重的二次污染。现在许多城市正 在积极进行各种污泥无害化、资源化试验，如污泥堆肥、污泥焚烧等。但污 泥堆肥、污泥焚烧都存在二次污染及处置费用高的问题。如果在污水处理的 进程中，能够用更新、更好的技术比如生物强化技术、超声波污泥减量、 黑子光化处理系统污泥减量，在不影响污水处理系统稳定和处理效果的同 时，又可以有效的减少最终的污泥产量。这样就可以大大降低剩余污泥处置 和排放过程中造成的二次污染，这也符合国家倡导的节能减排的大政方针。 1污水处理厂污泥处理处置现状 1.1卫生填埋 卫生填埋操作相对简单，投资费用较小，处理费用较低，适应性强。污 泥卫生填埋始于20世纪60年代，到目前为止已经发展成为一项比较成熟的 污泥处置技术。但是其侵占土地严重，如果防渗技术不够，将导致潜在的土 壤和地下水污染。 1.2污泥焚烧 以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法，它能使有机物全部碳化, 杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积，但是其缺点在于处理设施投资大, 处理费用高，有机物焚烧会产生二噁英等剧毒物质。 1.3污泥干化和热处理 污泥干化能使污泥显著减容，体积可以减少4〜5倍，产品稳定、无臭且 无病原生物，干化处理后的污泥产品用途多，可以用作肥料、土壤改良剂、 替代能源等。污泥低温热处理技术无害化和减容化较彻底，其地位已经逐渐 增强。在我国，利用热电厂、垃圾发电厂烟气余热干化处理技术已开始推广 和应用。 1. 4海洋倾倒 海洋倾倒操作简单、对于沿海城市来说其处理费用较低，但是，随着生 态环境意识的加强，人们越来越多地关注污泥海洋倾倒对海洋生态环境可能 存在的影响。美国于1988年已禁止污泥海洋倾倒，并于1991年全面加以禁 止。日本对污泥的海洋投弃作了严格的规定。中国政府于1994年初接受3项 国际协议，承诺于1994年2月20日起不在海上处置工业废物和污水污泥。 海洋倾倒在英国尤其流行，因为与其他方法相比，其费用相当低。但是从1998 年底，欧共体城市废水处理法令91 / 271 / EC已经禁止其成员国向海洋倾 倒污泥。 1.5污泥好氧堆肥 好氧堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微 生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物， 同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新 的细胞质，使微生物不断生长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。在有机 物生化降解的同时，伴有热量产生，因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环 境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物 死亡，耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明，好氧分解中发挥主要作用 的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机 物氧化分解，同时释放出大量的能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温, 将其分成三个阶段起始阶段、高温阶段和熟化阶段。起始阶段不耐高温 的细菌分解有机物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同时放出热量使温度上 升，温度可达1540 C o高温阶段耐高温细菌迅速繁殖，在有氧条件下，大 部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解，同时放出大量热能，使温 度上升至6070C o当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产 热随之停止。堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40C,堆肥基本达到稳定, 形成腐植质。熟化阶段冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物（包 括死后的细菌残体）而生长，将堆肥过程最终完成。从而实现污泥的资源化 利用，但该方法也存在污泥中的有害物质如重金属的二次污染问题。 2污泥处理处置的发展趋势 以上几种污泥的处理处置方法均存在二次污染、大气污染控制及投资、 运营成本高的问题，我们应在彻底的减量化、无害化、资源化处理上开辟新 途径，对城市污泥处理实现以废治废和废弃物循环利用，从而达到节能减排 的目标。而其中尤以污泥的前置处理措施污泥的减量化甚至是零量化更 是我们应该研究的重点。目前国内外对污泥减量技术的研究主要集中在几个 方面，如促进污泥溶胞技术、解偶联技术以及利用食物链中微型动物的捕食作 用等。解偶联技术需要特定化合物的添加来抑制细胞的合成，利用微型动物 的捕食作用则需要在系统中创造有利于微型动物生长的运行条件，促进污泥 溶胞技术则需要满足生物细胞分解破裂的能量要求及相应的运行条件。其中 在研究或实际工程中广泛应用的促进溶胞技术的主要方法有超声波、臭氧以 及热解等技术。 2. 1超声波污泥减量 2. 1. 1基本原理 在活性污泥系统采用超声波处理剩余污泥以考察污泥减量效果及其对系 统处理效果的影响。结果表明在声能密度0. 25-0. 50 W/mL范围内，经过1〜 30 min的超声波处理，系统表观产率显著下降，剩余污泥的产量可以减少 20〜50左右。同时发现,污泥的沉降性能指标SVI有所下降,而污泥的稳定 性有所提高,活性污泥系统的出水水质略有不同程度的下降。 2.